Sulfitación fiable Gracias a la solución de ph inteligente

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1 Azúcar almidón y levadura Soluciones para la analítica de los líquidos de proceso 24 News INGOLD Leading Process Analytics Sulfitación fiable Gracias a la solución de ph inteligente Cuando el mal rendimiento del sensor de ph afectaba la calidad del jarabe de uno de los mayores productores de azúcar de la India, se dirigieron a METTLER TOLEDO en busca de un sistema que protegiera su proceso de sulfitación. Ahora el rendimiento del azúcar es superior y la calidad es más uniforme. Control del ph en la sulfitación K.C.P. Sugar and Industries Corporation Ltd. ha producido azúcar de caña en la región india de Andhra Pradesh desde Su unidad Vuyyuru es un complejo de azúcar integrado que se encarga de fabricar azúcar, energía, bioetanol y biofertilizantes. Para garantizar la blancura y la pureza del azúcar, la trituradora de Vuyyuru utiliza el proceso de la doble sulfitación: la sulfitación del zumo seguida de la sulfitación del jarabe. El control del ph es importante en ambos procesos, no solo para mantener la calidad y el rendimiento del azúcar, sino también para reducir al mínimo la suciedad en las superficies de los tubos de los calentadores y los evaporadores. De los dos procesos, el control del ph es más importante en la sulfitación del zumo, ya que debe mantenerse un ph de 7 en todo momento. Por debajo de este nivel se produce la inversión, que conlleva un aumento de la producción de melaza y produce una pérdida de azúcar. Por encima de un ph 7, se modifica el color y se destruye el azúcar en compuestos orgánicos, lo que también reduce el rendimiento del azúcar. Durante la sulfitación del jarabe, la trituradora mantiene un ph de 5 para regular la calidad del azúcar final. El sistema instalado afectaba a la calidad del jarabe Los ingenieros de la trituradora de Vuyyuru no estaban contentos con los sistemas de control de ph en línea instalados. Los problemas con la fiabilidad de la medición, los fallos del sensor y las demandas de limpieza

2 manual periódica del sensor afectaban a la calidad del jarabe. Se pidió a METTLER TOLEDO que proporcionara una solución para controlar la sulfitación del zumo que ofreciera mediciones fiables y precisas y necesitara poco mantenimiento. Sensor inteligente que tolera las condiciones del proceso Hemos proporcionado un sistema basado en el InPro 4260 i. Este sensor de ph está diseñado para tolerar aplicaciones con una alta concentración de materia particulada. Dispone de un electrolito de polímero sólido Xerolyt Extra para una medición de ph precisa y una mayor vida útil del sensor. Este sensor sin diafragma tiene una unión abierta que permite el contacto directo entre el medio de proceso y el electrolito del sensor. La ausencia de diafragma también significa que se reduce considerablemente la posibilidad de que se creen obstrucciones de cristales de azúcar. Además, el sufijo «i» indica que el sensor forma parte de la gama de gestión de sensor inteligente (ISM ) de METTLER TOLEDO. El circuito miniaturizado en el cabezal del sensor controla las señales de estrés o degradación y transfiere la información al transmisor conectado. Las características de diagnóstico avanzado de ISM interpretan estos datos para informar al usuario cuando se deba limpiar, calibrar o sustituir el sensor. De este modo, el mantenimiento se puede realizar cuando sea necesario, en lugar de esperar hasta que el rendimiento de medición del sensor se reduzca o realizar mantenimientos periódicos cuando quizá no sea necesario. Limpieza automática del sensor Gracias a la inclusión de una unidad EasyClean 150 y una cobertura retráctil In- Trac 777, la limpieza del sensor se realiza automáticamente. Cuando es necesario limpiarlo, el sensor se retira del proceso y entra en la cámara de lavado interior de la carcasa, donde se lava con agua antes de volver a integrarse en el proceso. Reducción de los gastos de explotación Los ingenieros de la trituradora de Vuyyuru están encantados con el rendimiento de la solución de METTLER TOLEDO. La unidad EasyClean no solo mantiene el sensor limpio y funcionando de manera fiable sin implicar al personal de producción, sino que los sensores tienen una vida útil mucho más larga que los sensores utilizados anteriormente, de modo que los costes del punto de medición se han reducido. Desde entonces, se ha instalado un segundo InPro 4260 i conectado al transmisor M800 para controlar la sulfitación del jarabe. El sensor está conectado a un transmisor M800 multiparamétrico, multicanal y con pantalla táctil que muestra claramente las herramientas de diagnóstico ISM en su pantalla imonitor. c Editor / Producción Mettler-Toledo AG Analítica de Procesos Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Suiza Illustrations Mettler-Toledo AG Vidrio Sujeto a modificaciones técnicas. Mettler-Toledo AG 01 / 15. Impreso en Suiza. Sensor de ph InPro 4260 i Diafragma abierto Solución de medida Electrolito de polímero sólido Xerolyt 2 METTLER TOLEDO News Azúcar 24

3 Analizador de sílice 2800 Si Control del nivel de sílice con un analizador de bajo mantenimiento El sílice en el agua de alimentación de la caldera puede causar una rápida acumulación sedimentos en los aerogeneradores. Dado que el sílice solo se puede eliminar con una limpieza fuera de servicio, la medida más recomendable consiste en controlarlo en el ciclo de agua/vapor. El analizador de sílice 2800Si detecta rápidamente la contaminación a niveles mínimos y se calibra automáticamente, lo que permite realizar mediciones precisas y fiables a la vez que ahorra valioso tiempo al operario. Aunque no tenga un efecto corrosivo importante, su presencia en el agua o el vapor resulta muy perjudicial. Los revestimientos extremadamente duros que forma en los conductos de agua / vapor y en las palas de las turbinas reducen la eficacia de la transferencia de calor y desequilibran las palas. Si no se controla, el aumento en la acumulación de sílice puede provocar paradas imprevistas y trabajos adicionales de mantenimiento. El 2800 Si es un instrumento en línea de gran fiabilidad diseñado para controlar la química de ciclo en centrales eléctricas. Proporciona una detección temprana de restos de contaminación por sílice con una supervisión mínima por parte del operario. La puesta a cero automática después de cada ciclo de medición garantiza una estabilidad y una fiabilidad de la medición excelentes. Ventajas Bajo mantenimiento: Los grandes contenedores de reactivos permiten un largo intervalo de servicio Diseño robusto: La carcasa integral protege los componentes y los contenedores de los reactivos del entorno de la planta Supervisión de un solo vistazo: La visualización simultánea del sílice y de la programación de las mediciones muestra el estado del analizador cómodamente, lo que ahorra tiempo al operario. Analizador de sílice 2800 Si c METTLER TOLEDO News Azúcar 24 3

4 Entrevista Desarrollos en analítica en proceso para el sector del azúcar y almidón El Dr. Stefan Bardeck es un experto de METTLER TOLEDO en la implantación y el uso de sistemas de medición analítica en proceso para la producción de azúcar y de almidón. Viaja por todo el mundo aconsejando a empresas sobre cómo mejorar los procesos y aumentar la rentabilidad. Sugar and Starch News ha hablado con él sobre la creciente importancia de la instrumentación analítica en proceso. Dr. Bardeck, la instrumentación analítica en proceso gana cada día más peso en el sector del azúcar y almidón. Cómo lo explica? Creo que existen varias razones. En primer lugar, los competidores obligan a las fábricas a hacer más con menos y, en este sentido, la analítica en línea se ocupa de controlar los procesos para que el personal se pueda concentrar en otras tareas. En segundo lugar, existe una normativa medioambiental cada vez más estricta que exige la supervisión y el control del efluente de residuos. En tercer lugar, a pesar de ser muy conservador, el sector entiende que el análisis en línea ofrece muchas ventajas en comparación con el análisis de laboratorio de muestreo simple. La medición continua en tiempo real en las condiciones de proceso tiene mucho más valor que los análisis periódicos de las muestras, que pueden haberse tomado con horas de antelación y, por lo tanto, ya no son representativas de lo que ocurre en el proceso. Las instalaciones de azúcar y almidón son muy diferentes. Es la instrumentación analítica en proceso aplicable a ambas? Por supuesto! A pesar de que las materias primas y los procesos son diferentes, estos últimos se caracterizan, en ambos casos, por poseer unas condiciones de proceso muy exigentes, unos valores de temperatura y de ph muy altos, así como la presencia de partículas sin disolver que podrían ensuciar el sensor. En unas condiciones como estas, es especialmente importante realizar un control estricto y fiable del ph en las fases de purificación y de dosificación de reactivos. Otro ejemplo es el control y la supervisión del rendimiento de los intercambiadores de iones mediante las mediciones en línea del ph y la conductividad, algo que conduce a una mayor actividad operativa de las diferentes columnas gracias a los ciclos optimizados de purificación y de regeneración. Los sensores de ph no han evolucionado demasiado en varias décadas. A qué se debe? Eso no es del todo cierto. Si bien en la actualidad existen diferentes formas de medir el ph, los electrodos de membrana de vidrio siguen ofreciendo la mejor tecnología y no me puedo imaginar que esto vaya a cambiar. Además, el sistema de referencia de los sensores de ph ha mejorado mucho. Disponer de recorridos de difusión largos y de mejores fluidos elec- 4 METTLER TOLEDO News Azúcar 24

5 trolíticos, que impidan que los electrodos se contaminen, permite a los sensores ofrecer una vida útil mucho más larga con respecto al pasado. Por otro lado, la tecnología digital está revolucionando los sensores de ph y otros parámetros. El hecho de que un sensor cuente con un microprocesador en su interior proporciona una serie de ventajas contra las que los sensores analógicos normales no pueden competir. Dónde ha tenido la tecnología digital un impacto mayor? En las plantas de azúcar y almidón existe mucha humedad, la cual resulta contraproducente para los sistemas analíticos en proceso porque corroe las conexiones e interfiere en las mediciones. Los sensores digitales simplemente no presentan esos problemas, por lo que la medición en el transmisor es más fiable. Además, nuestra tecnología ISM nos permite ofrecer diagnósticos predictivos. Los exhaustivos diagnósticos en línea de nuestros sensores ofrecen una gran cantidad de información relacionada con la medición y el estado de la muestra. Ahora, el técnico de mantenimiento sabe cuándo debe calibrar o realizar el mantenimiento de cada sensor, por lo que no realiza el mantenimiento de sensores que no lo necesitan o, peor aún, cuando ya es demasiado tarde. Cree que los sensores digitales se convertirán en el estándar aceptado del sector del azúcar y almidón? Sin duda. Las ventajas son demasiado grandes. Y no solo por el diagnóstico y la señal digital. Otro gran beneficio de la tecnología ISM es la posibilidad de realizar calibraciones de sobremesa. Ya no es necesario realizar soluciones tampón por toda la fábrica. La ISM le permite retirar un sensor del proceso y calibrarlo en su escritorio en condiciones controladas. La calibración de sobremesa y el diagnóstico del sensor reducen los costes de propiedad. Y esto es lo que más importa en estos momentos, verdad? Esto y evitar paradas. Nadie quiere paradas imprevistas causadas por mediciones poco fiables o por equipos de proceso defectuosos. Esta es la razón por la que los diagnósticos de sensor son tan valiosos. Artículo técnico: Garantía de calidad en la producción de azúcar de remolacha En este artículo técnico, examinamos los pasos de producción del azúcar de remolacha y cómo con los sensores inteligentes se puede conseguir fácilmente una producción de azúcar puro de una calidad uniforme. Descargue su copia hoy mismo. c METTLER TOLEDO News Azúcar 24 5

6 Electrodo de ph InPro 2000 i Medición del ph de alto rendimiento en la producción de azúcar líquido En los países desarrollados, la demanda de azúcares líquidos cada vez es más alta. Un cliente en Brasil necesitaba una solución de medición de ph que pudiese tolerar las condiciones difíciles del proceso. Nosotros conseguimos proporcionarle un sistema resistente y fiable, que solo necesita un mantenimiento mínimo. Demanda creciente Los azúcares líquidos se producen en una serie de formulaciones distintas para utilizarlos en la industria química, alimentaria y de bebidas. El azúcar líquido «premium» es un jarabe de sacarosa prácticamente blanco que se utiliza en la producción de una amplia gama de bebidas y productos alimentarios. El azúcar líquido estándar es un jarabe de sacarosa de color amarillo claro utilizado en la producción de refrescos y zumos. La sacarosa líquida también puede usarse en aplicaciones no alimentarias, como sustrato en procesos de fermentación industriales. La producción de azúcar líquido puede conseguirse añadiendo agua destilada al azúcar seco, o bien procesando el zumo de caña de azúcar. El proceso de producción para el azúcar líquido a partir del zumo de la caña de azúcar es más sencillo que el del azúcar seco, y además genera un producto de calidad uniforme. Sin embargo, a diferencia de la larga vida útil del azúcar seco, el azúcar líquido tiene un tiempo de almacenamiento de solo pocas semanas. La industria del azúcar en Brasil ha invertido intensamente en la producción del azúcar líquido para satisfacer la creciente demanda del mercado. Nuestro cliente, uno de los principales refinadores de Brasil, fabrica productos líquidos que adquieren principalmente fabricantes de refrescos, desde productores locales a internacionales. Condiciones difíciles El proceso de producción de azúcar líquido de las refinerías sigue los mismos pasos iniciales que el proceso de azúcar seco, principalmente la extracción del jugo, la filtración, la sulfatación y el encalado. La medición del ph durante la sulfatación y el encalado es fundamental, ya que el nivel de ph en la primera fase determina la cantidad de dióxido de sulfuro que debe añadirse al jugo para impedir la decoloración del licor. El propósito de la adición de cal apagada es el de aumentar el ph del licor sulfatado ácido de 3 a 7 aprox. La alta concentración de azúcar en el zumo y la adición de productos químicos hace que sea difícil medir el ph durante estos procesos, ya que los electrodos pueden recubrirse fácilmente en precipitados. Transmisor M400 Electrodo de ph InPro 2000 i Easy Clean METTLER TOLEDO News Azúcar 24

7 Con el objetivo de maximizar el tiempo productivo, nuestro cliente quería implantar un sistema de medición de ph que soportase las condiciones del proceso, sin que fuese necesario realizar muchas tareas de mantenimiento. Solución pionera Instalamos un sistema basado en el electrodo de ph InPro 2000 i. Esta sonda es perfecta para la aplicación ya que ha sido diseñada para funcionar en entornos extremos donde se necesitan mediciones de ph precisas y rápidas. El drenaje gradual del electrolito de líquido presurizado garantiza una respuesta rápida y grandes intervalos de mantenimiento, mientras que la trampa de iones de plata patentada impide que los sulfuros contaminen el electrodo. El dispositivo InPro 2000 i forma parte de la familia de sensores de gestión inteligente (ISM) de METTLER TOLEDO. ISM reduce los requisitos de mantenimiento para los sistemas de ph por medio del envío de los datos de diagnóstico al transmisor, informando al operador del mantenimiento necesario antes de que la medición se vea afectada. Mantenimiento preventivo Los datos de diagnóstico aparecen en el transmisor M400 conectado a través del Indicador de vida útil dinámico, que muestra la vida útil restante del electrodo basándose en las condiciones reales del proceso, así como a través del temporizador de calibración ajustable que notifica al usuario cuándo debe realizarse la siguiente calibración. Para mayor flexibilidad, el M400 multiparámetro también acepta sensores analógicos. InTrac 776 e es la caja apropiada para el dispositivo InPro 2000 i. Su diseño retráctil incorpora una cámara de lavado integrada donde el electrodo puede limpiarse y calibrarse cuando sea necesario, sin interrumpir el proceso. Para proporcionar un uso extremadamente sencillo, el sistema EasyClean 400 montado en la caja y en el transmisor se encarga de realizar la limpieza y la calibración del electrodo automáticamente. Sistema completo: electrodo, caja, transmisor, sistema de calibración y limpieza automático y tecnología ISM para proporcionar un sistema de medición de ph de vanguardia; proporcionando a nuestros procesos de cliente fiabilidad y confianza, además de un rendimiento incomparable. c METTLER TOLEDO News Azúcar 24 7

8 Sensor de turbidez InPro 8200 Rendimiento superior y mayor control de la calidad del azúcar Los estrictos controles de proceso durante la clarificación del zumo son de vital importancia a la hora de impedir reacciones indeseadas en los procesos posteriores. El control de la turbidez en línea a lo largo del proceso permite la incorporación de agentes floculantes, sin necesidad de efectuar repetidos análisis de laboratorio. Así, se ahorra en tiempo y recursos. Mercado brasileño Brasil es el principal productor mundial de azúcar. Los cultivos de caña de azúcar representan 8 millones de hectáreas del país y, en 2010, la producción de azúcar superó los 36 millones de toneladas. Aproximadamente hay 380 plantas de alcohol y / o azúcar en Brasil, y más de 20 en construcción. Las inversiones en el sector se han visto estimuladas por las favorables perspectivas de las exportaciones de alcohol y azúcar, así como por el aumento del consumo nacional. Sensor de turbidez InPro 8200 Clarificación del zumo Nuestro cliente posee varias refinerías en Brasil. Se pusieron en contacto con METTLER TOLEDO en busca de una solución que mejorase la decantación del zumo en una de sus instalaciones. El proceso de decantación (o clarificación), a fin de eliminar residuos de cal e impurezas, se efectúa con mayor rapidez gracias a la dosificación de los agentes floculantes de polímeros. El problema de nuestro cliente era que la dosificación estaba lejos de ser óptima. En la refinería de nuestro cliente, el control de la decantación del zumo se llevaba a cabo manualmente, ajustando el flujo de polímero al decantador, en función de los valores de transmitancia generados por el análisis de un espectómetro de laboratorio. El retardo entre el muestreo simple, los análisis de laboratorio y el consiguiente ajuste de la dosificación causaba una estabilidad deficiente de los contenidos sólidos en suspensión en el zumo procesado, así como una sobredosificación ocasional de agentes floculantes. Los ingenieros de la refinería pretendían mejorar el proceso automatizando la dosificación de los agentes floculantes en respuesta a los análisis en línea del zumo. METTLER TOLEDO aconsejó efectuar mediciones de turbidez con el fin de controlar el contenido de sólidos en suspensión. La instalación de un analizador en línea directamente en la línea de producción proporciona una determinación continua en tiempo real de la turbidez del zumo, de manera que pueden realizarse con facilidad los ajustes pertinentes en la dosificación de agentes floculantes. Solución escogida por METTLER TOLEDO Para esta aplicación, lo más indicado es determinar la turbidez mediante el principio de medición de la retrodispersión. METTLER TOLEDO recomendó la siguiente solución para obtener un sistema de medición de alta eficiencia y precisión: Sensor de turbidez InPro 8200 Se trata de un sensor de fibra óptica dual diseñado para su uso en aplicaciones que requieren una alta resolución. Su ventana de zafiro resistente a arañazos repele la suciedad y, por tanto, reduce la necesidad de limpieza. Carcasa retráctil InTrac 779 e InTrac 779 e, con su cámara de lavado integrada, permite limpiar sensores sin necesidad de interrumpir el proceso. El sistema de seguridad Tri-Lock impide las fugas de zumo clarificado cuando se retrae. Transmisor Trb 8300 El transmisor Trb 8300, versátil y de fácil manejo, dispone de opciones múltiples de calibración y una amplia gama de unidades de medición, incluidas FTU y NTU. 8 METTLER TOLEDO News Azúcar 24

9 Carcasa retráctil InTrac 779 e Ventajas de su uso Los ingenieros de la refinería de nuestro cliente están muy satisfechos con el rendimiento del sistema y han comprobado lo siguiente: Las pruebas demuestran una respuesta de medición rápida ante variaciones en la dosificación de agentes floculantes. Los valores de turbidez muestran una linealidad que reafirma la eficiencia del sistema. Gracias a la automatización de la dosificación de agentes floculantes, el rendimiento objetivo se alcanza con una cantidad menor de dicho agente, lo que reduce los costes de producción. El control continuo de la turbidez también ha permitido obtener un rendimiento mayor, ya que pueden emprenderse acciones de manera inmediata en caso de error en el proceso. Transmisor M800 METTLER TOLEDO News Azúcar 24 9

10 EasyClean 400 Mayor Fiabilidad del Proceso y un aumento de la vida útil del sensor del 30 % La unidad de limpieza y calibración del sensor automáticas libera el personal de mantenimiento para que se pueda dedicar a tareas más importantes. También puede aumentar de forma significativa la vida útil del sensor. Mantener los sensores en su estado óptimo puede ampliar su vida útil un 30 % y proporciona una mayor seguridad y fiabilidad del proceso. Las condiciones en la industria química implican que el tiempo dedicado en el mantenimiento del punto de medición sea extenso. Con el EasyClean 400, la limpieza y la calibración precisa del sensor son completamente automáticas. Permitir que el EasyClean 400 limpie y calibre los electrodos de ph libera el personal de mantenimiento para que se pueda concentrar en tareas más importantes y que requieran más habilidades. Descubra cómo los sistemas Easy- Clean le pueden ayudar en su operaciones ir a: c Sus Ventajas Mantenimiento completamente desatendido La limpieza y calibración automáticas de los puntos de medición de ph. Mayor eficiencia de producción Elimina los tiempos de inactividad causados por los sensores sin un mantenimiento suficiente. Configurable, según sus necesidades El tiempo de calibración y el tiempo y la duración de la limpieza se pueden programar. 10 METTLER TOLEDO News Azúcar 24

11 Unidad de limpieza y calibración automáticas del sensor EasyClean 400 Descubra cómo ISM le puede ayudar en: c METTLER TOLEDO News Azúcar 24 11

12 Elija la línea de METTLER TOLEDO Gestión de sensor inteligente para el sector azucarero ISM es la plataforma de tecnología digital de METTLER TOLEDO para sistemas de instrumentación analítica en proceso. Con las soluciones ISM, el mantenimiento se puede prever, el manejo de los sensores es sencillo y se aumenta el tiempo de productividad del proceso. Visite nuestra página weby descubra el modo en el que la ISM proporciona: Una mayor fiabilidad de proceso Un manejo de sensores sencillo Un mantenimiento reducido c Mettler-Toledo S.A.E Instrumentación analítica en proceso C/Miguel Hernández, L Hospitalet de Llobregat España Tel: Fax: mtemkt@mt.com Mettler-Toledo AG Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Suiza Para más información