Sistemas para la automatización de lazos de medición
El desafío: ¿Por qué los lazos de medición de pH son tan engorrosos?
En muchas instalaciones de proceso, la medición de pH se incluye entre los parámetros de medición más críticos, y al mismo tiempo más propensos a fallos. Especialmente en medios agresivos, abrasivos, formadores de recubrimientos o contaminantes para los sensores se aplica lo siguiente: el sensor de pH se desvía, se ensucia y requiere intervenciones manuales periódicas.
Para los ingenieros e instaladores, esto significa:
- mayor trabajo de mantenimiento y vinculación del personal
En función de las condiciones de proceso se requieren calibraciones diarias o semanales. Esto implica una mayor inversión de tiempo, así como la parada de la instalación y desplazamientos frecuentes a puntos de medición de difícil acceso o demasiado alejados. - Error de medición y datos no fiables
Los sedimentos, la abrasión, la contaminación de los electrodos de referencia y el cambio de temperatura provocan una deriva o un fallo total. Esto hace que los procesos se ejecuten de forma ineficiente o fuera de la especificación, a menudo de forma gradual y sin que se detecte durante demasiado tiempo. - Fallos no planificados y riesgos de producción
Un sensor de pH que deja de funcionar repentinamente puede paralizar cadenas de proceso completas. Ya sean lotes defectuosos en fermentadoras farmacéuticas, procesos CIP bloqueados en la industria alimentaria o excesos en aguas residuales: las pérdidas económicas rara vez son proporcionales al coste de un solo electrodo, sino a las consecuencias de su fallo. - Costes operativos elevados
Horas del personal, soluciones tampón, sustancias de limpieza, sensores de repuesto y tiempos de inactividad: los operadores saben que una medición de pH fiable implica costes elevados de mantenimiento.
La solución: mantenimiento automatizado de los sensores en lazos de medición de pH
El esfuerzo manual se minimiza considerablemente gracias a un lazo de medición de pH automatizado. La limpieza y la calibración se ejecutan de forma completamente automática, pueden reproducirse y documentarse independientemente del personal, el momento y la ubicación.
Sus ventajas
- Valores medidos de pH constantemente fiables gracias a una conservación y calibración completamente automáticas
- Reducción considerable del esfuerzo del mantenimiento y los costes
- Una vida útil del sensor prolongada y costes reducidos de las piezas de repuesto
- Mayor seguridad de proceso gracias a procedimientos reproducibles y documentados
- Integración en sistemas de control existentes y digitalización continua
- Disponibilidad elevada de las instalaciones gracias a lazos de medición que funcionan de forma estable
- Alivio de la carga de trabajo del personal y menor dependencia de los conocimientos especializados in situ
cCare – Sistema de mantenimiento de sensores completamente automático
cCare automatiza todos los procesos de mantenimiento y calibración de sus sensores de pH. El sistema ejecuta procesos preparados y rastreables, incluyendo el lavado, la limpieza, el acondicionamiento y la calibración. Además, garantiza una calidad de medición elevada constante y reduce a un mínimo las intervenciones manuales.
Más información sobre el sistema de mantenimiento de sensores completamente automático cCare
cCare pHarma – Mantenimiento automatizado de los sensores de pH para procesos GMP
cCare pHarma se ha desarrollado especialmente para los requisitos de los sectores regulados. El sistema ofrece flujos de trabajo completamente validables, una documentación conforme con las normas GMP, así como procesos reproducibles de calibración y mantenimiento, ideal para procesos biológicos, la fermentación y la producción farmacéutica.
Serie Uniclean 700 – Limpieza del sensor configurable en portasondas estáticos o portasondas retráctiles
El control electroneumático es modular y su estructura es escalable. Los procesos de lavado pueden activarse mediante una señal de conmutación sencilla (contacto de relé en el transmisor o pulsador) o el control temporal del transmisor Stratos Multi. El sistema está diseñado en modo No Ex y convence por su sencilla integración, tiempos de entrega breves y una modularidad elevada, ideal para reequipar lazos de medición existentes.
Limpieza
El sensor se limpia con agua o con productos químicos en ciclos periódicos o según la necesidad. Esto impide sedimentos, la bioincrustación y la adherencia de grasa o partículas y garantiza que el sensor siempre realice mediciones en perfectas condiciones.
Esterilización
Si la aplicación lo permite, p. ej., en la elaboración de productos farmacéuticos o la producción alimentaria, también se puede realizar una esterilización automática del sensor y de toda la cámara de calibración con vapor caliente (SIP).
Calibración
La calibración se lleva a cabo de forma completamente automática dentro de cámaras de calibración cerradas bajo condiciones reproducibles. Según los requisitos es posible realizar una calibración de 1 punto, una calibración de dos puntos o una calibración de dos puntos con valor de referencia (verificación). La funcionalidad Audit Trail permite transmitir los datos de calibración y los valores a un sistema de control de procesos conforme con las normas farmacéuticas. De este modo, desaparecen todos los riesgos y desviaciones que pueden derivarse de la manipulación manual.
Diagnóstico integrado y mantenimiento preventivo
El lazo de medición proporciona información detallada sobre el desgaste del sensor que sirve de base para realizar un mantenimiento preventivo real gracias a una moderna tecnología de sensores, particularmente Memosens, que almacena una gran cantidad de datos del sensor, como el registro de calibración, directamente en la cabeza del sensor.
Unidad de control centralizada y observación a través de sistemas de control de procesos
Nuestros sistemas automáticos pueden integrarse en los controles de procesos de las instalaciones de producción. La comunicación se lleva a cabo a través del transmisor, p. ej., PROFINET y PROFIBUS PA. A través de estos es posible iniciar y observar los procesos de limpieza y calibración.
Ubicación del sensor y mediciones a corto plazo
Los lazos de medición con portasondas retráctiles y controles electroneumáticos también pueden utilizarse para aplicaciones en las que el sensor debe localizarse temporalmente por fuera del proceso, p. ej., cuando se ejecuta una limpieza prolongada a temperatura elevada o cuando solo se recomienda una medición a corto plazo.
¿Por qué elegir a Knick?
Hemos establecido nuevos estándares con nuestro sistema cCare, que lleva más de 20 años utilizándose en innumerables aplicaciones, algunas de ellas extremadamente exigentes. Gracias a esta larga experiencia en el ámbito del desarrollo, sabemos exactamente por qué la tecnología de nuestros sistemas está diseñada de la forma en que lo está. Hoy en día, muchos competidores se inspiran en nuestros conceptos, pero la clave es el profundo conocimiento de los procesos que hemos adquirido a lo largo de décadas.
Un factor fundamental en este sentido es nuestra experiencia líder en tecnología de portasondas retráctiles, con conceptos de esclusas perfeccionados, componentes modulares, materiales de alta calidad y conexiones a proceso adaptadas a cualquier situación de instalación.
Desde 1979, desarrollamos sistemas para el mantenimiento de los sensores automatizado, y desde entonces trabajamos sin descanso para perfeccionar esta tecnología.
Una automatización que se adapta a sus procesos: resumen de nuestras soluciones de sistema
Cada lazo de medición de pH plantea otras exigencias: número de medios de limpieza y soluciones tampón, prescripciones higiénicas, requisitos reglamentarios y condiciones ambientales. Para requisitos complejos, así como para tareas sencillas de limpieza ofrecemos soluciones de automatización adaptadas exactamente a las respectivas condiciones.
A continuación, encontrará tres familias de sistema que abarcan todo el espectro, desde la industria química, pasando por la industria alimentaria y biofarmacéutica hasta la gestión de aguas residuales; desde un entorno altamente regulado hasta una solución básica robusta y modular.
cCare – Limpieza, calibración y conservación
Para lazos de medición de pH exigentes en procesos químicos y alimentarios, cCare ofrece una limpieza, calibración y conservación completamente automáticas, CIP y SIP, tanto en el modelo Ex como en el modelo no Ex. El sistema garantiza valores medidos estables, incluso en caso de medios agresivos, cargas elevadas y un funcionamiento continuo.
Más información sobre el sistema de mantenimiento de sensores completamente automático cCarecCare pHarma: para las exigencias de la producción biofarmacéutica.
cCare pHarma se basa en la misma plataforma de automatización de alto rendimiento que cCare, pero se ha perfeccionado específicamente para los procesos biofarmacéuticos. Gracias a sus componentes fabricados con materiales conformes con la normativa de la FDA, a los componentes aptos para CIP/SIP, a las variantes Ex y no Ex, así como Audit Trail, cumple con los estrictos requisitos normativos y de calidad de esta industria.
Ir a cCare pHarma para las exigencias biofarmacéuticas
Serie Uniclean 700 – Limpieza del sensor configurable en portasondas estáticos o portasondas retráctiles
El control electroneumático es modular y su estructura es escalable. Los procesos de lavado pueden activarse mediante una señal de conmutación sencilla (contacto de relé en el transmisor o pulsador) o el control temporal del transmisor Stratos Multi. El sistema está diseñado en modo No Ex y convence por su sencilla integración, tiempos de entrega breves y una modularidad elevada, ideal para reequipar lazos de medición existentes.
La combinación formada por el Uniclean 7xx con transmisor Stratos Multi y portasondas de inmersión de plástico ARD75 ofrece una solución robusta, de rápida instalación y económica para la limpieza automatizada de sensores de pH en aplicaciones de agua y aguas residuales.
Ir al control electroneumático Uniclean 700
Si le interesa esta solución, estaremos encantados de atenderle.
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Preguntas frecuentes (FAQ)
¿En cuánto tiempo se amortiza un lazo de medición automático?
Depende de las condiciones de proceso, así como de la frecuencia en que se limpia y se calibra el sensor. Cuanto mayores sean los costes de mantenimiento en el lazo de medición y cuanto más sensible sea el proceso, más rápido se amortizará el sistema gracias a la automatización y a la precisión de medición.
¿Cuántas etapas de desmontaje existen? ¿Qué componentes son necesarios para un lazo de medición automatizado?
Todos los sistemas de automatización son diseños modulares de componentes. En principio existen 2 kits diferentes:
- El sistema cCare, compuesto siempre por un SensoGate o Ceramat, el control Unical 9000 y el transmisor Protos, se complementa con un recipiente de medios.
- La serie electroneumática Uniclean 700, compuesta por distintas válvulas que el propio usuario puede instalar fácilmente. El proceso de limpieza puede activarse mediante una simple señal de conmutación, p. ej., a través del contacto de relé de un transmisor, un simple pulsador o los procesos de limpieza ajustables en Stratos Multi.
¿Cuántos medios pueden manejarse a través de los controles electroneumáticos?
Esto depende del modelo:
- cCare 6 medios (p. ej., 4 soluciones tampón, productos de limpieza, agua)
- cCare pHarma 7 medios (p. ej., 4 soluciones tampón, WFI, aire estéril, limpieza, vapor caliente)
- Uniclean 7xx hasta 3 medios de limpieza (p. ej., agua, producto de limpieza, aire)
¿También es posible controlar y observar los sistemas de mantenimiento desde el sistema de control de procesos?
Sí, la comunicación se lleva a cabo a través del transmisor y del módulo de comunicación insertado allí. El control centralizado del mantenimiento puede realizarse a través del bus de campo, p. ej., a través de PROFINET o PROFIBUS PA. En los sistemas con el transmisor Protos II, todos los eventos también pueden transferirse para el Audit Trail directamente mediante el bus de campo.
¿Hay soluciones para atmósferas potencialmente explosivas?
Sí, los sistemas cCare están certificados para atmósferas potencialmente explosivas.
¿Puedo utilizar los sistemas de automatización para sensores diferentes a los sensores de pH?
Sí, la función de limpieza también puede utilizarse para otros sensores, p. ej., para sensores ópticos.
¿Qué fiabilidad ofrecen los sistemas automatizados de mantenimiento de sensores en el funcionamiento diario?
Los sistemas automatizados de mantenimiento de los sensores de Knick funcionan según procedimientos validados y reproducibles, y garantizan que el mantenimiento y la calibración se realicen siempre de forma uniforme. De este modo, la calidad de la medición se mantiene estable a lo largo del tiempo, independientemente del personal, los turnos o las condiciones ambientales. Los errores de mantenimiento o la deriva pueden reducirse considerablemente.
¿Qué requisitos tiene que cumplir mi instalación?
En general, nuestros sistemas de automatización pueden integrarse en la mayoría de las instalaciones existentes. Durante el asesoramiento, analizaremos juntos su infraestructura actual y le mostraremos cómo se puede llevar a cabo de forma óptima la automatización de sus lazos de medición.
¿Puedo reequipar un lazo de medición de pH existente o necesito sensores nuevos?
En muchos casos, es posible una readaptación: el sensor existente puede seguir utilizándose mientras se instala una unidad de limpieza y calibración automática. Para aplicaciones especiales (p. ej., temperaturas elevadas o medios abrasivos), se pueden recomendar sensores robustos y compatibles.
¿Funcionan los sistemas automatizados también en medios extremadamente sucios o en presencia de bioincrustaciones?
Sí. Aquí es precisamente donde la automatización demuestra su mayor fortaleza. Los ciclos automáticos y periódicos de lavado y limpieza evitan la formación de sedimentos que, de otro modo, provocarían derivas o fallos en poco tiempo. De este modo, el lazo de medición se mantiene estable y significativo.
¿Qué fiabilidad ofrecen las calibraciones automáticas en comparación con las manuales?
Por lo general, las calibraciones automáticas son más precisas y reproducibles, ya que se realizan en condiciones idénticas y controladas. Se descartan los errores debidos al manejo, la contaminación, la documentación incorrecta de los valores o la dosificación errónea de las soluciones tampón.
¿Es un lazo de medición de pH automatizado apto también para áreas reguladas por las buenas prácticas de fabricación, GMP, y la FDA?
Sí. Los sistemas automatizados provistos con transmisores Protos II pueden documentar completamente los eventos de Audit Trail y transferir todo el registro de calibración. Para ello se crea un historial electrónico y continuo para Audit Trail.