Moins de maintenance et plus de précision grâce à la mesure automatique du pH, avec nettoyage et calibrage
En 2013, l’entreprise espagnole Azucarera était à la recherche d'une solution innovante pour un poste de mesure particulièrement complexe utilisé dans la production de sucre lorsqu’elle a découvert cCare, le système de nettoyage et de maintenance des sondes entièrement automatique de Knick. La production de sucre de betterave est un process industriel qui commence par le lavage des betteraves dont sera ensuite extrait le jus brut. L’épuration de ce jus comprend deux étapes particulièrement complexes : la première et la deuxième carbonatation.
Une collaboration fructueuse depuis plus de 10 ans
Le système de mesure, qui fournit des pH précis de manière fiable, même dans des conditions difficiles caractérisées par des dépôts calcaires et des températures élevées, permet d’économiser des coûts dus à la chaux, à l’énergie, à la maintenance manuelle et aux sondes. Après une phase de validation couronnée de succès, Azucarera a installé en 2014 les deux premiers systèmes, qui fonctionnent désormais parfaitement depuis 10 ans.
Le client
L'entreprise Azucarera est le leader de la production de sucre sur la péninsule Ibérique. Les betteraves à sucre sont livrées par quelques milliers de cultivateurs espagnols aux sites de production situés à La Bañeza, Toro, Miranda de Ebro et Jerez de la Frontera. Azucarera fait partie de la filière sucrière du groupe AB Sugar.
Pourquoi choisir Knick ?
Une compensation de température correcte est essentielle pour garantir une précision maximale lors de la mesure du pH en cas de températures élevées. Un nettoyage et un calibrage (manuels ou automatiques) en bonne et due forme de la sonde pH garantissent une précision élevée ainsi que la répétabilité tout en prolongeant la durée de vie.
Le défi que représente la mesure du pH lors de la 1re et 2e carbonatation dans la production sucrière
Le principe de la première carbonatation repose sur l’injection de dioxyde de carbone et de chaux, ce qui permet de lier la chaux et d’éliminer les impuretés par précipitation. Durant cette étape, le pH doit être maintenu entre 10 et 11. Pour cela, du dioxyde de carbone (issu du process ayant eu lieu dans le four à chaux) est injecté à environ 70 °C pour forcer la chaux à précipiter avec les impuretés. Le gâteau de filtration résultant de cette première carbonatation contient cependant encore des quantités considérables de sucre et doit donc être lavé. L’eau de lavage sucrée est réintroduite avec le filtrat dans la première étape du process, mais elle contient encore de l’hydroxyde de calcium indésirable. La deuxième carbonatation vise à éliminer la chaux résiduelle avant que l’eau ne rejoigne les évaporateurs pour la phase de concentration. La mesure du pH est cruciale pour garantir l’épuration du jus de carbonatation. La chaux résiduelle est précipitée lors d’un deuxième process de carbonatation réalisé entre 90 et 95 °C. Si l’ajout de dioxyde de carbone (acide carbonique dans l’eau) abaisse trop le pH, alors la chaux se décompose en bicarbonate. Si le pH reste trop alcalin, alors la précipitation n’est pas complète. L’efficacité du process de carbonatation dépend fortement du pH à une température d’environ 90 °C et ce process conduit à la formation de dépôts de calcaire, de particules non sucrées et de sirop collant. La durée de vie des électrodes est raccourcie par l’usure et le blocage du système de référence. Voilà pourquoi les postes de mesure doivent être contrôlés plusieurs fois par jour et les sondes pH doivent être nettoyées fréquemment à l’aide d’un nettoyant acide tel que l’acide sulfamique.
Les supports rétractables Ceramat dans la 1re carbonatation...
...et la 2e carbonatation sont opérationnels depuis 2013.
Les sondes pH doivent souvent être nettoyées avec un nettoyant acide.
Mesure du pH à environ 90 °C
Solution et avantages pour le client – réductions considérables des coûts liés à la maintenance, aux sondes, à la chaux et à l’énergie
Avant l’installation du poste de mesure automatique, le client prélevait un échantillon toutes les heures qu'il emmenait au laboratoire pour contrôle, et ce, durant les trois à quatre mois de la campagne sucrière. Cette méthode était très chronophage ainsi qu’imprécise, parce qu’il était ainsi impossible de prendre correctement en compte les effets de la compensation de température et que le temps de réponse était trop long.
cCare – un système d’entretien de la sonde entièrement automatique
Grâce au système cCare, la sonde pH est nettoyée toutes les 8 heures lors de la première carbonatation, toutes les 2 heures lors de la seconde et trois fois par semaine de production. Tout est entièrement automatique et aucune action manuelle n’est requise. Les dépenses liées au personnel (frais de maintenance) sont minimisées et la sonde pH Memosens reste opérationnelle pendant au moins toute une campagne sucrière durant 3 à 4 mois. La fiabilité et la robustesse du système sont ainsi amplement prouvées. La précision accrue permet de réaliser d’importantes économies lors de la production. Tout cela est rendu possible par le nettoyage et le calibrage sur place ainsi que par l’utilisation du tableau de compensation de température spécifique à ce fluide.
Bon à savoir:
le pH dépend de la température et les transmetteurs font appel à un tableau général de compensation de température. Dans ce cas précis, Protos permet d’introduire un tableau spécifique à ce process et donc de calculer le pH avec un degré de précision maximal.
Grâce à ce système de mesure en ligne, il est possible de déterminer des pH, qui peuvent ensuite être directement comparés avec les pH des échantillons de référence en laboratoire. Sans l’utilisation de cette compensation de température, la comparaison porterait sur des pH de différentes températures, ce qui pourrait conduire des interprétations erronées et à des erreurs.
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