Meno manutenzione e maggiore precisione grazie alla misurazione automatica del pH con pulizia e calibrazione
Nel 2013 l’azienda spagnola Azucarera era alla ricerca di una soluzione innovativa per una stazione di misura particolarmente complessa nel processo di produzione dello zucchero e si è affidata a cCare, il sistema completamente automatico per la pulizia e la manutenzione dei sensori sviluppato da Knick. La produzione di zucchero di barbabietola è un processo industriale che inizia con il lavaggio delle barbabietole, da cui si ottiene in seguito il succo grezzo. Durante la purificazione del succo, ci sono due fasi particolarmente complesse: la prima e la seconda carbonatazione.
Una collaborazione di successo lunga più di 10 anni
Il sistema di misura, che fornisce valori pH accurati e affidabili anche in condizioni critiche dovute a depositi di calcare e alte temperature, consente di risparmiare sui costi di ossido di calcio, energia, manutenzione manuale e sensori. Dopo una fase di convalida che ha dato ottimi risultati, nel 2014 Azucarera ha installato i primi due sistemi, che ormai funzionano perfettamente da 10 anni.
Il cliente
Azucarera è l’azienda leader nel settore dello zucchero della penisola iberica. Le barbabietole da zucchero vengono fornite da alcune migliaia di agricoltori spagnoli agli stabilimenti di produzione di La Bañeza, Toro, Miranda de Ebro e Jerez de la Frontera. Azucarera fa parte della divisione zucchero del gruppo AB Sugar.
Why Knick?
Per garantire la massima precisione nella misurazione del valore pH ad alte temperature, è importante effettuare una corretta compensazione della temperatura. Un’adeguata pulizia e calibrazione (manuale o automatica) del sensore pH garantisce un’elevata precisione e ripetibilità, prolungandone al contempo la durata.
La sfida della misurazione del pH durante la prima e la seconda carbonatazione nella produzione dello zucchero
Il compito della prima carbonatazione è quello di introdurre anidride carbonica e ossido di calcio, il quale viene legato per eliminare le impurità mediante precipitazione. Durante questa fase, il valore pH viene mantenuto tra 10 e 11. A tale scopo, l’anidride carbonica prodotta dal processo di cottura dell’ossido di calcio viene introdotta a circa 70 °C, in modo che lo stesso precipiti insieme alle impurità. Tuttavia, i residui di filtrazione di questa prima carbonatazione contengono ancora notevoli quantità di zucchero e vengono quindi lavati. L’acqua di lavaggio ricca di zucchero viene reimmessa nella prima fase del processo insieme al filtrato, anche se contiene ancora idrossido di calcio indesiderato.La seconda carbonatazione serve a rimuovere i residui di ossido di calcio prima che l’acqua raggiunga gli evaporatori nella fase di addensamento. La misurazione del valore pH è fondamentale per garantire la pulizia del succo di carbonatazione. I residui di ossido di calcio vengono precipitati a una temperatura compresa tra 90 e 95 °C in un secondo processo di carbonatazione. Se il valore pH scende in modo eccessivo a causa dell’anidride carbonica introdotta (acido carbonico nell’acqua), l’ossido di calcio si decompone andando a formare idrogenocarbonato. Se il valore rimane troppo alcalino, la precipitazione è incompleta. L’efficienza del processo di carbonatazione dipende in larga misura dal valore pH a una temperatura di circa 90 °C, con formazione di depositi di calcare, particelle prive di zucchero e sciroppo appiccicoso. L’usura per sfregamento e l’ostruzione del sistema di riferimento riducono la durata degli elettrodi. Pertanto, è necessario controllare le stazioni di misura più volte al giorno e pulire spesso i sensori pH con un detergente acido, come l’acido solfammico.
Le armature retrattili Ceramat nella prima carbonatazione …
…e nella seconda carbonatazione sono impiegate dal 2013.
I sensori pH devono essere puliti frequentemente con un detergente acido.
Misurazione del pH a ca. 90 ºC
Soluzione e vantaggi per il cliente – Notevole risparmio sui costi di manutenzione, sensori, ossido di calcio ed energia
Prima dell’installazione della stazione di misura automatica, durante la campagna saccarifera il cliente prelevava un campione ogni ora e lo portava in laboratorio per analizzarlo, questo per tre o quattro mesi. Tale procedura richiedeva molto tempo ed era anche imprecisa, in quanto non era possibile tenere nella giusta considerazione gli effetti della compensazione della temperatura e il tempo di risposta era troppo lungo.
cCare – Sistema di manutenzione dei sensori completamente automatico
Con il sistema cCare, il sensore pH viene pulito ogni 8 ore durante la prima carbonatazione e ogni 2 ore durante la seconda carbonatazione, e calibrato tre volte ogni settimana di produzione. Tutto avviene in modo completamente automatico e non è richiesto alcun intervento manuale. Il personale impiegato (costi di manutenzione) è ridotto al minimo e adesso il sensore pH Memosens dura per almeno una campagna saccarifera di 3-4 mesi. L’affidabilità e la robustezza del sistema sono quindi ampiamente dimostrate. La maggiore precisione consente di ottenere significativi risparmi a livello produttivo. Questo è possibile grazie alla pulizia e alla calibrazione in loco e all’impiego della tabella di compensazione della temperatura per questo specifico fluido.
Un aspetto importante da sapere:
il valore pH dipende dalla temperatura e i trasmettitori utilizzano una tabella generica per la compensazione della temperatura. In questo caso, Protos consente l’introduzione di una tabella specifica per questo processo e quindi il valore pH viene calcolato con la massima precisione.
Il sistema di misura in linea consente di determinare i valori pH che possono essere confrontati direttamente con i valori pH dei campioni di riferimento in laboratorio. Se non si impiegasse questa compensazione della temperatura, si confronterebbero valori pH di temperature diverse, con conseguenti interpretazioni errate ed errori.
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