Konsistente und wartungsfreie Resultate mit dem EasyClean 150

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1 Zucker Perspektiven in der Prozessanalytik News 6 INGOLD Leading Process Analytics Konsistente und wartungsfreie Resultate mit dem EasyClean 150 Mit der Installation des Reinigungssystems EC 150 konnte der Wartungsaufwand verringert und ein ganzer Abwasserstrom eliminiert werden. Die Ergebnisse der ph-messungen wurden bei hohen Temperaturen und einer extremen Belastung durch Ablagerungen immer stabiler. Hintergrund der Applikation Zuckerrüben werden gewaschen und zu Schnitzeln zerkleinert. Diese durchlaufen den Diffusor, in dem der Rohzuckersaft extrahiert wird. Hier werden sie vom Boden nach oben befördert, während sie mit heißem Wasser abgespült werden, das den Zucker aufnimmt. Nach dem Abziehen des zuckerbeladenen Rohsaftes bleiben die ausgelaugten Schnitzel zurück. Der Rohsaft enthält viele Verunreinigungen, die vor der Kristallisation mittels Karbonatation entfernt werden müssen. Die Karbonatation ist der bei der Herstellung von Zucker ablaufende Prozess, bei dem Rübenrohsaft mit Kalkmilch und mit CO 2 angereichertem Gas in Karbonatationstanks gemischt wird. Ziel der Karbonatation ist es, große Partikel auf natürliche Weise sich absetzen zu lassen und einen klaren Saft zurückzubehalten. Der Satz hat ca. 15 Brix und besteht zu 90% aus Sacharose. Der ph-wert des entstandenen Dünnsafts ist das Produkt aus einem möglichst hohen Calciumentzug aus der Lösung und der mit der späteren Weiterverarbeitung zu erwartenden Senkung des ph-werts. Wird der Saft in den Kristallisationsphasen sauer, spaltet sich die Sacharose rasch in Glucose und Fructose, die nicht nur den Kristallisationsprozess beeinträchtigen, sondern selbst melassebildend sind und entsprechende Sacharosemengen in die Melassephase hinübernehmen. Obwohl der ph-wert nicht die primäre Steuerungsvariable darstellt (dies sind i.d.r. offline durchgeführte Alkalitätsmessungen), so wird der Prozess über den ph-wert gesteuert und der Sollwert variiert, der seinerseits

2 auf den online/offline durchgeführten Alkalitätsmessungen beruht. Offensichtlich können sehr geringe Änderungen <0,1 ph eine erhebliche Verschiebung der Prozessalkalität bewirken. Aus diesem Grund ist die Genauigkeit der ph-wertmessung sehr wichtig. Sehr hohe Temperaturen (100 C), sowie die Anlagerungstendenz machen es schwierig, konsistente ph-wertmessungen beizubehalten. Installation und Ausrüstung METTLER TOLEDO hat das System EC 150 mit einer Wechselarmatur InTrac 777, einen Transmitter ph2100e und eine ph- Elektrode InPro 4250 direkt in der Umlaufleitung der zweiten Karbonisierungseinheit installiert. Ergebnisse Die Anlage läuft seit einem Jahr dank des EC 150 ohne größere Ausfälle. Auf Grund der extremen Tendenz zu Kalkablagerungen wird die Wartungsabteilung die O- Ringe als Vorsichtsmaßnahme während einer Abschaltung auswechseln. Dieser Wartungsaufwand ist jedoch minimal. Bis heute sind keinerlei Probleme beim Herausziehen oder Einführen der Sensoren aufgetreten. Das EC 150 ist so eingestellt, dass zweimal pro Woche mit 43,3 C warmem Wasser gespült wird. Man arbeitet mit 43,3 C, um die Wärmebelastung der Elektrode zu minimieren. Ein weiterer Erfolg: dieselbe ph-elektrode InPro 4250 konnte das ganze Jahr hindurch verwendet werden. Vor Installation des EC 150 wurden ph-elektroden in einem erschreckenden Tempo verbraucht. Wirtschaftlichkeit Die Anschaffungsinvestition für ein EC 150 System liegt bei ca Bisher war die ph-messung für das Unternehmen ein wartungsaufwändiger Prozess, der eine häufige Reinigung der Elektrode und einen Nebenstrom erforderte, der verloren ging (dazu kamen noch der Wärmeverlust im Fluss und die Belastung für den Abwasserbehandlungsprozess). Darüber hinaus schwankte die Haltbarkeit der Sonde in dieser Anwendung mit Belastungen durch Ablagerungen ganz erheblich. Das System EC 150 erbrachte 2004 und 2005 konsistente Resultate ohne Wartungsaufwand. Als Nebeneffekt konnte ein Abwasserstrom stillgelegt werden. Betriebsstunden und Abschaltzeiten zeigen, dass sich das EC 150 bereits in den ersten sechs Monaten bezahlt machte. Die längere Lebensdauer der ph- Elektrode, die Beseitigung des Wärmeverlustes im Fluss und die Elimination des Abwasserstroms unterstreichen die Rentabilität zusätzlich. Der größte Vorteil liegt jedoch «in der Entlastung, die das System EasyClean 150 dem Konzern gebracht hat. Das EC 150 ist zuverlässig und erleichtert den Erfolg unserer Arbeit. Wir können uns nun auf eine produktionsintensive Arbeit konzentrieren.» MTP01 Reinigungssystem EasyClean MTP02 ph-transmitter 2100e MTP03 ph-elektrode InPro MTP04 Wechselarmatur InTrac Herausgeber Mettler-Toledo GmbH Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Schweiz Bilder MarCom-Archiv CH-8902 Urdorf Schweiz Technische Änderungen vorbehalten. Mettler-Toledo GmbH 02/06 Gedruckt in der Schweiz. entladen Dünnsaft Rübenwäsche Schneidwerk Frischwasser Rohsaft Verdampfer extrahierte Schnitzel Rohsaft Dicksaft Filtration Kalk CO 2 Kalkung Kristallisator Mixer Karbonation Filtration Dorr- Eindicker Extraktionsturm Filterpresse Schnitzelmaische Dicksaft Zuckerkristalle Zentrifuge Dünnsaft Kühl- und Trockentrommel Silo Kontrolle, verpacken, verladen 2 METTLER TOLEDO Zucker News

3 Trübungsmessung Höhere Leistung und bessere Kontrolle über die Qualität des Endprodukts Trübungsmessungen im Abklärprozess hängen bei der Produktion des geklärten Safts von möglichst stabilen Merkmalen ab, wobei nebenbei noch die Zugabe von Flockungsmittel optimiert und wiederholte Laboranalysen eingespart werden können. Hintergrund In dem Prozess der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr gibt es einige Phasen wie u.a. das Schwefeln (zum Bleichen des Zuckers) und den Kalkmilchprozess (zur Neutralisation nach dem Schwefeln), die sich auf die Qualität des Endprodukts auswirken. Der Abklärprozess (oder die Saftklärung) wird durch die Dosierung der Flockungsmittel (Polymere) beschleunigt. Der Saft- oder Klärungsprozess Die Steuerung des Prozesses der Saftklärung erfolgt manuell, indem man den Polymerfluss zum Dekanter verändert, wobei die Änderungen auf den Saftdurchlässigkeitswerten (in %) aus den Spektrophotometeranalysen beruht. Um den Prozess der Flockungsmitteldosierung (Polymere) durch eine Automatisierung mittels einer online-messung des Gehalts an suspendierten Feststoffteilchen im geklärten Saft zu verbessern, empfiehlt sich eine Trübungsmessung, für die die Analyseeinheit direkt in der Produktionslinie installiert werden kann. verleihen und zudem die Menge der verwendeten Flockungsmittel zu optimieren und einen höheren Ertrag zu erzielen, da auf Störungen im Prozess unmittelbar und sofort reagiert werden kann. Zuckerrohr-Vorbereitung ph Zucker ph, Trübung Schwefeln Kalkung dekantieren eindampfen Siruptank entladen waschen Mühle Kristallisation Alkohol ph zentrifugieren Trocknung Lagerung Bagasse Kraftwerk LF, ph, O 2, TOC Saft Heferückgewinnung Kesselspeisewasser Kessel Energieerzeugung Gärung zentrifugieren Destillation Lagerung Informationen zum Kunden In Brasilien, dem Weltmarktführer in der Produktion von Kraftstoffalkohol mit einem Anteil von 36% an der globalen Produktion dieses Kraftstoffs, gibt es 329 Zucker- und/oder Alkoholfabriken sowie 46 neue in Planung, deren Produktionsstart für vorgesehen ist. Investitionen in diesem Sektor haben durch die rosige Aussicht auf Zucker- und Alkoholexporte sowie den gestiegenen Verbrauch im Inland Auftrieb erhalten, da Brasilien mittlerweile Hybridfahrzeuge herstellt, die mit beliebigen Mischungen aus Benzin und Kraftstoffalkohol betankt werden können. Grenzen der Laboranalysen Laboranalysen erlauben hingegen keine Automatisierung der Polymerdosierung. Da sie nur in festgelegten Intervallen durchgeführt werden, wird die Stabilität der suspendierten Feststoffteilchen im geklärten Saft beeinträchtigt. Kundenerwartungen Durch Trübungsmessungen, die der Kontrolle der Saftklärung dienen, ist es möglich, dem Gehalt an suspendierten Feststoffteilchen eine größere Stabilität zu Die gewählte METTLER TOLEDO Lösung Da es sich um ein Messverfahren bei einem hohen Gehalt an suspendierten Feststoffteilchen handelt, ist das Prinzip der Rückstreulichtmessung anzuwenden. Um eine größere Messstabilität zu erreichen, erfolgt die Messwertangabe in den Einheiten NTU oder FTU. Als Folge muss die Systemkalibrierung nach den Formazin-Standards durchgeführt werden. Wir empfehlen folgende Produkte, um eine sehr exakte und effiziente Messstelle einzurichten: Der InPro 8200 ist eine ausgezeichnete technische Wahl für eine solche Applikation, in der die Messmedien Temperaturen bis 90 C erreichen können. Die Installation des Systems in einer für Trübungssensoren geeigneten Wechselarmatur (InTrac 779) ist wichtig, um die Reinigung und Wartung des Sensors zu erleichtern. Die Verwen- METTLER TOLEDO Zucker News 3

4 dung einer pneumatischen Wechselarmatur kann auch die Automatisierung der Reinigungsprozeduren für den Trübungssensor ermöglichen. Da es sich hier um eine aggressive Umgebung handelt, wird die Installation des Trb 8300 Transmitters in einem Schutzgehäuse empfohlen. Vorteile aus der Umsetzung dieser Lösung Die in der betreffenden Applikation getestete Ausrüstung erwies sich effizient, um die Trübung des geklärten Safts zu steuern. Das System weist zudem eine Empfindlichkeit auf, bei der die bei den Qualitätsparametern aufgetretenen Schwankungen feststellbar sind. Darüber hinaus wurde eine ausgezeichnete Linearität der erreichten Trübungswerte festgestellt, was die Effizienz der Ausrüstung belegte. Die über die online-trübungsmessung gesteuerte Polymerdosierung führt zu leichten, vom Saft aufrechterhaltenen Schwankungen. Entsprechend wird die erwartete Leistung auf Grund der Automatisierung der Polymerdosierung durch eine die Verwendung einer mengenmäßig kleineren Dosis dieses Wirkstoffs erreicht, wodurch sicherlich die Produktionskosten sinken. Anzahl Messstellen Entsprechend des jeweiligen Saftabklärprozesses und der Anzahl der vor Ort vorhandenen Dekanter besteht für bereits existierende oder in Planung befindliche Werke die Möglichkeit, ein oder zwei Trübungsmesssysteme zu installieren, um die oben erwähnten Vorteile voll und ganz nutzen zu können. MTP05 Trübungssensor InPro MTP06 Wechselarmatur InTrac MTP07 Trübungstransmitter Trb Wechselarmatur InTrac 797 Trübungstransmitter Trb 8300 Trübungssonde InPro 8200 METTLER TOLEDO Zucker News 4

5 Automatische Reinigung mit EasyClean 350 EasyClean 350e: Vollautomatisches Reinigungs- und Kalibriersystem senkt die Wartungskosten für ph-messstellen auf ein absolutes Minimum. EasyClean 350 e In der Praxis bewährte Lösungen sichern Ihren Prozess ab Das EasyClean 350 ist ein robustes und bewährtes vollautomatisches System, das selbst noch an wartungsintensiven Messstellen zuverlässig arbeitet. Typische Anwendungsgebiete sind Prozesse mit aggressiven Chemikalien und hohen Temperaturen. Längere Lebensdauer der Sensoren Für Messungen in aggressiven Medien bei hohen Drücken und Temperaturen lässt sich die Einsatzdauer durch automatisierte Reinigungs- und Kalibriervorgänge ganz erheblich verlängern. Zudem kann der Sensor bei einem automatischen System nach Bedarf dann in den Prozess eingebracht werden, wenn eine Messung gewünscht wird. Andernfalls lässt er sich Wasser Druckluft EasyClean 350 EasyClean 350e Ventileinheit Medienschlauch (max. 10 m) Verbindungskabel Armaturensteuerung in der Spülkammer der Armatur aufbewahren. Niedrigere Wartungskosten Das Reinigungs- und Kalibriersystem EasyClean von METTLER TOLEDO ermöglicht Ihnen, die Wartungskosten an Messpunkten zu senken und gleichzeitig die funktionelle Sicherheit zu erhöhen. Sie schaffen eine sichere Arbeitsumgebung und steigern die Effektivität der Messstellen. Die extrem kompakte und stabile Bauweise garantiert eine sichere Applikation bei aggressiven Reinigungschemikalien und hohen Temperaturen. Daher errei- EasyClean 350e Steuereinheit Positionsrückmeldung Prozessleitsystem (PLS) Stromversorgung Verbindungskabel Transmitter ph 2100e (4-Leiter) InTrac Wechselarmatur und ph-elektrode chen Sie mit dem EasyClean 350e eine lange Lebensdauer des Sensors und selbst in den anspruchsvollsten Applikationen zuverlässige Messwerte. Ihre Vorteile Minimale Wartungskosten durch vollautomatische Sensorreinigung und - kalibrierung Äußerst benutzerfreundliche Bedienung durch vordefinierte Spül-, Reinigungs- und Kalibrierprogramme Optimale Programmdurchläufe durch einstellbare Softwareparameter Ideale Prozessadaption durch frei programmierbare Reinigungs- und Kalibrierintervalle Optimale Installation dank des extrem kompakten Designs und der Integration in ein Prozesssteuerungssystem Einsatz in anspruchsvollsten Applikationen dank äußerst widerstandsfähiger Komponenten Die bewährte X100 e Transmitterlinie ist zuverlässig und sicher im Einsatz. Sie arbeitet mit einer selbsterklärenden Benutzerschnittstelle und mehreren Diagnoseoptionen. Bemerkenswerte Merkmale der InTrac Armaturen sind ihre Zuverlässigkeit und hohen Sicherheitsstandards. Für mediumberührte Teile sind verschiedene Materialien erhältlich. Die Prozessanschlüsse beinhalten Flansche, hygienische Adapter oder komplette Durchflussarmaturen, die multiple Applikationen gestatten. 5 METTLER TOLEDO Zucker News Behälter mit Puffer- und Reinigungslösung (5 l) MTP08 Reinigungssystem EasyClean 350

6 Dienstleistungen nach Maß Fit in allen Disziplinen Den ersten Schritt zu genauen Messresultaten haben Sie mit dem Kauf eines Gerätes von METTLER TOLEDO bereits getan. Denn zuverlässige Resultate, robuste Qualität und eine lange Lebensdauer können Sie von uns erwarten. Machen Sie auch den zweiten Schritt und nutzen Sie unseren ServiceXXL. Mit ServiceXXL können Sie den Nutzen Ihrer METTLER TOLEDO Produkte optimieren und von der langjährigen Erfahrung von METTLER TOLEDO profitieren. ServiceXXL ermöglicht mit den verschie- denen Dienstleistungen eine ganzheitliche Lösung Ihres Arbeitsprozesses. Ob aktuelle Anwenderberichte oder die Möglichkeit des Outsourcens von Leistungen an METTLER TOLEDO bis hin zum umfassenden Solution Consulting: ServiceXXL kombiniert mit den Produkten von METTLER TOLEDO ermöglicht es Ihnen, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren: «Ihre» Arbeit. ProTalk 2006 Seminare und Workshops METTLER TOLEDO bietet Ihnen eine Vielzahl von Workshops und Seminaren an. Wir vermitteln Ihnen praxisnah theoretische und praktische Kenntnisse nach den neuesten Standards. Städteseminare Auf Grund der hohen Nachfrage finden 2006 wieder unsere beliebten Städteseminare statt auch in Ihrer Region. Erkundigen Sie sich jetzt schon und sichern Sie sich Ihren Platz. Vor-Ort-Schulungen Auf Anfrage führen wir auch individuell auf Sie zugeschnittene Vor-Ort-Schulungen durch. Lassen Sie sich beraten! Telefonisch unter 0641/ oder per an Mettler-Toledo GmbH Prozessanalytik Ockerweg 3, D Gießen Tel Fax Mettler-Toledo Ges. m. b. H. Südrandstraße 17, A Wien Tel Fax infoprocess.mtat@mt.com Workshops Außerdem bieten wir Ihnen in Gießen oder in Ihrer Nähe eine interessante Auswahl an Workshops zu folgenden Themen an: ph-wert Leitfähigkeit Sauerstoff Trübung TOC (Total Organic Carbon) Die aktuellen Termine erfahren Sie unter wo Sie auch den kompletten Seminarkalender herunterladen und direkt online buchen können. MTP09 Pro Talk Programm Mettler-Toledo (Schweiz) AG Im Langacher, Postfach CH-8606 Greifensee Tel Fax info.ola.ch@mt.com Besuchen Sie uns im Internet.