传感器在相位分离和提高产品质量的位置？

negele · 发表于 2011-4-15 10:01:32

走访和咨询过很多家食品企业，发现，在国内大部分食品企业.在相位分离.CIP清洗回收等环节并没有实现完整的工业自动化.或者说并没有实现产品的最少损失和产品质量的最佳安全可靠性，而国外在这方面已是非常成熟，它们在此使用电导率ILM-2和ITM-2浊度仪等有此功能的传感器解决了以上问题...下面我们以牛奶厂的相位分离做一下具体分析：
相位分离-------牛奶果汁厂
. W5 m* r" R( Z1 w 用此方法，您可以降低产品的损失并且提高产品的质量.。
精确度和可靠性是一个最理想和低损失的相位分离系统的基础.NEGELE为此提供各种解决方案….
相位分离-Where And How ?
在牛奶厂内许多不同的地方均会有相位分离。
显著区域：
》.CIP回流线上，清洗液的相位分离。
》.在生产设备的清洗时，产品罐和配料罐等设备的废水和其他介质的分离选择点的确定。
》.在回收系统中剩余奶制品和水的相位分离。

相位分离主要有以下四个基本方式：
1. 由操作人员透过玻璃镜视觉判断.手动控制（只存在绝对可靠时）。…..
2. 由时间参数做自动化控制。
3. 由体积参数做自动化控制。
4. 由电导率和浊度仪做自动化控制。
各种方式比较：
人工判断手动控制和时间参数控制：
首先我们谈论这2种方式---应用成熟却存在较大的缺陷。人工判断手动控制和时间参数控制的共同点都是前期的投资成本较低。然而，在设备投入使用后，其消耗则是无低洞，产生的附加费用是相当高昂。
大概估算一下：如果在每次相位分离仅仅丢失10L产品。每周进行4次相位分离，那么在设备的使用的5年中，总共会损失：10 x 4 x 52 x 5=10400L产品。在以此数量乘上产品价格参数，我们将很清楚的了解到损失的费用。然而，10L产品也是个很小的数字.大概只是3M的DN65管道中所藏的产品。如果加上流速参数考虑（假设是1m/s），那么10L产品的损失仅仅只是3秒钟。

人工判断手动控制不能在CIP区域使用。其需要专人配置，并且存在相当多的客观因素左右人工操作=>质量部确定，产品损失，增加人员配置。8 U) L8 t1 e" U! ~
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由时间参数控制选择点。一个绝对的时间参数的设定必须考虑到不能让较多水混入产品罐中=>相当数量的产品损失。& v, V1 i3 l, E4 H& f, u# j
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基于体积参数控制的相位分离：
从产品的损失角度考虑，使用体积参数确定相位分离点会比使用时间参数更好。依靠设备性能，体积参数控制也是相当成熟。其有很多独到之处：更大范围的安装允许，几个罐体可共同使用一个产品控制设备。在由水压出设备中产品时，设备刚好完全排空时的开关点很难准确定义，因为各管道和各罐体的体积都互不相同。而且设备中可能存在的残留水也是很难识别。=>部分产品的损失，水混入产品的危险。

基于电导率和浊度参数控制相位分离：
用于传感器信号控制相位分离是最佳成本的解决方案。传感器安装在换向阀前面较近的位置。换向阀严格按照之前产品设定的浓度参数值进行操作。残留水等除产品外的其他物质将很容易识别出来。生产和建立费用都很低。因为换向阀的选择点不受体积和时间的影响。最大限度保证了安全性和可靠性。同时避免水混入产品中。=>最少产品损失，无质量差异。最大安全性和可靠性，无需人员配置。

NEGELE解决方案：
从上面我们可以很清楚的发现污染小，分离效果最可靠，并且综合成本最理想的相位分离解决方案。
在CIP的回流管中，一个电导率的测量单元（ILM-2）就看解决各种清洗液的相位分离问题。
在清洗设备前，清水压出奶制品时，由浊度仪测量单元（ITM-2）监测介质并控制换向阀的开关点，控制回收奶制品的质量。

个别应用的描述：
6 C- a3 b0 ?0 _CIP回流：0 t; F$ q6 |2 ]% B$ _9 l* x. I% }" R
在清洗液的相位分离期间，最重要的是把设备回流的不同清洗液进行识别并分类引导回收进相应的罐体中。（如酸，碱，水）
基于电导率参数，各种介质将很容易被区分出来。依靠在回流管路中介质的电导率值，管路的介质将被鉴别出来。
鉴别出介质后，由回路中的阀切换回相应回流管道。让各种介质回流入至各自相应的罐体中。
尽量减少操作所带来的产品损失是很重要的。为保证此目的，仪表必须在电导率测量方面有很好的再现性。并且能根据各介质的温度迅速的做出补偿。各种清洗液的浓度控制和高浓缩清洗液的消耗也都与这个2个因素由关。
NEGELE电导率测量单元ILM-2均能满足以上两点。其测量再现性<1。其温度补偿设计也是相当安全和可靠。由80℃的热碱变成20℃的水时，其温度感应补偿时间仅为1秒钟。

开始生产和清空设备时-----安全.可靠.无产品损失：$ i5 U3 ]; J& m) T

在生产或对罐体进行泵循环之前和进行中时，在管路中或压出产品时，牛奶制品必须和水严格分离。在相位转换点附近牛奶制品和水混合在一起。由于这个原因，混合物的比率和浓度必须严格被测量。并且由换向阀在每次转换时基于相同的设定值做无差别分离。这可通过一个浊度测量单元来实现。相反的，基于时间参数做相位分离，由于安全时间间隔的存在，必然导致产品及成品的损失。
类似酸奶等敏感性牛奶产品，需要有相对较长的保质期。在生产结束时绝不允许水的混入，这点相当重要。即使水中只有极少的大肠杆菌等细菌。在混入产品后，也将大大的缩短产品的保质期。用时间参数和体积参数控制相位分离均不能绝对杜绝水混入产品。基于这个原因，以上2种方式为备选方案。由浊度参数控制相位分离是最安全可靠的首选方案。
为保证产品质量的一致性，仪表的再现性由着相当重要的作用。

NEGELE浊度仪ITM-2非常适合适合这个方面的应用，即是使特别的牛奶产品。

成本分析：
# C' `7 w0 ~2 `2 `- n; P$ l1 _
考虑最少产品损失，浊度计的成本将很快被回收。你可以从下面步骤来计算用ITM-2所测浊度值控制在开始生产和排空设备时的牛奶制品.水的相位分离从而节省的产品的价值。

                                                                           你产品的价值（举例）

你产品每升的售价（SP）                                        15.00 ￥ RMB / L1 n3 F5 l& f7 u3 N" x( u/ h- O

你产品每升的生产成本（MC）                                 2.50 ￥ RMB / L6 V1 Z: w( f6 f% \

每升的利润：SP-MC                                              12.50 ￥ RMB / L
% o8 ~1 d; j8 r+ t7 K9 Q2 \, `4 [
每次相位分离损失产品（L）                                     20L
$ O: k% [0 O; Y3 L* k/ R7 m& e) V. K. \9 _
每次相位分离损失的价值：利润×损失产品             250.00 ￥ RMB6 |/ O5 b; F# i
. K$ h# L$ p# \& s! l
安装浊度仪的ITM-2的费用                                    大约20000 ￥ RMB
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8 p3 O* Q5 V& U# w& H在多少次相位分离后回收成本                                       80
' J& w( @8 R1 S# Q1 f4 v（＝安装成本 / 每次相位分离损失）

你设备每周进行相位分离的次数                                     4$ d$ ~" v7 m" |' u* j

" k" y0 a' L$ ]* s* u% ?, l2 W& u+ E收回成本需要总周数
# I# M- m7 V# f（收回成本所需相位分离次数 / 每周相位分离次数）    20周4 U0 `$ {, V4 ]& d* q

/ i) X0 y" Z- z加上设备使用期限为5年（260周），) ~$ ]! @+ M  b3 O5 f- @
总共减少损失＝（260周）一回收成本所需周数）          240000 ￥ RMB
' a9 R: ]2 L4 L$ F" ]. n+ b×每周相位分离次数×每次相位分离损失价值
3 w* b8 O; j" t

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