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粘稠泡沫浆料沉淀分离工艺的效率优化
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国内一家大型上市食品企业由于业务发展需要对其生产工艺进行大规模自动化改造。其主要工艺之一为粉碎固体物料进行制浆后导入到沉淀罐进行沉淀分离。由于制浆过程中产生了大量粘稠的泡沫,沉淀工艺罐进料过程中防止泡沫溢出和保证浆料能充分加满保证最高的生产效率成了一对矛盾。如果只检测液体,每次进料过程中液体浆料表面都会有 30mm左右厚的粘稠泡沫形成,这样就可能导致泡沫的溢出造成污染与浪费。否则只检测泡沫,就不能够保证料罐有效容积得到充分利用。且由于粘稠泡沫的存在,很多如传统的音叉及浮球等技术会因物料附着在测量元件表面而导致物位开关误动作。

沉淀分离罐物位控制需求

由于是食品行业应用,且产品的检测端与食品原料长期直接接触,所以传感器的材质必须要符合国际上得到普遍应用的符合 FDA准证认标的材料,且要有 3A以及 EHEDG等食品为卫生设计认证。还有因为其所采用的罐体有 200多个,大概 2.5m高,所以一定要有清晰的现场指示以便现场人员随时了解罐体内生产工艺的进展阶段。考虑到现场空气的相对湿度很高,接近 95%,所以选用的传感器的防水防潮性能必须达到IP67以上。

从物位检测技术角度来讲,项目的关键技术难点在于粘稠性泡沫与液体的鉴别,以及高粘稠介质的单独检测,且由于工艺参数的正常波动,具体产品的固形物含量在相对较宽的范围内浮动,另外其中粘稠泡沫的含水量也随着时间的推移不断变化。所以物位控制传感器应具备智能标定功能,能够针对不同的工艺介质进行精确标定,是确保系统长期稳定工作的关键。

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物位控制方案

堡盟 LBFS系列物位开关采用经过 FDA认证的 304不锈钢与食品饮料中高端的聚醚醚酮( PEEK)高分子材质,具有 3A与EHEDG认证证书。堡盟特有的无死角卫生型设计免除了任何缝隙与死角,确保 CIP 过程中探头能够得到彻底的清洁;从而避免因介质残留变质而影响用户产品的品质。

在本项目中,堡盟推荐了具有 3A认证的 LBFS卫生型物位开关,配合具有 3A认证的卫生型焊接过程连接件,不需要任何密封垫片,只要用户进行合格的焊接,就可以满足卫生型接液结构。此物位开关具有智能软件标定功能,对于各种小颗粒、粉末、胶体及液体等介质都能够精确地标定,因此在整个工厂范围内可以统一安装,大幅度缩减备件库存。产品同时具有高亮度蓝光现场指示功能,从而操作人员不用去控制室就可以对每一个不锈钢罐内的状态一目了然。 M12接头除了方便现场的安装与维护外,更可以确保实现 IP67的防护等级,从根本上杜绝了由于高湿现场环境而导致的设备损坏。

用户的全自动化生产线中包含 200多个沉淀分离罐,其处理介质为含高泡沫的浆料,堡盟建议每个罐采用 3个控制点,两只在罐体的上部,一只标定成专门检测泡沫,另一只标定成检测浆料液体。当罐体顶部的泡沫传感器检测到泡沫后给出信号,触发进料电磁阀关断,停止进料。通过控制系统设定的参数静置一段时间后,系统再次读取泡沫传感器,如果泡沫已经消退,则检测不到泡沫信号,则再次开启进料电磁阀。并且同时检测液位传感器信号,经过多次循环进料,直到其检测到液体满信号为止。从而充分利用了沉淀分离罐的有效容积,实现了生产效率的最大化。

如前所述此工艺的泡沫是粘稠性的,每经过一个工艺循环都会挂在传感器探头上,在进行 CIP清洗之前会一直保持这种状态。通过随机免费赠送的软件, 可以对堡盟推荐的 LBFS物位开关进行标定,从而确保设备不受泡沫挂料影响。

此外在罐底还采用了一只同样的 LBFS物位开关作为空仓检测,自动控制出料泵 /阀的自动关断,为下一个工作循环做准备。

另外通过软件标定,堡盟的 LBFS同样可以精确检测离心分离出的高粘稠膏状体的物位,自动控制排料螺杆泵的开闭。

所有上述产品通过卫生型焊接件进行安装。要求设备开孔 30mm焊接。

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结束语

食品和饮料工业严格的卫生法规对测量仪表及传感器提出了极其苛刻的挑战。堡盟传感器完全满足要求严格并且必须符合特定标准的各种应用。产品设计符合行业特殊法规、 FDA及EHEDG发布的指导方针,以及对于所用材料、表面质量、过程可靠性和过程连接的特殊现场清洗( CIP)/现场消毒( SIP)过程要求。在食品和饮料工业用传感器解决方案领域,堡盟拥有 20余年的专业技术与经验。(end)
  
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