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Minimizando Custos Através da Otimização de Processos

processos de limpeza de controle de precisão

O controle de processos industriais pode ser uma operação complexa envolvendo várias válvulas, sensores e controladores, o que significa que há muitas considerações ao procurar oportunidades de otimização de processos. Usar as melhores práticas e garantir que os protocolos de controle sejam atualizados quando as mudanças no processo forem implementadas, garante que o processo permaneça eficiente e eficaz.

Greg Wainhouse, Gerente de Segmento de Água do Reino Unido na Bürkert, analisa alguns exemplos de diferentes setores, onde a otimização de processos pode oferecer melhorias significativas e reduzir custos.

Engenheiros de controle de processo estão constantemente buscando a perfeição, enquanto enfrentam os desafios que estão em seu caminho. De insumos variáveis ​​a condições variáveis ​​e infraestrutura complexa, há sempre outro obstáculo a ser superado, mas, aproveitando a expertise da indústria, é possível fazer melhorias práticas significativas.

Processamento de águas residuais

Um dos principais desafios no setor de tratamento de água envolve o processo de desidratação de lodo, que em muitos casos envolve centrífugas de alta velocidade que separam as frações sólida e líquida. Para auxiliar este processo, um polímero é adicionado ao lodo para ajudar a ligar as partículas sólidas. O objetivo é produzir um produto final que tenha a consistência certa, que torne o transporte eficiente, sem mover o excesso de água para os campos, onde é espalhado como intensificador de solo agrícola.

O processo tem um número de variáveis, incluindo a porcentagem de sólidos da lama bruta, a vazão da lama, a quantidade de polímero sendo adicionada e a velocidade da centrífuga. Destes, o conteúdo sólido do lodo é crucial para determinar as configurações para o resto do processo.

Existem várias maneiras em que isso pode ser determinado, incluindo um processo em que uma amostra de lama é colocada em uma placa de Petri, e a água é evaporada para obter a massa dos sólidos. Este não é um processo muito eficiente e pode levar 45 minutos para ser concluído. Uma vez que os resultados estejam disponíveis, as configurações da centrífuga e do polímero podem ser ajustadas e uma melhoria na consistência da lama desidratada deve ser aparente.

No entanto, alterações no conteúdo de sólidos podem ocorrer com freqüência, o que torna esse processo bastante ineficaz e trabalhoso. Além disso, é um processo reativo, mais usado quando a consistência do lodo seco não atende às expectativas. Durante o tempo necessário para observar a mudança, completar o teste e alterar as configurações, a centrífuga continuou a descarregar um produto final abaixo da média.

Lidando com sólidos em suspensão

Em primeiro lugar, avaliar a porcentagem de sólidos usando um sensor de turbidez localizado na entrada da centrífuga aumentará significativamente o tempo de resposta a quaisquer mudanças. Estes sensores olham para a luz refratada para fornecer uma aproximação da carga de sólidos da lama de entrada, mas podem sofrer de problemas de incrustação, e o processo de calibração pode ser interpretado de forma diferente por vários operadores.

Monitorando constantemente a entrada do processo, ajustes podem ser feitos rapidamente e a quantidade de lodo processado que fica abaixo do padrão requerido é minimizada. Outras melhorias podem ser feitas adicionando-se um medidor de vazão ou, melhor ainda, um dispositivo que forneça uma medição de vazão mássica.

Ao criar um sistema pró-ativo que faz ajustes com base nos dados da entrada, em oposição a um sistema reativo que observa os resultados antes de implementar uma mudança, os engenheiros de processo estarão seguindo as melhores práticas. Além disso, essa configuração reduz a quantidade de intervenção do operador e fornece uma saída mais estável.

Perfeição Brewing

Uma parte importante do processo de fermentação é adicionar oxigênio ao mosto para permitir que a levedura prospere e criar o álcool e o dióxido de carbono. Depois que o mosto cozido é resfriado até a temperatura de fermentação, o oxigênio é usado para iniciar o processo de fermentação.

Se ar, que contém 20% de oxigênio, for adicionado, o processo só poderá atingir uma concentração de O2 de oito partes por milhão (ppm). Para níveis mais altos, em torno de 10 ppm, normalmente usado por cervejarias comerciais para cervejas de maior resistência, é necessário oxigênio puro.

No entanto, a capacidade do mosto para absorver o oxigênio é afetada por sua gravidade específica, que é medida na escala de gravidade de Plato. Isto mede a concentração de sólidos dissolvidos no mosto. Além disso, cada cepa de levedura tem um nível ótimo de oxigênio e, se isso não for alcançado com precisão, a taxa ideal de fermentação não será alcançada.

Precisão do fluxo de massa para gases

Alguns dos mais importantes contribuintes de sabor para a cerveja são os produtos de fermentação, como ésteres, álcoois superiores e compostos de enxofre. As concentrações destes compostos aromáticos serão alteradas se as características de crescimento da levedura forem menos que perfeitas.

Conseguir o nível ideal de O2 no mosto para cada cerveja, portanto, é muito importante em termos de qualidade do produto, portanto, um processo efetivo para controlar os níveis de oxigênio é essencial. Usando um sensor de fluxo de massa para estabelecer a concentração de sólidos dissolvidos e volume total, juntamente com um controlador de fluxo de massa para entregar o gás, é um ponto de partida eficiente.

Para melhorar ainda mais a precisão do sistema, o sinal de uma sonda de oxigênio dissolvido (DO) no recipiente do fermentador pode fornecer feedback para ajustar o ponto de ajuste e obter o nível exato de oxigênio dissolvido necessário. Isto oferece a oportunidade de manter níveis precisos de oxigênio dissolvido que têm um grande impacto na qualidade do produto final.

análise automatizada

pH na água

O dióxido de carbono (CO) é usado para reduzir o pH da água por várias razões. Primeiramente, é um gás que é fácil de manusear, não corrosivo e sua característica mais atraente é que ele não abaixará o pH da água abaixo de 7.0. Além disso, a única manutenção necessária para o sistema de dosagem é repor os cilindros de gás periodicamente.

A estrutura de controle para este sistema de dosagem precisa lidar com o fluxo variável, bem como diminuir a pressão do gás conforme o volume nos cilindros decai. Usar um controlador de fluxo de massa calibrado para o gás e fornecer medições precisas, independentemente da temperatura e pressão, é muito importante.

Muitos usarão um sensor de pH após o ponto de dosagem e usarão essa informação para ajustar a taxa de fluxo do gás. Este processo reativo pode ser otimizado adicionando um sensor de pH ao lado da entrada e usando as leituras deste sensor para ajustar a taxa de dosagem CO2. O segundo sensor atua como validação da configuração do processo. Isso oferece uma resposta mais rápida às alterações nos níveis de pH na entrada.

Limpeza otimizada

Para aqueles que trabalham em aplicações higiênicas, o Clean-in-place (CIP) é um processo muito importante que mantém a limpeza do equipamento. Usando uma combinação de produtos químicos, água e calor, o processo oferece um método muito eficiente de limpeza de vasos e tubulações sem desmontá-los.

No entanto, o tempo necessário para a limpeza é o tempo perdido na produção, portanto, isso deve ser mantido ao mínimo, garantindo também que o processo tenha sido efetivo. A otimização do controle do CIP reduz os custos, minimiza o uso de produtos químicos e melhora a produtividade.

O processo CIP pode envolver uma gama de produtos químicos usados ​​para limpar e desinfetar o equipamento. A concentração destes produtos químicos é muito importante para conseguir um ciclo de limpeza eficaz sem desperdiçar materiais caros. Além disso, o uso de sistemas de controle puramente baseados em cronômetros não oferece confiança na eficácia do processo e também não retém dados significativos, que podem ser necessários para a conformidade regulatória.

Examinando a temperatura e a condutividade do fluido de limpeza, é possível determinar se muita energia ou muita substância química está sendo usada. Quaisquer reduções no consumo de energia ou matérias-primas terão um efeito benéfico nos custos operacionais. Trabalhar com fabricantes de sensores que tenham experiência neste aplicativo para criar um controle mais sofisticado e um sistema de feedback de loop do sensor pode, portanto, oferecer muitos benefícios.

Sensores de pH corretamente posicionados, por exemplo, podem fornecer dados sobre a eficácia do processo, enquanto sensores de condutividade podem fornecer uma medida de contaminação - uma vez que este número tenha atingido quase zero, o procedimento pode ser concluído com atrasos mínimos para a produção.

instalações de controle de processo

Processos simplificados

Em última análise, melhorar a coleta, interpretação e análise de dados pode oferecer muitas vantagens. Trabalhar com fabricantes experientes de controle de processos, como a Bürkert, pode gerar benefícios em toda a linha. Desde projetar novas instalações até melhorar a eficiência e a eficácia dos equipamentos existentes, obter o sensor certo no lugar certo terá um impacto significativo.

A otimização de processos consiste principalmente em adquirir os dados corretos e usá-los da maneira mais eficaz possível. Isso requer experiência no aplicativo, bem como no próprio equipamento, para garantir uma instalação econômica e confiável. A Bürkert tem mais de itens de catálogo 100,000, incluindo equipamentos de medição de fluxo de ponta que também podem fornecer dados de fluxo de massa.

Essa experiência em manufatura e conhecimento expansivo de inúmeras aplicações ajuda os clientes a reduzir os custos operacionais, melhorar a produtividade e garantir a conformidade com os órgãos reguladores, quando necessário.

Kirsty Anderson
Burkert Fluid Control Systems
Tel: + 44 (0) 1285 648761 Fax: + 44 (0) 1285 648721
Rede: www.burkert.co.uk
E-mail: [Email protegido]

Burkert Fluid Control Systems

Fabricação de equipamentos de processo. Um dos poucos fabricantes para fornecer soluções para o loop de controle completo.

Assinatura: associação de ouro

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