Durchflussmessung von heißem Verdünnungswasser für eine Zuckerzentrifuge
Applikations-Bericht | Lebensmittel & Getränke
- Kontinuierliche Durchflussüberwachung von Wasser bei der Separation von C-Füllmasse
- Kostengünstige und zuverlässige Durchflussmessung bei beengten Einbauverhältnissen
- Erhöhte Prozessstabilität für eine effektive Zuckergewinnung
Hintergrund
Ein Hersteller von Bioethanol, Zucker und Melasse betreibt in Nicaragua eine Zuckerfabrik, die hauptsächlich braunen und raffinierten Zucker aus Zuckerrohrsaft produziert. Der Produktionsprozess folgt den klassischen Schritten der Eindampfung, Kristallisation und Separation und erfüllt dabei strengste internationale Qualitätsstandards.
Konkrete Messaufgabe
Während des Kristallisationsprozesses entsteht durch das Kochen des Sirups unter Vakuum die sogenannte Füllmasse – eine dickflüssige, viskose Mischung aus Sirup und Zuckerkristallen. Diese wird anschließend mithilfe kontinuierlich arbeitender Hochgeschwindigkeitszentrifugen in feste Zuckerkristalle und flüssige Melasse getrennt. Die Separation erfolgt in einem dreistufigen Zentrifugenprozess, beginnend mit der Verarbeitung der kristallreichen A-Füllmasse bis hin zur C-Füllmasse, die den letzten Melassestrom aus den vorherigen Trennstufen darstellt. Die C-Füllmasse enthält einen geringeren Anteil an Zuckerkristallen sowie einen hohen Anteil an Mutterlauge. Der daraus gewonnene Zucker (C-Zucker) wird in der Regel rezirkuliert und als Impfkristall im Kristallisationsprozess verwendet, während die verbleibende Flüssigkeit als Endmelasse abgeführt wird.
Zur Reinigung der Zuckerkristalle von verbleibenden Melasse-Rückständen und zur Reduzierung der Viskosität in den Zentrifugen der C-Füllmasse gibt der Kunde heißes Wasser in diese Zentrifugen. Die Zugabe von heißem Wasser ist entscheidend für eine effektive Endtrennung und eine optimale Zuckergewinnung. Daher benötigte der Kunde ein zuverlässiges und kosteneffizientes Durchflussmessgerät zur Überwachung des zugeführten Verdünnungswassers.
Die Umgebungsbedingungen der Messstelle sind anspruchsvoll, bedingt durch erhöhte Betriebstemperaturen von bis zu +100°C, eine hohe Luftfeuchtigkeit sowie einen vergleichsweise niedrigen Durchflussbereich (6–10 l/min). Zudem sind die Einbaumöglichkeiten durch eingeschränkte Ein- und Auslaufstrecken begrenzt.
Realisierung der Messung
Um den Heißwasser-Zulauf in die Zentrifugen zu messen, entschied sich der Zuckerhersteller für den Einsatz von 12 Schwebekörper-Durchflussmessgeräten vom Typ H250 M40. Das kostengünstige KROHNE Messgerät ist äußerst vielseitig und bietet eine große Bandbreite an Konfigurationsmöglichkeiten sowie eine hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Prozessbedingungen. Dank einer breiten Auswahl an medienberührten Werkstoffen, Prozessanschlüssen sowie Druck- und Temperaturausführungen lässt es sich an zahlreiche Anwendungen anpassen. Aufgrund ihres modularen Aufbaus kann die H250 M40 vom rein mechanischen Gerät ohne Stromversorgung bis hin zum Durchflussmessgerät mit digitaler Feldbus-Kommunikation ausgeführt werden.
In dieser Anwendung wurde das Schwebekörper-Durchflussmessgerät mit einem ½ NPT-Gewindeanschluss in ein Rohrleitungssystem aus klein dimensionierten Stahlrohren und Schläuchen installiert. Da die Schwebekörper-Durchflussmessgeräte keine Ein- und Auslaufstrecken benötigen, stellte der beengte Einbauraum kein Problem dar.
Gemäß Kundenspezifikation wurde die H250 M40 als 2-Leiter-Gerät mit 4...20 mA/HART®-Ausgang geliefert, um sämtliche Messwerte an die Leitwarte zu übertragen, wo die Prozessparameter zentral überwacht werden. Zusätzlich ermöglicht die große, gut ablesbare Anzeige der H250 M40 eine einfache Überwachung vor Ort durch das Bedienpersonal.
Nutzenbetrachtung
Die H250 M40 unterstützt den Kunden dabei, einen stabilen Trennprozess aufrechtzuerhalten, ohne die Zentrifuge mit zu viel oder zu wenig Wasser zu beschicken. Dies gewährleistet eine effektive Reinigung der kristallisierten Zuckerpartikel und eine effiziente Zuckergewinnung. Der Kunde kann den Wasserdurchfluss in jeder Zentrifuge sowohl über das zentrale Leitsystem (HMI) als auch lokal vor Ort überwachen.
Der Kunde profitiert von einem kostengünstigen und zugleich äußerst anpassungsfähigen Durchflussmessgerät. Das modulare Design der Geräteelektronik bietet Investitionssicherheit. Die H250 M40 kann problemlos von einem analogen Ausgang auf Foundation Fieldbus oder PROFIBUS PA aufgerüstet werden und zusätzliche Funktionen wie einen Summenzähler sowie erweiterte Diagnosen bereitstellen, beispielsweise zur Erkennung von pulsierender Strömung oder einer Blockade des Schwebekörpers. All dies ist ohne Unterbrechung des Prozesses oder Öffnen der Rohrleitung möglich.