Condutivímetros

Como um sensor de condutividade pode otimizar os processos, garantir a qualidade do produto e economizar custos?

Em muitas aplicações no setor de alimentos e bebidas, a medição da condutividade de produtos e de meios CIP é a técnica de análise mais adequada para a detecção higiênica em linha e a diferenciação de líquidos no processo. Outra aplicação essencial é o controle da concentração de agentes de limpeza CIP e sua diluição automática.

A eficiência superior do processo baseia-se em três características essenciais de desempenho do sensor de condutividade indutiva ILM-4:

• O tempo de resposta extremamente curto de 1,2 segundo para diferenciação e transição de fase de produtos ou meios CIP em tempo real.
• A precisão superior da medição, a resolução e a compensação de temperatura para uma qualidade de limpeza verificável.
• A qualidade superior do produto. A geração atual do ILM-4 baseia-se na experiência de uma série de modelos anteriores e já comprovou sua praticidade e durabilidade em milhares de aplicações, mesmo sob as condições mais adversas. Na atualização mais recente, a interface de comunicação digital IO-Link foi integrada em uma tecnologia Flex-Hybrid especial.

Em quais aplicações os sensores de condutividade sanitários em linha oferecem vantagens?

A análise em linha de meios com base em seus valores de condutividade permite a operação automatizada e de alta precisão em muitas aplicações. Essas são principalmente diferenciação de produtos, separação de fases, controle de processos e controle de concentração de agentes CIP.

• Para a diferenciação de produtos e transição de fase, o tempo de resposta extremamente rápido de 1,2 segundo é importante. Isso permite que os produtos sejam identificados corretamente em tempo real e que o controle do processo seja realizado sem perda de tempo ou de produto.
• Para o controle de processo e o controle de concentração CIP, por outro lado, a alta precisão e resolução de medição com compensação simultânea de temperatura desempenham o papel mais importante, uma vez que o valor especificado da concentração de um detergente de limpeza, como ácido ou cáustico, deve ser mantido com extrema precisão para um resultado de limpeza verificável.

Diferenciação de produtos: a distinção de líquidos em um segundo garante o processamento, o armazenamento ou o envase corretos de produtos, como

• diferentes sucos de frutas e bebidas à base de sucos
• produto e água, por exemplo, ao lavar cerveja, vinho, leite ou água

Separação de fases: a análise contínua de mídia permite o controle em tempo real do estágio CIP em linha.

• A separação de fases em tempo real entre água – cáustico – ácido – produto garante uma transição de fases e uma qualidade de limpeza verificáveis, seguras, eficientes e com economia de recursos.
• Esses meios podem ser passados ou devolvidos aos tanques de empilhamento com a mais alta pureza possível por meio da medição precisa e exata da condutividade. O uso múltiplo dos meios de limpeza também garante a máxima eficiência de custos e a proteção do meio ambiente.

Controle de processo: ao medir continuamente o valor da condutividade, um desvio do valor real em relação ao valor-alvo especificado pode ser detectado com altíssima precisão e imediatamente sinalizado.

• Se a condutividade e, portanto, a concentração de um limpador CIP cair abaixo de um determinado valor de concentração especificado, a qualidade da limpeza será prejudicada
• Se o valor subir acima desse valor, haverá custos adicionais.
• Durante o último ciclo de enxágue com água, é possível monitorar se ainda há resíduos de produtos químicos de limpeza na água de enxágue

Controle de concentração de meios CIP: Para obter um resultado de limpeza ideal e reproduzível, cada agente de limpeza deve ser ajustado ao valor especificado por meio da redosagem com concentrado e água fresca. Isso é garantido pela medição de condutividade altamente precisa com o sensor de condutividade em uma linha de processo separada.

Que vantagens a medição de condutividade oferece nos diversos setores?

• Diferenciação de produtos como sucos e outros líquidos de forma rápida e confiável, de acordo com sua condutividade e seu monitoramento no processo (separação automatizada de fases em tempo real). Resultado: Máxima eficiência de recursos
• Diferenciação de agentes CIP no processo CIP em tempo real para descarregá-los ou devolvê-los aos respectivos tanques de empilhamento (transição de fase automatizada). Resultado: Máxima eficiência do limpador
• Monitoramento da concentração das soluções de limpeza CIP no processo CIP em andamento, detecção e sinalização de quaisquer desvios entre o valor nominal e o real. Resultado: Uma qualidade de limpeza verificável monitorada de acordo com os requisitos de higiene
• Controle e diluição da concentração de cáustico e ácido no tanque de empilhamento até o valor especificado, por exemplo, 1,5%. Se, após vários ciclos de CIP, o valor real se desviar do valor especificado, a concentração automática com o sensor de condutividade garante a limpeza correta em todos os momentos. Resultado: Uma qualidade de limpeza verificável monitorada de acordo com os requisitos de higiene

Que outras técnicas de medição podem ser substituídas por um sensor de condutividade?

A diferenciação de produtos geralmente não é fácil na prática, mas pode fazer toda a diferença para a qualidade do produto final e a eficiência do processo. As possibilidades ainda frequentemente usadas para o controle de produtos, por exemplo, ao envasar sucos diferentes, são a amostragem manual ou o monitoramento por meio de um visor. Entretanto, a experiência mostra que esses dois métodos envolvem altos custos de pessoal e incertezas na qualidade entre as amostras.

Outra opção comum para determinadas aplicações, como a limpeza CIP, é a transição de fase com controle de tempo. No entanto, é necessário um buffer de segurança de vários segundos para garantir que nenhum produto incorreto ou produtos químicos de limpeza, como ácido ou cáustico, entrem nos tanques de produtos. Isso gera despesas adicionais em cada transição de fase, pois muitos litros de produto valioso ou agente de limpeza são perdidos na água residual.

Como um sensor de condutividade economiza custos?

O medidor de condutividade ILM-4 da Anderson-Negele, que é diretamente integrado ao processo, pode automatizar a transição de fase com um grau muito alto de precisão de medição. Isso evita a perda de recursos devido à troca de mídia incorreta ou atrasada e economiza dinheiro ao evitar os custos com pessoal causados pelo controle visual ou manual. Em muitos casos práticos, o uso de um sensor de condutividade Anderson-Negele se pagou em um período muito curto.

O que é condutividade?

A condutividade eletrolítica de líquidos é a propriedade de conduzir corrente elétrica. Ela se baseia no fato de que as moléculas de sais, ácidos e cáusticos, quando dissolvidas no líquido, se dividem em íons positivos e negativos. Essa condutividade é medida em Siemens por metro (S/m) ou, em gradações mais finas, em miliSiemens por centímetro (mS/cm) ou microSiemens por centímetro (μS/cm). Líquidos diferentes têm valores de condutividade diferentes e, portanto, podem ser distinguidos com precisão uns dos outros, mesmo que outras propriedades, como cor, turbidez ou teor de açúcar, não permitam isso.

Quais métodos de medição existem para a medição de condutividade?

Há basicamente dois métodos de medição disponíveis para a medição de condutividade de líquidos: medição de condutividade condutiva (ou de contato) e medição de condutividade indutiva.

O que é medição de condutividade indutiva ou por contato?

As sondas de condutividade condutiva têm dois ou quatro eletrodos na ponta do sensor que estão em contato direto com o meio. A Anderson-Negele não oferece essa técnica de medição para aplicações na indústria alimentícia, pois a precisão da medição é afetada negativamente por depósitos de sais, partículas de gordura ou cristais dos produtos nos eletrodos expostos.

O ILM-4 foi projetado especificamente para aplicações higiênicas e baseia-se na medição de condutividade indutiva, garantindo assim uma medição permanente e precisa em todas as aplicações e para todos os meios.

O que é medição de condutividade indutiva?

Duas bobinas elétricas são integradas na ponta do sensor. Uma corrente alternada que flui na bobina primária (transmissor) gera um campo magnético alternado que induz uma corrente no meio. Esse fluxo de corrente no meio, por sua vez, gera um campo magnético que induz uma tensão na bobina secundária (receptor) do sensor. A corrente medida na bobina secundária é uma medida da condutividade do meio.

No ILM-4, ambas as bobinas estão alojadas na ponta do sensor feita de PEEK sólido. O meio flui por uma abertura na ponta do sensor e é analisado ali sem contato direto entre o eletrodo e o meio, ou seja, sem a influência negativa de depósitos. Além disso, um sensor de temperatura Pt1000 é integrado à ponta do sensor, que registra continuamente a temperatura do meio. Como a condutividade dos líquidos muda significativamente com a temperatura, isso é compensado diretamente no sistema eletrônico. O ILM-4 emite dois valores de medição: um valor de condutividade muito preciso, compensado pela temperatura, e um valor de temperatura muito preciso ao mesmo tempo. Isso possibilita o uso de um parâmetro de processo adicional sem a necessidade de usar um ponto de medição de temperatura separado.

As principais vantagens dessa técnica de medição são a integração simples em linha do sensor em tubos e contêineres e a relação preço-desempenho favorável. Com uma ampla gama de adaptações de processo, o ILM-4 pode ser facilmente integrado a tubulações existentes a partir de DN40 para retrofit, mesmo em uma data posterior, em conformidade com diretrizes de higiene reconhecidas internacionalmente, como 3-A e EHEDG.

O que é a tecnologia Flex-Hybrid com IO-Link e 4…20mA em paralelo?

No controle de processos, se você deseja monitorar de forma confiável toda a tecnologia da planta com um grande número de pontos de medição, atuadores e elementos de controle, a interface digital IO-Link oferece vantagens significativas em relação à tecnologia analógica.

O ILM-4 combina o melhor dos dois mundos com sua tecnologia Flex-Hybrid: os dados podem ser transmitidos do sensor por meio de uma interface digital ou analógica, ou paralelamente em ambas as tecnologias. Isso cria uma vantagem importante, especialmente em tempos de mudança tecnológica da atual geração de IOT analógica para digital. Se, por exemplo, um sistema ainda é controlado atualmente no modo analógico, mas uma conversão para IO-Link está sendo considerada, o cliente não precisa mais tomar uma decisão. Em vez de “ou… ou”, a Anderson-Negele diz “e”. Simplesmente conectando um novo cabo, o sensor pode ser convertido para digital a qualquer momento, sem precisar mexer no hardware ou nas configurações. A instalação e o comissionamento são extremamente econômicos em termos de tempo e custo. A transmissão do sinal e a própria fonte de alimentação são fornecidas com um cabo padrão tripolar sem blindagem.

O que significa HYGIENIC BY DESIGN™ para os sensores de condutividade?

• Confiabilidade do processo em todas as situações de instalação: Nossos sensores são desenvolvidos para um processo suave em sua fábrica e são adequados até mesmo para os ambientes de processo mais difíceis. Por exemplo, o design sem espaço morto garante a limpeza sanitária CIP/SIP em todos os momentos.
• Confiabilidade de longo prazo por meio de um design robusto: Nossos sensores podem suportar esforços mecânicos extremos, bem como os ambientes mais exigentes, por exemplo, por meio da resistência CIP / SIP de até 150 °C / 300 °F ou da classe de proteção IP 69K.
• A mais alta qualidade por meio do aço inoxidável: Todos os componentes são feitos de aço inoxidável 1.4308/1.4305 ou PEEK maciço.
• Testado e certificado: As diretrizes da US 3-A (3-A Sanitary Standards Inc.), da EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) e da FDA (Food and Drug Administration) são o padrão para o qual desenvolvemos todos os nossos produtos.

Quais adaptações de processo e opções de instalação estão disponíveis para os sensores de condutividade?

Dois comprimentos de instalação para diferentes diâmetros de tubulação e um grande número de diferentes adaptações de processo garantem o máximo de flexibilidade com relação à instalação em novas plantas e à adaptação em processos existentes. O ILM-4 compacto pode ser facilmente integrado a tubos ou contêineres por meio de parafusos higiênicos ou adaptações de grampos. Os adaptadores também estão disponíveis para conexões de processo existentes. Uma versão remota também está disponível, o que garante a adaptação ideal às condições locais e técnicas.