Capteurs de conductivité

Comment les capteurs de conductivité peut-il optimiser les processus, garantir la qualité des produits et réduire les coûts ?

Dans de nombreuses applications de l’industrie alimentaire et des boissons, la mesure de la conductivité des produits et des milieux NEP est la technique d’analyse la plus appropriée pour détecter et distinguer les liquides dans le processus de manière hygiénique et en ligne. Une autre application essentielle réside dans le contrôle de la concentration des produits de nettoyage NEP et de leur affûtage automatique.

La base d’une grande efficacité des processus repose sur trois caractéristiques essentielles du capteur de conductivité inductif ILM-4:

• Le temps de réponse extrêmement court de 1,2 seconde pour la distinction et le changement de phase des produits ou des milieux NEP en temps réel.
• La précision et la résolution élevées des mesures ainsi que la compensation efficace de la température pour une qualité de nettoyage vérifiable.
• La haute qualité du produit. La génération actuelle d ‘ILM-4 se base sur l’expérience d’une série de modèles précédents et a déjà prouvé son aptitude à la pratique et sa longévité dans des milliers d’applications, même dans les conditions les plus difficiles. Dernièrement, l’interface de communication numérique IO-Link a été intégrée dans une technologie spéciale Flex-Hybrid lors d’une mise à niveau..

Dans quelles applications les capteurs de conductivité hygiéniques en ligne offrent-ils des avantages ?

L’analyse en ligne des milieux à l’aide de leurs valeurs de conductivité permet une application automatisée et très précise dans de nombreux processus de production et domaines d’application. Il s’agit en premier lieu de la différenciation des produits, de la séparation des phases, du contrôle des processus et de l’affûtage des milieux NEP.

• Pour la différenciation des produits et la séparation des phases, le temps de réponse extrêmement rapide de 1,2 seconde est important, car il permet de déterminer correctement les produits quasiment en temps réel et d’effectuer ainsi le contrôle du processus sans perte de temps ni de produit.
• En revanche, pour le contrôle des processus et l’affûtage NEP, la précision et la résolution élevées de la mesure, associées à la compensation de température, jouent le rôle le plus important, car la valeur spécifiée de la concentration d’un produit de nettoyage tel que l’acide ou la base doit être maintenue avec une extrême précision pour obtenir un résultat de nettoyage vérifiable.

Différenciation des produits : en distinguant les liquides en quelques secondes, il est possible de garantir le traitement, le stockage ou le remplissage correct des produits, par exemple :

• Différents jus de fruits et boissons mélangées à base de jus.
• Produit et eau, p. ex. lors du rejet de la bière, du vin ou du lait

Séparation des phases : grâce à l’analyse continue des fluides, un contrôle du NEP en ligne à la seconde près est possible.

• La séparation de phase en temps réel entre l’eau – la soude – l’acide – le produit garantit une séparation de phase démontrable, sûre, efficace et respectueuse des ressources, et donc la qualité du nettoyage.
• Grâce à une mesure précise et ponctuelle de la conductivité, ces fluides peuvent être acheminés avec la plus grande pureté variétale possible ou être renvoyés dans les réservoirs de stockage. L’utilisation multiple des fluides de nettoyage assure en outre une efficacité maximale en termes de coûts et de protection de l’environnement.

Contrôle du processus : grâce à la mesure continue de la conductance, un écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne prédéfinie peut être constaté avec une très grande précision de mesure et immédiatement signalé.

• Si la conductivité, et donc la concentration d’un nettoyant NEP, tombe en dessous d’une certaine valeur de concentration prédéfinie, la qualité du nettoyage s’en trouve dégradée.
• Si la valeur dépasse ce seuil, il en résulte des coûts supplémentaires.
• Lors du dernier rinçage à l’eau, il est possible de déterminer s’il y a encore des résidus de produits chimiques de nettoyage.

Affûtage du NEP : pour une qualité de nettoyage vérifiable grâce à un résultat de nettoyage optimal et reproductible, chaque produit de nettoyage doit être affiné par un dosage ultérieur avec du concentré et de l’eau fraîche jusqu’à la valeur prédéfinie. Ceci est assuré par la mesure extrêmement précise de la conductivité avec l’ILM-4 dans une ligne de processus séparée.

Comment les capteurs de conductivité peuvent-ils réduire les coûts ?

Le conductimètre ILM-4 d’Anderson-Negele, directement intégré dans le processus, peut automatiser le changement de phase avec une très grande précision de mesure. Ils évitent ainsi, d’une part, les pertes de ressources dues à des fluides mal déviés ou déviés trop tard et, d’autre part, les coûts de personnel liés au contrôle visuel ou manuel, et économisent ainsi de l’argent. Dans de nombreux cas pratiques, l’utilisation d’un capteur de conductivité Anderson-Negele a été amortie en très peu de temps.

Qu’est-ce que la conductivité ?

La conductivité électrolytique des liquides désigne la propriété de conduire le courant électrique. Celle-ci repose sur le fait que les sels, les molécules d’acide et de base dissous dans le liquide se divisent en ions positifs et négatifs lors de leur dissolution. Cette conductivité est mesurée en Siemens par mètre (S/m) ou, pour des échelonnements plus fins, en MilliSiemens par centimètre (mS/cm) ou MicroSiemens par centimètre (μS/cm). Différents liquides présentent des valeurs de conductivité différentes et peuvent ainsi être différenciés avec précision les uns des autres, même si d’autres propriétés telles que la couleur, la turbidité ou la teneur en sucre ne le permettent pas.

Quels sont les principes de mesure pour les capteurs de conductivité ?

En principe, il existe deux principes de mesure pour la mesure de la conductivité des liquides : la mesure de la conductivité par conduction et la mesure de la conductivité par induction.

Qu’est-ce que la mesure de conductivité par conduction ?

Les capteurs de conductivité conductive possèdent deux ou quatre électrodes à l’extrémité du capteur, qui sont en contact direct avec le fluide.

Anderson-Negele ne propose pas cette technique de mesure pour les applications de l’industrie alimentaire, car les dépôts de sels, de particules de graisse ou de cristaux des produits sur les électrodes exposées nuisent à la précision de la mesure.

En revanche, l’ILM-4, spécialement conçu pour les applications hygiéniques, est basé sur la mesure de conductivité par induction et garantit ainsi une mesure précise et durable dans toutes les applications et pour tous les produits.

Qu’est-ce que la mesure de conductivité par induction ?

Deux bobines électriques sont intégrées dans la pointe du capteur. Un courant alternatif circulant dans la bobine primaire (émetteur) génère un champ magnétique alternatif qui induit un courant dans le milieu. Le flux de courant dans le milieu génère à son tour un champ magnétique qui induit une tension et donc un flux de courant dans la bobine secondaire (récepteur) du capteur. Le courant mesuré dans la bobine secondaire est une mesure de la conductivité du milieu.

Les deux bobines de l’ILM-4 sont logées dans la pointe du capteur en PEEK massif. Le fluide s’écoule à travers une ouverture dans la pointe du capteur et y est analysé, sans contact direct entre l’électrode et le fluide, donc sans influence négative de dépôts. De plus, une sonde de température Pt1000 est intégrée dans la pointe du capteur et mesure en continu la température du fluide. Comme la conductivité des liquides dépend en grande partie de la température, celle-ci est directement compensée dans l’électronique. L’ILM-4 fournit ainsi deux valeurs de mesure : une valeur de conductivité très précise, compensée en température, et en même temps une valeur de température très précise. Cela permet d’utiliser un paramètre de processus supplémentaire sans devoir utiliser un point de mesure de température séparé.

Les principaux avantages de ce principe de mesure sont la facilité d’intégration en ligne des capteurs de conductivité dans les tuyaux et les réservoirs et le rapport qualité-prix avantageux. Grâce à un grand choix d’adaptations de processus, l’ILM-4 peut également être intégré ultérieurement pour le rétrofit dans des tuyaux existants à partir de DN40, en toute simplicité et dans le respect des directives d’hygiène internationalement reconnues comme 3-A et EHEDG.

Qu’est-ce que la technologie Flex-Hybrid avec IO-Link et 4…20mA en parallèle ?

Lorsque, dans la commande de processus, on souhaite contrôler en toute sécurité l’ensemble de la technique de l’installation avec une multitude de points de mesure, d’éléments de commande et de contrôle, l’interface numérique IO-Link offre des avantages essentiels par rapport à la technique analogique.
Avec sa technologie Flex-Hybrid, les capteurs de conductivité ILM-4 réunissent le meilleur de deux mondes : le capteur peut transmettre les données en numérique, en analogique ou en parallèle dans les deux technologies. Cela représente un avantage important à l’heure du passage de la technologie analogique actuelle à la génération numérique : si, par exemple, une installation est encore commandée de manière analogique, mais qu’une conversion à IO-Link est envisagée, le client n’a plus à choisir. Au lieu de « soit … soit », Anderson-Negele dit « et ». Il suffit de brancher un nouveau câble pour que le capteur passe au numérique à tout moment ultérieur, sans même devoir toucher au matériel ou aux réglages. Le montage et la mise en service sont extrêmement rapides et économiques. Pour la transmission des signaux et l’alimentation en énergie elle-même, un câble standard à trois pôles sans blindage suffit.

Que signifie une conception hygiénique pour les capteurs de conductivité ?

• Sécurité du processus dans toutes les situations de montage : nos capteurs sont conçus pour un processus sans faille dans votre installation et conviennent même aux environnements de processus les plus difficiles. Par exemple, la conception sans zone morte garantit à tout moment un nettoyage NEP / SEP hygiénique.
• Fiabilité durable grâce à une conception robuste : nos capteurs résistent aussi bien à une charge mécanique prononcée qu’aux environnements les plus difficiles, par exemple grâce à la résistance NEP / SEP jusqu’à 150 °C ou à l’indice de protection IP 69K.
• « HYGIENIC BY DESIGN » grâce à l’acier inoxydable Tous les composants sont fabriqués en acier inoxydable 1.4408/1.4405 et le corps plongeant en PEEK massif.
• Testé et certifié : Les directives de l’organisme nord-américain 3-A (3-A Sanitary Standards Inc.), de l’EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) et de la FDA (Food and Drug Administration) sont les critères selon lesquels nous développons tous nos produits.

Quelles sont les adaptations de processus et les possibilités de montage des capteurs de conductivité ?

Deux longueurs de montage pour différents diamètres de tuyaux et un grand nombre d’adaptations de processus différentes assurent une grande flexibilité en ce qui concerne les possibilités d’intégration des capteurs de conductivité dans de nouvelles installations et également le rétrofit dans des processus existants. L’ILM-4 compact peut être facilement intégré dans des tuyaux ou des réservoirs par le biais d’adaptations hygiéniques à vis ou à clamp. Des adaptateurs sont également disponibles pour les raccords de processus existants. Une version déportée est également disponible, garantissant une adaptation optimale aux conditions locales et techniques.