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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 傳感器在相位分離和提高產(chǎn)品質(zhì)量的位置？ [打印本頁]

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作者: negele    時(shí)間: 2011-4-15 10:01
標(biāo)題: 傳感器在相位分離和提高產(chǎn)品質(zhì)量的位置？
走訪和咨詢過很多家食品企業(yè)，發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)大部分食品企業(yè).在相位分離.CIP清洗回收等環(huán)節(jié)并沒有實(shí)現(xiàn)完整的工業(yè)自動(dòng)化.或者說并沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最少損失和產(chǎn)品質(zhì)量的最佳安全可靠性，而國外在這方面已是非常成熟，它們在此使用電導(dǎo)率ILM-2和ITM-2濁度儀等有此功能的傳感器解決了以上問題...下面我們以牛奶廠的相位分離做一下具體分析：
& L( Z! z1 A' L6 k相位分離-------牛奶果汁廠
    用此方法，您可以降低產(chǎn)品的損失并且提高產(chǎn)品的質(zhì)量.。
精確度和可靠性是一個(gè)最理想和低損失的相位分離系統(tǒng)的基礎(chǔ).NEGELE為此提供各種解決方案….
相位分離-Where And How ?
在牛奶廠內(nèi)許多不同的地方均會(huì)有相位分離。
顯著區(qū)域：
0 ?* h) C$ X; J. y) @》.CIP回流線上，清洗液的相位分離。
, M9 N  x' e" |( C》.在生產(chǎn)設(shè)備的清洗時(shí)，產(chǎn)品罐和配料罐等設(shè)備的廢水和其他介質(zhì)的分離選擇點(diǎn)的確定。
》.在回收系統(tǒng)中剩余奶制品和水的相位分離。

相位分離主要有以下四個(gè)基本方式：
/ v" m# z8 b1 g& t$ |' h, D1. 由操作人員透過玻璃鏡視覺判斷.手動(dòng)控制（只存在絕對可靠時(shí)）。…..
2. 由時(shí)間參數(shù)做自動(dòng)化控制。
' I! b5 q# o; O; z; K3. 由體積參數(shù)做自動(dòng)化控制。
5 l5 `- I+ j/ d# u% g+ U! B4. 由電導(dǎo)率和濁度儀做自動(dòng)化控制。
各種方式比較：
+ o- m8 e5 h, T$ l- r) f1 @人工判斷手動(dòng)控制和時(shí)間參數(shù)控制：
) Z& T/ x  B6 Q# ?' Z' `首先我們談?wù)撨@2種方式---應(yīng)用成熟卻存在較大的缺陷。人工判斷手動(dòng)控制和時(shí)間參數(shù)控制的共同點(diǎn)都是前期的投資成本較低。然而，在設(shè)備投入使用后，其消耗則是無低洞，產(chǎn)生的附加費(fèi)用是相當(dāng)高昂。
大概估算一下：如果在每次相位分離僅僅丟失10L產(chǎn)品。每周進(jìn)行4次相位分離，那么在設(shè)備的使用的5年中，總共會(huì)損失：10 x 4 x 52 x 5=10400L產(chǎn)品。在以此數(shù)量乘上產(chǎn)品價(jià)格參數(shù)，我們將很清楚的了解到損失的費(fèi)用。然而，10L產(chǎn)品也是個(gè)很小的數(shù)字.大概只是3M的DN65管道中所藏的產(chǎn)品。如果加上流速參數(shù)考慮（假設(shè)是1m/s），那么10L產(chǎn)品的損失僅僅只是3秒鐘。

3 F9 B2 g; c/ q' m) x人工判斷手動(dòng)控制不能在CIP區(qū)域使用。其需要專人配置，并且存在相當(dāng)多的客觀因素左右人工操作=>質(zhì)量部確定，產(chǎn)品損失，增加人員配置。

( H3 Z+ }) _. _3 l' K由時(shí)間參數(shù)控制選擇點(diǎn)。一個(gè)絕對的時(shí)間參數(shù)的設(shè)定必須考慮到不能讓較多水混入產(chǎn)品罐中=>相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品損失。
% o) D6 |+ j! \9 f# V  m7 C
基于體積參數(shù)控制的相位分離：
從產(chǎn)品的損失角度考慮，使用體積參數(shù)確定相位分離點(diǎn)會(huì)比使用時(shí)間參數(shù)更好。依靠設(shè)備性能，體積參數(shù)控制也是相當(dāng)成熟。其有很多獨(dú)到之處：更大范圍的安裝允許，幾個(gè)罐體可共同使用一個(gè)產(chǎn)品控制設(shè)備。在由水壓出設(shè)備中產(chǎn)品時(shí)，設(shè)備剛好完全排空時(shí)的開關(guān)點(diǎn)很難準(zhǔn)確定義，因?yàn)楦鞴艿篮透鞴摅w的體積都互不相同。而且設(shè)備中可能存在的殘留水也是很難識(shí)別。=>部分產(chǎn)品的損失，水混入產(chǎn)品的危險(xiǎn)。
) t- `# e" U5 u. ?9 A
基于電導(dǎo)率和濁度參數(shù)控制相位分離：
% f7 F# p% p# M0 k用于傳感器信號(hào)控制相位分離是最佳成本的解決方案。傳感器安裝在換向閥前面較近的位置。換向閥嚴(yán)格按照之前產(chǎn)品設(shè)定的濃度參數(shù)值進(jìn)行操作。殘留水等除產(chǎn)品外的其他物質(zhì)將很容易識(shí)別出來。生產(chǎn)和建立費(fèi)用都很低。因?yàn)閾Q向閥的選擇點(diǎn)不受體積和時(shí)間的影響。最大限度保證了安全性和可靠性。同時(shí)避免水混入產(chǎn)品中。=>最少產(chǎn)品損失，無質(zhì)量差異。最大安全性和可靠性，無需人員配置。
/ h& [6 q# j% W' O% L' s6 G- C1 }
* }" J; g2 w& i1 S( l2 R) wNEGELE解決方案：
6 R/ c5 ]; T, N2 q" M1 k從上面我們可以很清楚的發(fā)現(xiàn)污染小，分離效果最可靠，并且綜合成本最理想的相位分離解決方案。
在CIP的回流管中，一個(gè)電導(dǎo)率的測量單元（ILM-2）就看解決各種清洗液的相位分離問題。
在清洗設(shè)備前，清水壓出奶制品時(shí)，由濁度儀測量單元（ITM-2）監(jiān)測介質(zhì)并控制換向閥的開關(guān)點(diǎn)，控制回收奶制品的質(zhì)量。
& C+ {! N9 t7 C7 k% x3 C; N7 ~9 X
4 Y3 o4 Y4 Q6 {" V個(gè)別應(yīng)用的描述：
CIP回流：
在清洗液的相位分離期間，最重要的是把設(shè)備回流的不同清洗液進(jìn)行識(shí)別并分類引導(dǎo)回收進(jìn)相應(yīng)的罐體中。（如 酸，堿，水）
基于電導(dǎo)率參數(shù)，各種介質(zhì)將很容易被區(qū)分出來。依靠在回流管路中介質(zhì)的電導(dǎo)率值，管路的介質(zhì)將被鑒別出來。
  g- Y2 m# p9 R4 @. ]7 W7 C8 C" m鑒別出介質(zhì)后，由回路中的閥切換回相應(yīng)回流管道。讓各種介質(zhì)回流入至各自相應(yīng)的罐體中。
" P7 g) A% B+ e8 x, v! F% e2 f盡量減少操作所帶來的產(chǎn)品損失是很重要的。為保證此目的，儀表必須在電導(dǎo)率測量方面有很好的再現(xiàn)性。并且能根據(jù)各介質(zhì)的溫度迅速的做出補(bǔ)償。各種清洗液的濃度控制和高濃縮清洗液的消耗也都與這個(gè)2個(gè)因素由關(guān)。
NEGELE電導(dǎo)率測量單元ILM-2均能滿足以上兩點(diǎn)。其測量再現(xiàn)性<1。其溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)也是相當(dāng)安全和可靠。由80℃的熱堿變成20℃的水時(shí)，其溫度感應(yīng)補(bǔ)償時(shí)間僅為1秒鐘。

開始生產(chǎn)和清空設(shè)備時(shí)-----安全.可靠.無產(chǎn)品損失：

, f$ h7 \/ b; V4 b在生產(chǎn)或?qū)摅w進(jìn)行泵循環(huán)之前和進(jìn)行中時(shí)，在管路中或壓出產(chǎn)品時(shí)，牛奶制品必須和水嚴(yán)格分離。在相位轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近牛奶制品和水混合在一起。由于這個(gè)原因，混合物的比率和濃度必須嚴(yán)格被測量。并且由換向閥在每次轉(zhuǎn)換時(shí)基于相同的設(shè)定值做無差別分離。這可通過一個(gè)濁度測量單元來實(shí)現(xiàn)。相反的，基于時(shí)間參數(shù)做相位分離，由于安全時(shí)間間隔的存在，必然導(dǎo)致產(chǎn)品及成品的損失。
0 G, u3 K4 T& ~6 V4 _類似酸奶等敏感性牛奶產(chǎn)品，需要有相對較長的保質(zhì)期。在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)絕不允許水的混入，這點(diǎn)相當(dāng)重要。即使水中只有極少的大腸桿菌等細(xì)菌。在混入產(chǎn)品后，也將大大的縮短產(chǎn)品的保質(zhì)期。用時(shí)間參數(shù)和體積參數(shù)控制相位分離均不能絕對杜絕水混入產(chǎn)品。基于這個(gè)原因，以上2種方式為備選方案。由濁度參數(shù)控制相位分離是最安全可靠的首選方案。
$ [) g( g3 u& H( T) P" P6 t5 a為保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，儀表的再現(xiàn)性由著相當(dāng)重要的作用。
) s9 v7 K" {' i0 o9 M
NEGELE濁度儀ITM-2非常適合適合這個(gè)方面的應(yīng)用，即是使特別的牛奶產(chǎn)品。
: f7 @8 o1 A3 E1 x
  @) i' f' A5 t# R* Q成本分析：
( i4 u7 J+ T/ d
1 G$ l( T2 G4 }0 S$ M% i考慮最少產(chǎn)品損失，濁度計(jì)的成本將很快被回收。你可以從下面步驟來計(jì)算用ITM-2所測濁度值控制在開始生產(chǎn)和排空設(shè)備時(shí)的牛奶制品.水的相位分離從而節(jié)省的產(chǎn)品的價(jià)值。
6 Y& J2 Q  S' J1 F6 K

* o2 Y$ B2 S' I9 H: N+ a8 z" p, l5 C                                                                              你產(chǎn)品的價(jià)值 （舉例）

8 Z* s5 q/ }7 B7 e8 l. p你產(chǎn)品每升的售價(jià)（SP）                                          15.00 ￥ RMB / L
8 h( i. I* X0 ?( ~
你產(chǎn)品每升的生產(chǎn)成本（MC）                                   2.50 ￥ RMB / L

每升的利潤：SP-MC                                                 12.50 ￥ RMB / L
9 U1 Z! W5 G) S; T7 @( e
每次相位分離損失產(chǎn)品（L）                                      20L
2 C* Z+ y9 B! C6 H! k
9 ^% ?9 ^5 K  j4 ~. A5 D每次相位分離損失的價(jià)值：利潤×損失產(chǎn)品               250.00 ￥ RMB
; \8 |$ J! a4 X. ]$ _
8 L8 s, n1 @' _2 i0 `安裝濁度儀的ITM-2的費(fèi)用                                       大約20000 ￥ RMB
1 L- M% \+ t: c. M) d5 w4 S" }8 e
在多少次相位分離后回收成本                                          80
4 H3 h9 @6 ]( E' T（＝安裝成本 / 每次相位分離損失）
. N1 ]& H& v2 ]* q
你設(shè)備每周進(jìn)行相位分離的次數(shù)                                       4
( B7 x7 p# L4 t) C" G' d: ]7 l
收回成本需要總周數(shù)
（收回成本所需相位分離次數(shù) / 每周相位分離次數(shù)）       20周
* o6 v  S1 E% p9 Q* ?8 F, S8 N7 G0 y
; N8 I5 e5 O3 I2 u# g3 x( x5 G! ?加上設(shè)備使用期限為5年（260周），
) l) t. A$ U0 U+ X) R總共減少損失＝（260周）一回收成本所需周數(shù)）           240000 ￥ RMB
×每周相位分離次數(shù)×每次相位分離損失價(jià)值
% m9 M2 Q8 @: G* Z8 _+ H. k7 b# z
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