hoofdartikel artikelen
technologie > instrumentatie > niveau > radar
Download download article

Niveaumeting tot op de bodem

Inhoudsopgave
 Probleem van dode ruimte
 Een golfgeleide radar als oplossing

Continu verbeteren is de opdracht in elk productiebedrijf. Meten is de basis. En procesverbetering betekent dus dikwijls metingen verbeteren. Maar dit vergt soms innovatief omspringen met bestaande technieken.

Neem het probleem “een accurate en vooral herhaalbare niveaumeting in een tank met bolle bodem realiseren tot op de bodem”. Lijkt eenvoudig, maar correct meten tot in het putje van de tank is niet zo eenvoudig. Bekijken we van nabij het probleem en de Magnetrol Eclipse radarniveaumeting met op maat gebogen antenne als oplossing.

Probleem van dode ruimte

Het ging om een continu biofarmaceutisch fermentatieproces waarbij een natriumcarbonaatoplossing wordt gebruikt om de fermentatie gestuurd te laten verlopen. De niveaumeting in de NaCa-tank – in de bestaande installatie een vlotter - is maat voor de hoeveelheid die wordt bijgemengd. Het proces wordt stilgelegd als de tank leeg is en herstart nadat de tank terug is gevuld.

De bestaande set up met de vlotter was betrouwbaar, maar er was een vrij groot ‘niet gemeten volume’ op de bodem van de tank: de bolle onderkant van de tank gecombineerd met de afmetingen van de vlotter gaf een belangrijk “dood volume” van om en bij 13 cm op een totale tankhoogte van 70 cm. En aangezien het fermentatieproces continue gecontroleerd wordt door het natriumcarbonaat, viel dit proces stil vooraleer de voorraadtank volledig leeg was. Dit resulteerde enerzijds in kortere batchtijden, meer vultijden en dus een verminderde opbrengst. En er was een verloren tankvolume die toch permanent natriumcarbonaatoplossing bevat.

De firma zocht dus een oplossing om de productietijd te vergroten door tot onderaan de tank het niveau te gaan meten. De temperatuur van de NaCa-oplossing is 25°C en de druk 1.3 bar. Dat zijn geen speciale eisen voor het meetproces. De sensor moet enkel kunnen gesteriliseerd worden bij 121°C gedurende 60 minuten. Belangrijke eis was echter wel dat de “vervangende meting” geen ombouw mocht vergen van de installatie. Ze moest dus op identiek dezelfde plaats – en dat was aan de zijkant van de tank - gemonteerd worden met de speciale hygiënische connectie.

Een golfgeleide radar als oplossing

Als oplossing bood Magnetrol een tweedraads golfgeleide radar Eclipse 705 met een “single rod” antenne 7MF aan. Dit meetprincipe is vooral gekend uit de olie- en gasindustrie. De antenne is een RVS-buis met juiste diameter en voorzien van openingen. Deze wordt verticaal in de tank gestoken, van meetgat tot bodem. Door de antenne wordt door de Eclipse-radar een elektromagnetische puls gestuurd. De buis geleid de puls, vandaar spreekt men over een golfgeleide radar. Wanneer de puls het vloeistofoppervlak bereikt (met een andere brekingsindex heeft dan de lucht erboven), krijgt men een reflectiepuls naar de ontvanger. De reistijd wordt gemeten via een ultrasnel tijdscircuit en hieruit wordt met hoge nauwkeurigheid het vloeistofniveau berekend. Het is een tweedraadsversie wat betekent dat elektrische voeding zowel als de meetgegevens door hetzelfde draadpaar gaan.

Op zich is dit een vrij normale combinatie die inderdaad accuraat en herhaalbare resultaten biedt. De “hygiënische aansluiting” vormt geen probleem, want specifiek naar de hygiënische markten toe (levensmiddelen-, pharma-, cosmetica- industrieën) zijn al deze toestellen conform EHEDG en A3. De echte oplossing voor het meten “tot de laatste druppel” werd echter gerealiseerd door het buigen van de antenne zodat deze de vorm van de voorraadtank volgt. Het liet enerzijds toe de antenne langs de zijkant in de tank te steken. Anderzijds liep hierdoor de antenne – opzij van de mixerrotor in het midden van de tank - tot geheel onderaan, aan de uitloopmond, door. En omdat het geleide radar is, kan men dus tot aan deze uitloopmond het niveau gaan meten. Het probleem was dus opgelost.


   

   
De antenne werd op basis van de tankafmetingen in de fabriek gebogen. Om over de volledige diepte nauwkeurig het niveau te meten, onafhankelijk van de buiging in antenne en andere invloedsfactoren, werd een meerpuntskalibratie uitgevoerd. Deze kalibratie gebeurt eveneens in de fabriek van Magnetrol. “In the field” heeft men hierdoor een ‘plug-and-play’-toestel. De ‘kalibratie’ en een juiste herrekening van niveau naar volume in de controller van de installatie maakt dat het fermentatieproces over de ganse batch juist kan gestuurd worden. Het gevolg was dat per voorraadtank er een meeropbrengst was van maar liefst 20%. Zoals bij elke investering is gekeken naar de “return of investment”. De klant berekende dat het toestel zich terug verdient in minder dan twee maand. Duidelijk de investering waard.


Voor meer informatie: Magnetrol International N.V.

forumGeef uw reactie op dit artikel
Alle velden zijn verplicht. Uw persoonlijke informatie wordt niet op de site geplaatst. Hyfoma levert geen machines, maar verwijst alleen naar de bedrijven die de machines leveren. De meeste genoemde bedrijven leveren alleen machines voor de voedselindustrie en produceren geen voedsel.

Naam: Email:
Functie: Bedrijf:
Stuur deze reactie naar:

Magnetrol International
Magnetrol International is al meer dan†80 jaar een van 's werelds meest...