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標題: 傳感器在相位分離和提高產(chǎn)品質(zhì)量的位置？ [打印本頁]
作者: negele    時間: 2011-4-15 10:01
標題: 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)并沒有實現(xiàn)完整的工業(yè)自動化.或者說并沒有實現(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：
; d3 K. n9 x- {1 d1 I3 U相位分離-------牛奶果汁廠
9 O4 p, }9 m4 \8 G    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.。" \! w: n7 h7 {/ c3 Z  e0 h
精確度和可靠性是一個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….+ R% k' P7 h! X& X' P4 e; {( B% P
相位分離-Where And How ?) B  \6 \! t2 o7 \+ V! A& a* b
在牛奶廠內(nèi)許多不同的地方均會有相位分離。( W+ G+ Q3 R7 a8 C
顯著區(qū)域：4 k# y% P+ _+ X9 [5 w, o
》.CIP回流線上，清洗液的相位分離。
. u6 |' R* o2 U》.在生產(chǎn)設(shè)備的清洗時，產(chǎn)品罐和配料罐等設(shè)備的廢水和其他介質(zhì)的分離選擇點的確定。6 G/ |% x: O( U; k" M2 E$ o
》.在回收系統(tǒng)中剩余奶制品和水的相位分離。
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4 X3 K( \! q' j0 l  O相位分離主要有以下四個基本方式：4 R% o, q- L1 \( T7 \/ y/ H
1. 由操作人員透過玻璃鏡視覺判斷.手動控制（只存在絕對可靠時）。…..
( a/ D# u' u# P. F$ W2. 由時間參數(shù)做自動化控制。/ w7 B' a5 P: w) p% U+ {7 M
3. 由體積參數(shù)做自動化控制。7 Z* u! d4 G+ p5 O7 d
4. 由電導率和濁度儀做自動化控制。
3 R8 ]' \% t% o0 i9 [1 j5 x% h各種方式比較： 7 X7 M! Y/ q2 T0 q5 w! _1 u( Z. Y
人工判斷手動控制和時間參數(shù)控制：! M; {/ G" T6 [8 p. ?  O- E
首先我們談?wù)撨@2種方式---應(yīng)用成熟卻存在較大的缺陷。人工判斷手動控制和時間參數(shù)控制的共同點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)生的附加費用是相當高昂。+ z7 E' V: Y1 M
大概估算一下：如果在每次相位分離僅僅丟失10L產(chǎn)品。每周進行4次相位分離，那么在設(shè)備的使用的5年中，總共會損失：10 x 4 x 52 x 5=10400L產(chǎn)品。在以此數(shù)量乘上產(chǎn)品價格參數(shù)，我們將很清楚的了解到損失的費用。然而，10L產(chǎn)品也是個很小的數(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。
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人工判斷手動控制不能在CIP區(qū)域使用。其需要專人配置，并且存在相當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。
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9 G0 S; F! e7 s, v* f由時間參數(shù)控制選擇點。一個絕對的時間參數(shù)的設(shè)定必須考慮到不能讓較多水混入產(chǎn)品罐中=>相當數(shù)量的產(chǎn)品損失。
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基于體積參數(shù)控制的相位分離：% ^) R6 Z0 ?9 W3 X8 V
從產(chǎn)品的損失角度考慮，使用體積參數(shù)確定相位分離點會比使用時間參數(shù)更好。依靠設(shè)備性能，體積參數(shù)控制也是相當成熟。其有很多獨到之處：更大范圍的安裝允許，幾個罐體可共同使用一個產(chǎn)品控制設(shè)備。在由水壓出設(shè)備中產(chǎn)品時，設(shè)備剛好完全排空時的開關(guān)點很難準確定義，因為各管道和各罐體的體積都互不相同。而且設(shè)備中可能存在的殘留水也是很難識別。=>部分產(chǎn)品的損失，水混入產(chǎn)品的危險。 - N. u7 n/ U- a4 L1 C( Y( f. ^

- Z0 I; T5 d0 W: `# v6 K基于電導率和濁度參數(shù)控制相位分離：
: {" R4 i/ j8 W+ R+ K$ x用于傳感器信號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。換向閥嚴格按照之前產(chǎn)品設(shè)定的濃度參數(shù)值進行操作。殘留水等除產(chǎn)品外的其他物質(zhì)將很容易識別出來。生產(chǎn)和建立費用都很低。因為換向閥的選擇點不受體積和時間的影響。最大限度保證了安全性和可靠性。同時避免水混入產(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。
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NEGELE解決方案：
: A9 e: |$ h9 _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。& b, K, o1 p$ p+ Y1 R- z. Q
在CIP的回流管中，一個電導率的測量單元（ILM-2）就看解決各種清洗液的相位分離問題。
  h. ]: z( C& m- L! c5 o, r8 C在清洗設(shè)備前，清水壓出奶制品時，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，控制回收奶制品的質(zhì)量。
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$ L! ]2 I. z: ]9 N4 ?個別應(yīng)用的描述：: C6 ~6 B. z1 ^4 a) A
CIP回流：( L9 }( A8 [( T0 q& E
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行識別并分類引導回收進相應(yīng)的罐體中。（如 酸，堿，水） 8 h* d3 W# R8 o( k7 g
基于電導率參數(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)的電導率值，管路的介質(zhì)將被鑒別出來。! N% c" x. [0 Z; e: r
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。, J8 P- j  v; k) f3 i
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2個因素由關(guān)。/ f. S" G$ z4 a2 g8 o
NEGELE電導率測量單元ILM-2均能滿足以上兩點。其測量再現(xiàn)性<1。其溫度補償設(shè)計也是相當安全和可靠。由80℃的熱堿變成20℃的水時，其溫度感應(yīng)補償時間僅為1秒鐘。$ c% q+ w$ ~! n

' f* z5 o- i/ f1 Z0 ]4 U& }* Y7 C開始生產(chǎn)和清空設(shè)備時-----安全.可靠.無產(chǎn)品損失：# B7 p+ A9 _. v; |1 I
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在生產(chǎn)或?qū)摅w進行泵循環(huán)之前和進行中時，在管路中或壓出產(chǎn)品時，牛奶制品必須和水嚴格分離。在相位轉(zhuǎn)換點附近牛奶制品和水混合在一起。由于這個原因，混合物的比率和濃度必須嚴格被測量。并且由換向閥在每次轉(zhuǎn)換時基于相同的設(shè)定值做無差別分離。這可通過一個濁度測量單元來實現(xiàn)。相反的，基于時間參數(shù)做相位分離，由于安全時間間隔的存在，必然導致產(chǎn)品及成品的損失。
! k8 b+ G, j( @6 T4 G3 y! B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)束時絕不允許水的混入，這點相當重要。即使水中只有極少的大腸桿菌等細菌。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。
/ i$ J( Y4 T$ f! [4 J為保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，儀表的再現(xiàn)性由著相當重要的作用。6 E3 t6 V) `. |2 N2 N

1 k9 A* r- p4 b+ x# y) F2 LNEGELE濁度儀ITM-2非常適合適合這個方面的應(yīng)用，即是使特別的牛奶產(chǎn)品。; u6 @4 M0 T- T: O* h) H8 {
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成本分析：
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考慮最少產(chǎn)品損失，濁度計的成本將很快被回收。你可以從下面步驟來計算用ITM-2所測濁度值控制在開始生產(chǎn)和排空設(shè)備時的牛奶制品.水的相位分離從而節(jié)省的產(chǎn)品的價值。
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                                                                              你產(chǎn)品的價值 （舉例） 6 o! }% J% H5 A, a$ ^4 [

& d8 |; q  F0 i( B$ O) M: z你產(chǎn)品每升的售價（SP）                                          15.00 ￥ RMB / L
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& l/ Q1 e1 Q+ |1 Q你產(chǎn)品每升的生產(chǎn)成本（MC）                                   2.50 ￥ RMB / L
: s; Q3 k* B; |+ H9 C2 R) ^5 o% i+ Z% ^  f' U/ `, n$ K! i* `
每升的利潤：SP-MC                                                 12.50 ￥ RMB / L% P$ [0 G( N3 T: K5 e4 y1 H5 E

& P' L* b) n8 n2 ^* o0 E每次相位分離損失產(chǎn)品（L）                                      20L
5 @. W$ W. T" g, p/ J' n) K- i, K  n1 J4 r% O3 o" i
每次相位分離損失的價值：利潤×損失產(chǎn)品               250.00 ￥ RMB
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安裝濁度儀的ITM-2的費用                                       大約20000 ￥ RMB
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在多少次相位分離后回收成本                                          80& b  z0 p) O! N
（＝安裝成本 / 每次相位分離損失）
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你設(shè)備每周進行相位分離的次數(shù)                                       4+ ?: g2 @8 m: d0 M9 M( o

+ X" R$ I: E: b& T, N收回成本需要總周數(shù)
' z, D: _/ J/ s5 X* Q9 {（收回成本所需相位分離次數(shù) / 每周相位分離次數(shù)）       20周3 F- @5 C8 n) O

8 t; m" Y* Y# e/ R加上設(shè)備使用期限為5年（260周），
- x' C' t( G: n9 ]) w總共減少損失＝（260周）一回收成本所需周數(shù)）           240000 ￥ RMB
+ c8 \4 p9 c1 S7 X- y+ v×每周相位分離次數(shù)×每次相位分離損失價值
+ i/ U. R( k5 K& H+ U
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