Herausforderungen

Der kolumbianische Zuckerhersteller Ingenio Pichichi verarbeitet Zuckerrohr und liefert eine Vielzahl von Zuckerprodukten für Kunden im In- und Ausland. Zuckerfabriken legen Wert auf Umweltschutz und effizienten Betrieb und streben nach hohem Gewinn. Die Zuckerfabrik verarbeitet täglich rund 4.300 Tonnen Zuckerrohr und produziert eine Vielzahl von Zuckerprodukten wie Honigprodukte, Rohzucker, Weißzucker und Rotzucker. Aufgrund der hohen Produktionsfähigkeit ist eine Optimierung der Produktion und die Verhinderung des Lecks teurer Produkte in den Produktionsprozess von entscheidender Bedeutung. Das Feldlabor der Zuckerfabrik sammelt Daten, um die Zuckerfabrik bei Entscheidungen zu unterstützen, die die Produktivität verbessern und Kosten sparen.

Die Verarbeitung von Zuckerrohr zu verkauften Waren erfordert eine Reihe von Prozessschritten, einschließlich Zerkleinern, Klären, Filtern, Verdampfen, Kristallisieren und Zentrifugieren. In der Verdunstungsphase wird Zuckersaft mit einem mehrstufigen Destillationssystem konzentriert. Der Kessel liefert eine saubere Dampfquelle für die erste Phase, der Dampf, der in der ersten Phase erzeugt wird, geht in die nächste Phase und führt dann mit den weiteren Schritten fort. Der in der letzten Phase erzeugte Dampf wird im Druckkondensator zu kondensiertem Wasser kondensiert und in den Kühlbehälter gesammelt. Das Kondenswasser in jeder Phase wird in den Kühlbehälter gesammelt und später als Kühlwasser verwendet.

Um Geräte wie Kessel und Kondensatoren zu schützen, darf das Kondensatwasser keinen Zucker oder Zuckersaft enthalten, um Produktverluste zu vermeiden und den Fabrikgewinn zu verringern. Daher ist eine schnelle und effektive Überwachung von Produktleckagen oder Betriebsfehlern sehr wichtig. Die frühzeitige Erkennung von Produktleckagen hilft dem Bediener, den Betrieb rechtzeitig zu stoppen, zu ändern oder zu verbessern, um Schäden an Geräten oder erhöhte Kosten zu vermeiden.

　　Lösung

Früher wurden Zuckerfabriken mit Methoden wie pH, Leitfähigkeit, Alkalität, Brix-Grad und HPLC-Analyse zur Erkennung von Produktleckagen eingesetzt. Zuckermoleküle werden unter normalen Umständen nicht ionisiert und haben einen neutralen pH-Wert, so dass die meisten oben genannten Methoden nicht zur Erkennung von Zuckerleckagen geeignet sind. Bei hohen Temperaturen und hohem Druck werden Zuckermoleküle zu zerstörerischen Verbindungen aufgebaut, die zu Ablagerungen, Korrosion und Skalierung führen können. Darüber hinaus verliert das Zuckermolekül seine ursprünglichen HPLC-Charakteristikspitzen, wenn es zerlegt wird. Dadurch benötigen die Fabriken eine schnelle, zuverlässige und genaue Methode zur Zuckerüberwachung.

Zucker ist ein Kohlenhydrat, der aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff besteht. Durch die Messung der TOC-Gesamtparameter und die genaue Quantifizierung aller organischen Verbindungen in der Lösung ist es einfach, Zucker zu erkennen. Der TOC-Analyzer arbeitet so, dass organische Moleküle in Kohlendioxid (CO2) oxidiert werden und das entfallende Kohlendioxid nachgewiesen werden. Die Zuckerfabrik Ingenio Pichichi kaufte den TOC-Laboranalysator Sievers* InnovOx (siehe Abbildung 1) zur Charakterisierung und Analyse des Systems. Dies hilft den Zuckerfabriken, die Kontrollgrenzen für Dampf, Kondensat und Kühlwasser festzulegen, wodurch sie ihren Produktionsprozess optimieren und ihren Gewinn steigern können. Die TOC sollte an folgenden Stellen überwacht werden:

• Eingang des ersten Kessels

• Kondensation in jeder Phase

· Eingang und Ausgang von Kühlbehältern

Der Sievers InnovOx Laboranalysator verfügt über SCWO (Super Critical Water Oxidation) und NDIR (Non-Dispersive Infrared) zur Überwachung von Kohlenstoffkonzentrationen im Bereich von 50 ppb (µg/L) bis 50.000 ppm (mg/L). Zuckerfabriken erwarten regelmäßige TOC-Werte im Bereich von etwa 200 bis 500 ppm, aber Kohlenstoffkonzentrationen erreichen einen TOC-Spitzenwert von 5.000 bis 20.000 ppm bei Betriebsstörungen oder Produktleckagen.

　　Schlussfolgerungen

Die TOC-Analyse ist eine einfache und genaue Methode zur Erkennung von Produktleckagen, die zu kostspieligen Anlagenschäden und Produktionsverlusten führen. Der kolumbianische Zuckerhersteller Ingenio Pichichi muss die Überwachung und Leistung seines Wassersystems verbessern. Die Verdunstungsphase des Zerkleinerungsprozesses, einschließlich der wiederholten Erwärmungs- und Kühlphase von ununterbrochenem Dampf und Kondenswasser, ist eine mehrfache Phase des Zuckerlecks. Die Zuckerfabrik von Ingenio Pichichi nutzt den TOC-Analyzer von Sievers InnovOx für die TOC-Überwachung der oben genannten Schlüsselphasen, um die Gewinnziele zu erreichen und gleichzeitig die Umwelt- und Betriebsziele zu erreichen.