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Una refinería de azúcar aumenta su rentabilidad con el control avanzado de la cristalización del azúcar

Cristales de azúcar
Thailand
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Mediciones industriales
Mediciones de líquidos

​Una refinería de azúcar en Tailandia está obteniendo grandes beneficios a partir de la optimización de las templas de cristalización al vacío por lotes, la calidad del cristal y el rendimiento que ofrece el SeedMaster SM-3 de K-PATENTS® de Vaisala. La avanzada solución de control de procesos de la refinería fue suministrada y puesta en marcha por Contrologic.

El objetivo final del proyecto de automatización era reducir el uso de vapor y agua durante las templas del lote de cristalización y, al mismo tiempo, mejorar la calidad del azúcar al mantener la distribución del tamaño del cristal (CV) y la apertura media (MA) dentro de las especificaciones estrictas. Esto se logró con una estrategia de control completamente automatizada basada en el control de sobresaturación en tiempo real.

Por ejemplo, una comparación del rendimiento de producción, del consumo de energía y de la calidad del cristal antes y después de la implementación reveló que se usaron 7 m3 de agua durante una templa anterior, siendo los volúmenes del tacho de la refinería de 85 m3 (vea la imagen 1 a continuación).

Sugar pan in the refiner

Imagen 1. Tacho de azucar al vacío (85 m3).

Antes de la implementación, el agua se usaba para eliminar nuevos cristales finos no deseados. La introducción de esta solución de control de procesos no solo eliminó la necesidad de usar agua, sino que también redujo el consumo de vapor en aproximadamente un 25 % y aumentó el rendimiento en aproximadamente un 1 %.

 

Sugar pan feed valves in the refinery

Imagen 2: Válvulas de alimentación de jarabe.

¿Por qué el control basado en la sobresaturación?

La producción de azúcar de buena calidad depende del crecimiento de cristales, y la sobresaturación es la fuerza impulsora de este crecimiento. La velocidad de cristalización depende de esta función multivariable de varios parámetros. La sobresaturación se define como la proporción de azúcar en una solución al azúcar necesaria para saturar la solución a la misma temperatura.

La sobresaturación tiene un rango óptimo donde los cristales de azúcar crecen de manera uniforme y amplia, alcanzando el tamaño de cristal deseado. Fuera de este rango, los cristales dejarán de crecer e incluso podrían fundirse o comenzar a formar nuevos cristales espontáneamente, creando finos y conglomerados que deben reprocesarse. Este reprocesamiento es un problema importante ya que implica pérdida de tiempo y energía, aumenta los costos de producción, el consumo de agua y disminuye el rendimiento efectivo del azúcar producido.

Para crear un control basado en la sobresaturación que eliminaría estos desafíos, el tacho se equipó con un sistema SeedMaster SM-3 K-PATENTS® de Vaisala para proporcionar datos en tiempo real para el cálculo de la sobresaturación. El SeedMaster está diseñado específicamente para aplicaciones de cristalización de azúcar. El sistema consiste en un refractómetro de proceso y un dispositivo de monitoreo multiparamétrico que proporcionan los parámetros necesarios para la cristalización del azúcar y permite la implementación de una solución de control completamente automatizada.

 

Por qué los clientes eligen Vaisala SeedMaster

Calidad y consistencia mejorada del producto

La calidad del azúcar es alta y la calidad es constante de lote a lote. Con la optimización, la cantidad de sacarosa presente en la melaza final se reduce a la vez que se mejora el CV/MA.

Ahorros sustanciales gracias a la optimización del consumo de materias primas y vapor

Permite reducir el consumo de materias primas —lo que genera ahorros operativos—, pero el mayor ahorro proviene de la reducción del consumo de vapor. Antes de implementar una estrategia de control automatizado con SeedMaster, la refinería de azúcar tailandesa consumía 39,4 toneladas de vapor por templa; después de la implementación, el consumo de vapor se redujo a 29,5 toneladas por templa.   

También hay un efecto acumulativo, ya que cada paso en el proceso de producción de azúcar requiere agua. Las fábricas de azúcar generan el vapor utilizado para el procesamiento y venden el excedente como electricidad a la red. Controlar y optimizar el proceso de producción permitirá a las fábricas vender más energía a la red.

Menos reprocesamiento de cristales falsos

Cuando los cristales de azúcar tienen un tamaño constante, se reduce el tiempo y el costo asociados con el reprocesamiento de cristales falsos.

Menos tareas laborisosas

El SeedMaster SM-3 automatiza el control de la sobresaturación, lo que significa que el personal de producción ya no necesita dedicar tiempo al muestreo y a otras tareas manuales.

El control de procesos requiere lo siguiente:

  • Control de concentración mediante un refractómetro digital de proceso en línea
  • Control de presión absoluta
  • Control de nivel
  • Densímetro de microondas

 

Tres niveles de control para instrumentos y controladores PID

3 control levels for instruments and PID controllers

 

 

¿Desea saber más?

El control preciso del proceso brinda enormes ventajas a las refinerías que cristalizan el azúcar. Se puede utilizar una estrategia de control basada en la sobresaturación que utiliza refractómetros de proceso para optimizar la cristalización, lo cual incluye el rendimiento, la calidad y la eficiencia energética.

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