Kalk und Zucker

Effektive Füllstandkontrolle im Kalkmilchmischbehälter

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Bei der Zuckerproduktion werden große Mengen Kalkmilch benötigt, um Verunreinigungen im Zuckerrübensaft zu binden. Um Kalkmilch zu erhalten, wird Brandkalk mit Wasser gemischt. Eine präzise und zuverlässige Füllstandmessung stellt eine kontinuierliche Produktion sicher. Zum Einsatz kommt bei British Sugar ein Vegapuls 64.

Als einziger Verarbeiter der britischen Zuckerrübenernte arbeitet British Sugar mit 3.500 Landwirten und Kunden zusammen, um ein Produkt höchster Qualität herzustellen. Das Unternehmen verarbeitet rund 8 Mio. t Zuckerrüben. Der Ertrag? Bis zu 1,4 Mio. t Zucker. Damit ist British Sugar führender Produzent auf dem britischen und irischen Lebensmittel- und Getränkemarkt.

Mit seinen technisch ausgereiften Herstellungsprozessen produziert British Sugar weit mehr als Zucker. Zu den wichtigen Nebenprodukten gehören die Erzeugung von Strom, Bioethanol, Futtermitteln und vieles mehr. Dank seines breiten Portfolios gehört das Unternehmen zu den effizientesten Zuckerverarbeitern weltweit. Die Zuckerrübenverarbeitung ist ein komplexer und anspruchsvoller Prozess. Um Produkte höchster Qualität herzustellen und den Effizienzvorsprung zu halten, sind kontinuierliche Innovationen und Prozessverbesserungen erforderlich.

Exakte Messung am Kalkmilchsilo

Ein kürzlich modernisierter Bereich am Produktionsstandort Newark ist die Produktion und Mischung von Kalkmilch. Dies ist ein wichtiger Grundstoff für den Einsatz in der Zuckerproduktion bei der Reinigung des Saftes aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr. Typischerweise werden 125 kg Kalkstein bei der Herstellung von 1 t Zucker verbraucht, was einen erheblichen Prozessaufwand bedeutet. Die Zuckerrüben werden in Scheiben geschnitten und durch einen Diffusor geleitet, um den Zuckersaft zu gewinnen. Aus Kalkstein gewonnener Kalk kommt in der nächsten Stufe des Produktionsprozesses zum Einsatz. Er wird in Kalkmilch umgewandelt und dient dazu, Verunreinigungen im Zuckerrübensaft zu binden und zu entfernen. Im Zuckerprozess ist eine hochwertige Kalk-Wasser-Mischung erforderlich, um eine effiziente und qualitativ hochwertige Zuckersaftreinigung sicherzustellen.

Kalk ist vielseitig. Er wird nicht nur zur Reinigung von Rohstoffen verwendet, sondern auch zur Säuberung und Neutralisierung von Abwasser. Die dabei resultierenden Nebenprodukte sind für die Landwirtschaft nützlich, da sie eine Mischung aus Kalk und organischen Rückständen enthalten, die häufig zur Bodenverbesserung wiederverwendet werden.

Die meisten zuckerverarbeitenden Betriebe verfügen über eigene Kalkbrennöfen und benötigen guten, hochreinen Kalkstein zum Brennen. Der „kalziumreiche“ Kalkstein wird in den Öfen bei einer Temperatur von 900 °C in Brandkalk umgewandelt. Um Kalkmilch zu erhalten, wird der Brandkalk mit Wasser gemischt. Eine präzise und zuverlässig Füllstandmessung stellt eine kontinuierliche Produktion sicher.

Ursprünglich kam ein Differenzdruckmessumformer mit einem modifizierten Gegendruck-Bubbler-System zum Einsatz. Die Wartung war jedoch sehr aufwendig und die Betriebskosten hoch. Der Einsatz von Druckluft, die durch Rohrverstopfungen beeinträchtigte Genauigkeit, Ablagerungen sowie Dichteschwankungen durch die Zugabe von Kalk in Wasser waren ausschlaggebend für die Probleme. Die exotherme Reaktion der Vermischung von Kalk und Wasser führte zu starker Kondensation im Tankinneren.

Der Prozess erfordert ein hohes Maß an Sicherheit, da Kalk gesundheitsschädlich ist und insbesondere Haut und Augen reizt. Überfüllungen und daraus resultierende Reinigungsarbeiten sind ärgerlich und zudem gefährlich. Daher ist jede Form der Füllstandkontrolle für eine zuverlässige Messung und Entlastung des Wartungspersonals für British Sugar besonders wichtig und man war bestrebt, eine neue Lösung für die Füllstandmessung zu finden.

Eine nicht ganz perfekte Position

So installierte das Unternehmen einen Vegapuls 64, einen Radarsensor von Vega, der mit der hohen Frequenz von 80 GHz arbeitet. Dieser misst den Füllstand zuverlässig und präzise, trotz der turbulenten Oberfläche. Auch die dampfende Umgebung mit starker Kondensation und die Kalkmilchlösung, die auf die Antenne spritzt und dort einen Belag bildet, beeinträchtigen eine zuverlässige Messung nicht. Die Oberfläche des Radarfüllstandmessgeräts ist aus Kunststoff oder hochwertigem Edelstahl gefertigt und das Antennensystem komplett PTFE-gekapselt. Der Sensor ist korrosionsbeständig und hat eine längere Lebensdauer in dieser stark alkalischen Umgebung.

Eine weitere Herausforderung war es, die ideale Einbaulage zu finden: Um Spritzer und Ablagerungen auf dem Sensor zu minimieren, sollte er ganz nah an der Behälterwand platziert werden. Keine ideale Position für einen berührungslos messenden Füllstandsensor, da die Nähe der Wand und Ablagerungen Leistung und Genauigkeit beeinträchtigen.

Mit der hohen Messfrequenz von 80 GHz und einem Abstrahlwinkel von nur 3° bei einem DN 80/3“-Flansch meistert der Sensor die Situation einwandfrei. Der fokussierte Signalstrahl geht an Einbauten an der Behälterwand einfach vorbei. Eine besonders hohe Empfindlichkeit von 120 dB und die punktgenaue Fokussierung ermöglichen es dem Sensor, jegliche Herausforderungen, wie eine Installation in der Nähe von Behälterkanten durch Ventile oder lange Stutzen oder starke Ablagerungen auf der Antenne, zu meistern.

Ein runder Prozess

British Sugar ist sehr zufrieden mit den Ergebnissen: Die Füllstandmessung ist zu jeder Zeit zuverlässig und die Qualität der Kalkmilch einwandfrei. Zudem profitiert das britische Unternehmen von einem erheblich reduzierten Wartungsaufwand der Messgeräte. Säuberungsaktionen in der Kalkmischanlage konnten auf ein Minimum reduziert werden. Das hochfrequente, berührungslose Messprinzip des Radarsensors Vegapuls 64 ermöglicht immer wieder neue Lösungen von schwierigen Aufgaben in der Füllstandmessung und erschließt ständig neue Anwendungsfelder.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: dei0419vega

Halle 4, Stand 514


Autor: Doug Anderson

Marketingleiter,

Vega Controls



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