Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Spolehlivé hladinoměry a převodníky tlaku pro potravinářský a farmaceutický průmysl

Společnost Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o., se specializuje na dodávky měřicí techniky pro průmyslové provozy, zejména techniky k měření polohy hladiny kapalin a sypkých látek, rozhraní mezi nemísícími se kapalinami a k měření tlaku. Společnost mimo jiné nabízí přístroje a systémy vyhovující specifickým požadavkům nejrůznějších odvětví průmyslu. Přístroje uživateli poskytují spolehlivé údaje o poloze hladiny měřeného produktu, tj. jeho množství, a tlaku bez ohledu na druh média. Společnost dodává měřicí techniku pro jakékoliv odvětví průmyslu včetně poskytnutí bezplatného technického poradenství, vypracování návrhu měřicího řetězce, zapůjčení snímačů a jejich vyzkoušení u zákazníka.

 
Článek je zaměřen na přístroje k měření polohy hladiny a tlaku v provozech s velkými požadavky na hygienu.
 

Monitorování tepelného výměníku snímači tlaku

V mlékárenství je používáno mnoho tepelných výměníků. Jsou důležitou součástí procesu ohřívání a ochlazování mléka. Bezpečnost provozu tepelných výměníků zajišťuje oddělení okruhů výroby mléčných produktů od okruhů ohřevu a chlazení. Pro dodržení této separace pracuje okruh výroby mléčných výrobků pod vyšším tlakem než okruh ohřevu a chlazení. Tímto se vyloučí riziko kontaminace produktů teplonosným médiem.
 
V dané úloze bylo třeba zajistit přetlak v deskovém výměníku pro ohřev a chlazení surového mléka. Teplonosným médiem je ledová voda a pára. Tlak ve výměníku je až 0,6 MPa, teplota +1 až +150 °C.
 
Okruhy deskového výměníku byly vybaveny dvěma snímači tlaku Vegabar 83. Jeden měří tlak v okruhu výroby mléka, druhý v okruhu ohřevu a chlazení. Tímto je zajištěno nezávislé měření tlaku v obou okruzích. V případě, že rozdíl tlaků mezi okruhy klesne pod 30 kPa, je přetlak v okruhu mléka zvýšen.
 
Mechanické připojení snímačů tlaku plně vyhovuje hygienickým požadavkům potravinářského průmyslu. Snímače tlaku odolávají procesům CIP a SIP a nevadí jim ani vlhké prostředí s kondenzující párou.
 
Měření rozdílu tlaků dvěma snímači s následným elektronickým vyhodnocením je výhodné zejména pro jednoduchou instalaci. Rovněž umožňuje měřit a místně zobrazit tlak v obou okruzích. To, že jsou v obou okruzích použity tytéž snímače, snižuje požadavky na zásobení náhradními díly.
 
Použity byly snímače Vegabar 83 (obr. 1). Tyto snímače jsou vybaveny měřicí buňkou Metec s kovovou membránou. Jsou určeny pro úlohy se zvláště velkým tlakem média, až 100 MPa. Pro agresivní média lze použít oddělovací membránu. K dispozici je i varianta s čelní membránou, vhodná pro abrazivní média.
 

Vestavěný snímač teploty

V praxi se často vyskytují úlohy, kde je třeba kromě tlaku měřit i teplotu. Ve snímačích řady Vegabar 80 s keramickou měřicí buňkou je vestavěn snímač teploty s přesností ±2 K. Snímač teploty byl vestavěn i ve starších snímačích Vegabar, ale nový snímač má lepší dynamické vlastnosti: zatímco dříve byl snímač vhodný nanejvýš k měření teploty ve skladovacích nádržích, kde se teplota mění jen pomalu, možnosti použití nového snímače teploty jsou mnohem širší.
 
Snímače Vegabar 80 spolehlivě měří tlak různých médií, a to od malých tlaků, 2,5 kPa, až po extrémní tlaky, do 100 MPa (snímače s kovovou membránou), při provozních teplotách od –20 do +400 °C. Provedení s čelní membránou je vhodné také pro abrazivní materiály. Doba odezvy snímačů Vegabar 80 je jen 80 ms. To umožňuje přesně měřit velmi rychlé změny tlaku. Tyto snímače mohou být osazeny několika druhy měřicích buněk a přizpůsobeny tak specifickým podmínkám měření. Novinkou je zvýšená odolnost proti teplotním šokům: dokonce ani rychlé změny teploty nemají vliv na přesnost měření.
 
Vzhledem k široké nabídce tlakoměrných membrán z nejrůznějších materiálů je možné snímače tlaku Vegabar použít téměř v jakémkoliv provozu: v potravinářském, farmaceutickém a chemickém průmyslu, ve vodohospodářství, v papírenském průmyslu, v elektrárnách, teplárnách atd.
 

Výroba páry v hygienických podmínkách

Procesy sterilizace párou se v průmyslu používají ke sterilizaci oděvů, komponent zařízení, filtrů, polotovarů atd.
 
V potravinářství, farmacii a biotechnologiích se používají generátory páry ve sterilních okruzích a ty vyvíjejí z procesní vody čistou páru vysoké kvality. Expanzní komora je ve tvaru kolony, přičemž výměník zahřívá a odpařuje vodu uvnitř. Přitom vzniká tzv. termosifonový jev, tj. samovolné proudění vody vlivem závislosti její hustoty na teplotě. To umožňuje jednoduše a efektivně řídit vyvíjení páry. Kolona je v principu zařízení pro skladování energie, protože vzhledem k zásobám horké vody zajišťuje nepřetržitou výrobu páry i v dobách energetických špiček.
 
Striktní hygienické požadavky na generátory čisté páry a parní autoklávy vyžadují jejich nepřetržitý provoz a z toho vyplývající spolehlivou detekci výšky hladiny procesní vody. Řešením je hladinoměr Vegaflex 83 (obr. 2). Reflektometrický (TDR) hladinoměr měří polohu hladiny v obtokovém stavoznaku. Musí odolávat velkému tlaku a teplotě až 100 °C. Analogový výstup úměrný výšce hladiny je v systému řízení převáděn na několik limitních úrovní – alarmů. Na rozdíl od plovákových a magnetických snímačů nevyžadují lanové a tyčové hladinoměry TDR žádné další doplňkové komponenty ani mechanické seřízení.
 
Po srovnání tohoto radarového hladinoměru s běžně používanými plovákovými má v popisované úloze tyto výhody:
  • měření nezávisí na tlaku a teplotě,
  • snáze splňuje hygienické požadavky,
  • měření je spolehlivější,
  • velmi snadno se nastavují limitní polohy hladiny.

Závěr

Představené hladinoměry a hladinové spínače nejrůznějších typů dodává společnost Level Instruments CZ – Level Expert. Jde pouze o krátký výčet ze sortimentu společnosti. Všechny dodávané přístroje vyhovují příslušným českým i evropským normám. Rychlá reakce na poptávku, velmi kvalitní zboží, nejmodernější technika, široký sortiment nabízených produktů, certifikovaný servis do 24 hodin po sedm dní v týdnu – to vše vede ke spokojenosti zákazníků.
 
Obr. 1. Snímač tlaku Vegabar 83
Obr. 2. Radarový hladinoměr Vegaflex 83 v obtokovém stavoznaku generátoru páry