高精度、高效率的CIP在线清洗

作者:Dipl. –Ing. (FH) Rei 发布时间:2011-03-07

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图1:电磁式电导率测试仪 CTI-750

无论是传统的管线和容器清洗工艺,还是最新的CIP在线循环清洗工艺,洗液的浓度测量都起着至关重要的作用,通过测量液体的电导率值,可以确定清洗液在流入和流出时的浓度,从而保证每个清洗流程的正常工作,达到一个高清洗的效率。更显著的优点体现在电磁式电导仪上,比如JUMO CTI-750型电导仪,由于感应线圈全部封闭在抗腐蚀高分子材料内部,所以不存在象传统的电流式电导仪那样的电极损耗和表面沉积,工作更稳定更精确,产品维护也更方便,每年只需做厂家建议的测量标定即可。

上图所示的是CTI-750电导率测试仪,它的主要功能是确定清洗循环系统中洗液的电导率值,进而换算出浓度值,以保证几个清洗流程的明确区分,最大可能地节约清洗液的用量。电磁式电导仪的测量范围可以从100uS/cm到最大几百个mS/cm, 测量结果可以被转变成数字信号继续传递给高端设备,如总线服务器或其他控制设备。由于极宽的测量范围,电导仪提供了不同量程之间的转换功能,用来提高每个测量范围段的精度。

考虑到测量介质的温度特性

电磁式电导仪将电导率及温度测量合成为一个测试单元,这种设计不仅节约了分体测量的空间,而且还是测试电导值所必须的,因为所有液体介质的电导率值都和当前温度值有关,电介质都有其温度值。如果温度值升高,介质电导率值也相应升高(温度系数的均值约为2.2%/K)。 温度每升高50度,电导率值就增加110%,即超过原值的一倍多,可见温度影响之大。为了系统和标准地表示各种介质的电导特性,必须定义一个参考温度,各种介质相关于此温度下的电导率值定义为标准值,如果温度不同,就需要进行温度补偿计算,即用温度补偿系数来计算出参考温度下的标准电导值。国际上承认的参考温度值为25℃。


图2:CIP在线清洗流程


图3:不同电解质溶液电导性和浓度的关系曲线(参考温度20℃)

在CIP在线清洗过程中,不同种类的清洗液在不同的温度下被输送到需要清洗的管线内,电导仪将被放置在一个经过精选出的位置(比如CIP 设备的回流口),以便确定清洗液是否达到过规定的最低浓度要求,以及不同清洗液流经管线的时间,来区分不同的清洗流程。在清洗流程的优化过程中,一个重要的因素是温度及电导率值测量的实时性,测量的滞后时间越短,所推算的浓度值越准确,各清洗流程的区分就越清晰,过程就越优化。所以设备所用电导仪性能的好坏,直接影响到清洗过程的优化和清洗成本的降低。

浓度值确定

在CIP设备中广泛使用了一定浓度配比的酸液或碱液作为管线清洗液,而原始出厂的酸碱液具有更高的浓度,这就需要加水稀释,以配置符合清洗浓度要求的酸碱液。图3表示了介质电导率值和浓度之间的关系曲线,由此可以确定电磁式电导率的测量。从图中的关系曲线可以看出,电导率和浓度之间并不是简单的线性关系,不同介质在不同浓度下具有各自的特性值,在清洗液的电导率测量过程中,如果不考虑这些特性值,就会产生测量误差,这些误差会直接影响清洗液的浓度确定,从而增加原料酸碱的用量,提高清洗成本。另外,洗液都是由强酸碱构成,如果浓度过高,会直接腐蚀被清洗的金属管线和设备;如果浓度过低,则达不到规定的清洗效果,从另一方面影响在线清洗的效率。

CTI-750的各项技术性能指标

JUMO CTI-750型电磁式电导仪不仅满足了各项基本的技术要求,相比同类产品还有一些独特的功能。CTI-750拥有极宽的测量范围,小可以至0 – 500 uS/cm,在测量高温介质时甚至可以达到0 – 2000 mS/cm的测量范围。CTI-750可以同时测定不同洗液的浓度(比如烧碱NaOH和硝酸HNO3), 借助程序设定功能,用户可以根据清洗液在不同时间段内的更换而预定4个不同的电导率测量范围及相应的温度校正系数,保证不同清洗流程中电导率值及温度测量的精确度。此外CTI-750还具备以下性能:

文字界面操作以及图形显示(语言种类可以更换)

两个可编程的模拟信号输出,可实现电导值/浓度和温度的输出,测量值可以传递给高端控制单元,用来实现更精确的清洗过程控制以及数据记录

两个继电器开关,用来辅助功能控制

高灵敏度的温度传感器

电导率传感器探头由高分子材料PEEK或PVDF制造,具有良好的抗高温抗腐蚀能力

介质接触部分的材料具有FDA认证

可选的SETUP程序,用户可借助PC机直接设定测量参数和实现数

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