Une installation de biotechnologie augmente la capacité de sa cuve de fermentation en utilisant la technologie des capteurs électroniques à distance

Client

Installation d’enzymes agricoles - États-Unis

Application

Mesure du niveau sur une cuve de fermentation des enzymes

Caractéristiques des applications

• Cuve de 60 pi (18 m)
• Agitation du procédé
• Environnement stérile

Problème

Une installation de biotechnologie située dans le Midwest rencontrait des problèmes récurrents avec une cuve utilisée pour la fermentation d’enzymes. Plus précisément, la cuve produisait des lots incohérents.

Ces problèmes étaient dus à l’impossibilité d’obtenir une mesure de niveau reproductible sur la cuve. Les erreurs de mesure dépassaient souvent 3 à 5 % de l’étendue d’échelle, avec des pointes fréquentes. En outre, le temps de réponse était extrêmement lent et n’était pas optimal pour le contrôle du niveau. Les ingénieurs de l’installation avaient choisi d’utiliser une solution basée sur la pression pour mesurer le niveau dans la cuve en raison de la présence d’agitateurs dans le réservoir qui auraient fait passer le procédé en 3 à 5 minutes. Un transmetteur de pression différentielle avec un séparateur à distance a été installé sur le fond de la cuve. Une ligne d’impulsion avec un répétiteur pneumatique va du haut de la cuve au côté basse pression du transmetteur de pression différentielle. En fin de compte, c’est l’utilisation du répétiteur mécanique sur une cuve aussi haute qui est à l’origine des erreurs de mesure de 3 à 5 %.

L’absence d’une mesure de niveau reproductible dans la cuve est restée une source de frustration. Pour cette raison, les ingénieurs n’ont pas pu calculer le rendement du fermenteur. Les ingénieurs devaient également vérifier à l’avance et à posteriori toutes les mesures du procédé, ce qui entraînait une augmentation des coûts d’exploitation. La mesure du niveau dans le fermenteur ne correspondrait jamais aux autres vérifications. Pour cette raison, il était difficile d’obtenir une qualité et un rendement constants des lots.

Solution

L’installation de biotechnologie a remplacé l’installation existante sur le fermenteur par un système de transmetteur de pression 3051S avec séparateurs électroniques Le système ERS 3051S se compose de deux capteurs de pression reliés numériquement. La pression différentielle a été calculée dans l’un des deux capteurs et renvoyée au système de contrôle-commande via un signal 4-20 mA/HART. Cette architecture numérique DP a permis d’éliminer la ligne d’impulsion et le répétiteur mécanique qui s’avéraient être la cause de nombreux problèmes.

Les ingénieurs ont pu facilement installer le système 3051S ERS de la même manière qu’un transmetteur de pression traditionnel. Une fois la mesure opérationnelle, les ingénieurs ont constaté une amélioration considérable du temps de réponse, et ils ont pu suivre avec précision et rapidité les changements de niveau du réservoir qui passaient inaperçus auparavant. En outre, les ingénieurs estiment que la précision de la mesure s’est améliorée, passant de 3 à 5 % à moins de 0,5 %. En mesurant régulièrement le niveau dans la cuve, l’installation est désormais en mesure de produire davantage d’enzymes dans les fermenteurs. Un technicien en instrumentation de l’établissement a déclaré : « Cette application était notre cauchemar principal, mais désormais, le bioréacteur est utilisé en premier en fonction de la qualité de produit requise. »