Instalação de biotecnologia aumenta o rendimento do tanque de fermentação com tecnologia de sensores remotos eletrônicos

Cliente

Instalações agrícolas de enzimas - EUA

Aplicação

Medição de nível em recipiente de fermentação de enzimas

Características da aplicação

• Recipiente de 60 pés (18 m)
• Agitação do processo
• Ambiente estéril

Desafio

Uma instalação de biotecnologia, localizada no centro-oeste, estava enfrentando problemas recorrentes com um recipiente usado para a fermentação de enzimas. Em particular, o recipiente estava produzindo bateladas inconsistentes.

Esses problemas decorreram da incapacidade de obter uma medição de nível consistente no recipiente. Os erros de medição geralmente excediam de 3 a 5% do span com picos frequentes. Além disso, o tempo de resposta foi extremamente lento e abaixo do ideal para controle de nível. Os engenheiros da instalação optaram por usar uma solução baseada em pressão para medir o nível no tanque por causa dos agitadores no tanque que renovariam o processo em 3 a 5 minutos. Um transmissor de pressão diferencial, com selo diafragma remoto, foi instalado na parte inferior do recipiente. A tubulação de impulso com um repetidor pneumático foi instalada do topo do recipiente até o lado de baixa pressão do transmissor de pressão diferencial. Em última análise, o uso do repetidor mecânico em um recipiente tão alto foi a causa dos erros de de 3 a 5% na medição.

A falta de uma medição de nível consistente no recipiente continuou a ser uma fonte de frustração. Por causa disso, os engenheiros não conseguiram calcular o rendimento do fermentador. Os engenheiros também precisaram realizar verificações retroativas e proativas de todas as medições no processo, o que resultou em aumento nos custos operacionais. A medição de nível no fermentador nunca coincidiria com o resto das verificações. Em decorrência disso, foi difícil alcançar a consistência na qualidade e no rendimento das bateladas.

Solução

A instalação de biotecnologia atualizou a instalação existente no fermentador com um sistema de sensor remoto eletrônico 3051S. O sistema ERS 3051S consistia em dois sensores de pressão conectados digitalmente. A pressão diferencial foi calculada em um dos dois sensores e enviada de volta ao sistema de controle por meio de um sinal de 4-20 mA/HART. Essa arquitetura de PD digital permitiu a eliminação da tubulação de impulso e do repetidor mecânico, o que estava provando ser a causa de muitos dos problemas.

Os engenheiros foram capazes de instalar o sistema 3051S ERS com facilidade, da mesma forma que um transmissor de pressão tradicional. Após a implementação da medição, os engenheiros observaram uma melhoria significativa no tempo de resposta, conseguindo agora monitorar de forma precisa e rápida as variações no nível do recipiente que antes não eram detectadas. Além disso, os engenheiros estimam que a precisão da medição melhorou de 3 a 5% para menos de 0,5%. Por conseguir de medir o nível no recipiente de forma consistente, a instalação agora é capaz de produzir mais enzimas nos fermentadores. Um técnico de instrumentos da instalação afirmou: “esta aplicação costumava ser nossa maior dor de cabeça, mas agora o fermentador é usado como primeira opção, dependendo da qualidade do produto necessário.”