威立雅Sievers分析儀
哥倫比亞制糖廠用總有機(jī)碳(TOC)分析法防止代價(jià)昂貴的產(chǎn)品泄漏
檢測(cè)樣品:冷凝水
檢測(cè)項(xiàng)目:TOC
方案概述:糖廠每天加工約4300噸甘蔗,,出產(chǎn)蜂蜜制品,、原糖、白糖,、紅糖等多種糖產(chǎn)品。由于產(chǎn)量巨大,,優(yōu)化生產(chǎn)并防止昂貴的產(chǎn)品泄漏到生產(chǎn)工藝之中就變得至關(guān)重要,。糖廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室收集數(shù)據(jù),幫助糖廠做出可提高生產(chǎn)效率和節(jié)省成本的決策,。
挑戰(zhàn)
哥倫比亞的制糖企業(yè)Ingenio Pichichi的主要生產(chǎn)活動(dòng)是加工甘蔗,,為國(guó)內(nèi)外客戶提供各種各樣的糖產(chǎn)品。糖廠重視環(huán)保和高效運(yùn)營(yíng),,追求高盈利,。糖廠每天加工約4300噸甘蔗,出產(chǎn)蜂蜜制品,、原糖,、白糖、紅糖等多種糖產(chǎn)品,。由于產(chǎn)量巨大,,優(yōu)化生產(chǎn)并防止昂貴的產(chǎn)品泄漏到生產(chǎn)工藝之中就變得至關(guān)重要。糖廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室收集數(shù)據(jù),,幫助糖廠做出可提高生產(chǎn)效率和節(jié)省成本的決策,。
將甘蔗加工成可出售的商品,需要涉及到一系列工藝步驟,,包括粉碎,、澄清、過(guò)濾,、蒸發(fā),、結(jié)晶、離心,。在蒸發(fā)階段,,需要用多級(jí)蒸餾系統(tǒng)來(lái)濃縮糖汁。鍋爐為第一階段供應(yīng)清潔蒸汽源,,第一階段產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入下一階段,,然后繼續(xù)進(jìn)行其他步驟。最后階段產(chǎn)生的蒸汽被壓力冷凝器冷凝成冷凝水后,,被收集到冷卻罐中,。每個(gè)階段的冷凝水都會(huì)被收集到冷卻罐中,以后用作冷卻水,。
為了保護(hù)鍋爐和冷凝器等設(shè)備,,冷凝水不可含有糖或糖汁,,以免造成產(chǎn)品損失、降低工廠利潤(rùn),。因此,,快速有效地監(jiān)控產(chǎn)品泄漏或運(yùn)行故障就變得非常重要。及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品泄漏,,能夠幫助操作員及時(shí)停止,、改變、或改進(jìn)操作,,避免損壞設(shè)備或增加成本,。
解決方案
從前,糖廠是用pH值,、電導(dǎo)率,、堿度、白利糖度(Brix Degree),、HPLC分析等方法來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品泄漏,。在正常環(huán)境下,糖分子不會(huì)電離,,其pH值為中性,,因此上述大多數(shù)方法都不適用于檢測(cè)糖泄漏。在高溫高壓的生產(chǎn)過(guò)程中,,糖分子會(huì)分解,,成為能夠?qū)е鲁练e、腐蝕,、結(jié)垢的破壞性化合物,。此外,當(dāng)糖分子分解時(shí),,會(huì)失去原有的HPLC特征峰,。這就使得工廠需要一種快速、可靠,、準(zhǔn)確的方法來(lái)監(jiān)測(cè)糖,。
糖是由碳、氫,、氧組成的碳水化合物,。通過(guò)測(cè)量TOC總參數(shù),精確量化溶液中的所有有機(jī)化合物,,就能很容易檢測(cè)出糖,。TOC分析儀的工作原理是,,將有機(jī)分子氧化成二氧化碳(CO2),,然后檢測(cè)逸出的二氧化碳,。Ingenio Pichichi糖廠購(gòu)買了Sievers*InnovOx實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀(見圖1),用來(lái)表征和分析系統(tǒng),。這幫助糖廠建立了蒸汽、冷凝水,、冷卻水的控制限,,從而幫助糖廠優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)利潤(rùn),。應(yīng)當(dāng)在以下幾個(gè)地點(diǎn)監(jiān)測(cè)TOC:
·第一臺(tái)鍋爐的進(jìn)水
·每個(gè)階段產(chǎn)生的冷凝水
·冷卻罐的進(jìn)水和出水
Sievers InnovOx實(shí)驗(yàn)室型分析儀采用超臨界水氧化(SCWO,,Super Critical Water Oxidation)和非色散紅外(NDIR,Non-Dispersive Infrared)檢測(cè)技術(shù),,能夠監(jiān)測(cè)50 ppb(µg/L)至50,000 ppm(mg/L)碳濃度范圍,。糖廠預(yù)期的常規(guī)TOC值大概在200至500 ppm范圍內(nèi),但如果發(fā)生運(yùn)行故障或產(chǎn)品泄漏,,碳濃度會(huì)達(dá)到5,000至20,000 ppm TOC峰值,。
結(jié)論
TOC分析是簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的分析方法,能夠檢測(cè)出導(dǎo)致代價(jià)昂貴的設(shè)備損壞和生產(chǎn)損失的產(chǎn)品泄漏事件,。哥倫比亞的制糖企業(yè)Ingenio Pichichi需要改進(jìn)水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和性能,。粉碎過(guò)程的蒸發(fā)階段,包括不間斷的蒸汽和冷凝水的反復(fù)加熱和冷卻階段,,是糖泄漏的多發(fā)階段,。Ingenio Pichichi糖廠使用Sievers InnovOx實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀對(duì)上述關(guān)鍵階段進(jìn)行TOC監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)目標(biāo),,同時(shí)達(dá)到了環(huán)保和運(yùn)營(yíng)目標(biāo),。
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