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(hù)提供各種各樣的糖產(chǎn)品。糖廠(chǎng)重視環(huán)保和高效運(yùn)營(yíng),，追求高盈利,。糖廠(chǎng)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(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室收集數(shù)據(jù),，幫助糖廠(chǎng)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(chǎng)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。
圖1. Sievers® InnovOx實(shí)驗(yàn)室型
TOC分析儀用于泄漏檢測(cè)
解決方案
從前,，糖廠(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)購(gòu)買(mǎi)了Sievers® InnovOx實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀（見(jiàn)圖1），用來(lái)表征和分析系統(tǒng),。這幫助糖廠(chǎng)建立了蒸汽,、冷凝水、冷卻水的控制限,，從而幫助糖廠(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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),。
制糖廠(chǎng)中的TOC監(jiān)測(cè)點(diǎn)
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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