Sensores de conductividad | Anderson-Negele Worldwide

Sensores de conductividad

El cambio de fase automatizado es esencial en muchos procesos de producción y para controlar la concentración de limpiadores CIP. Tiempos de respuesta cortos de menos de 1,2 segundos, máxima precisión de medición y calidad del producto...

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El método rápido y seguro para la diferenciación de productos y el control CIP en lecherías, queserías, cervecerías y en la industria de bebidas y farmacéutica

En muchas aplicaciones de la industria alimentaria y de bebidas, sensores de conductividad para la medición de los productos y de los medios CIP son la técnica de análisis más adecuada para la detección higiénica en línea y la diferenciación de líquidos en el proceso. Otra aplicación esencial es el control de la concentración de los agentes de limpieza CIP y su dilución automática.﻿

¿Cómo puede un sensor de conductividad optimizar los procesos, garantizar la calidad del producto y ahorrar costes?

La eficacia superior del proceso se basa en tres características de rendimiento esenciales del sensor inductivo de conductividad ILM-4:﻿

El tiempo de respuesta extremadamente corto de 1,2 segundos para la diferenciación y transición de fase de productos o medios CIP en tiempo real.﻿
Precisión de medición, resolución y compensación de temperatura superiores para una calidad de limpieza verificable.﻿
Calidad superior del producto. La actual generación de ILM-4 se basa en la experiencia de una serie de modelos predecesores y ya ha demostrado su practicidad y durabilidad en miles de aplicaciones, incluso en las condiciones más duras. En la actualización más reciente, la interfaz de comunicación digital IO-Link se integró en una tecnología especial Flex-Hybrid.﻿

¿En qué aplicaciones ofrecen ventajas los sensores sanitarios de conductividad en línea?

El análisis en línea de medios basado en sus valores de conductividad permite un funcionamiento automatizado y de alta precisión en muchas aplicaciones. Se trata principalmente de la diferenciación de productos, la separación de fases, el control de procesos y el control de la concentración de agentes CIP.﻿

Para la diferenciación de productos y la transición de fases, es importante el tiempo de respuesta extremadamente rápido de 1,2 segundos. Esto permite identificar correctamente los productos en tiempo real y realizar el control del proceso sin pérdida de tiempo ni de producto.
Para el control de procesos y el control de la concentración de CIP, por otra parte, la alta precisión y resolución de medición con compensación simultánea de la temperatura desempeñan el papel más importante, ya que el valor especificado de la concentración de un detergente de limpieza como el ácido o la sosa cáustica debe mantenerse con extrema precisión para obtener un resultado de limpieza verificable.

Diferenciación de productos: la distinción de líquidos en un segundo garantiza el correcto procesamiento, almacenamiento o llenado de productos, como:

diferentes zumos de fruta y bebidas mezcladas con zumo
producto y agua, por ejemplo, al tirar cerveza, vino, leche o agua

Separación de fases: el análisis continuo de los medios permite controlar en tiempo real la etapa CIP en línea.

La separación de fases en tiempo real entre agua – cáustico – ácido – producto garantiza una transición de fases y una calidad de limpieza verificables, seguras, eficaces y que ahorran recursos.
Estos medios se pueden pasar o devolver a los tanques de apilamiento con la máxima pureza posible mediante una medición precisa y exacta de la conductividad. El uso múltiple de los medios de limpieza también garantiza la máxima rentabilidad y la protección del medio ambiente.

Control del proceso: mediante la medición continua del valor de conductividad, se puede detectar con gran precisión una desviación del valor real con respecto al valor objetivo especificado y señalizarla inmediatamente.

Si la conductividad y, por tanto, la concentración de un limpiador CIP desciende por debajo de un determinado valor de concentración especificado, la calidad de la limpieza se ve mermada.
Si el valor aumenta por encima de éste, se incurre en costes adicionales.
Durante el último ciclo de aclarado con agua, se puede controlar si aún quedan residuos de productos químicos de limpieza en el agua de aclarado﻿

Control de la concentración de los medios CIP: para obtener un resultado de limpieza óptimo y reproducible, es necesario ajustar cada agente de limpieza al valor especificado mediante una nueva dosificación con concentrado y agua fresca. Esto se garantiza mediante la medición de la conductividad con un sensor de alta precisión en una línea de proceso independiente.

¿Qué ventajas ofrece la medición de la conductividad en las distintas industrias?

Diferenciación de productos como zumos y otros líquidos de forma rápida y fiable, en función de su conductividad y su seguimiento en el proceso (separación de fases automatizada en tiempo real). Resultado: Máxima eficiencia de los recursos﻿
Diferenciación de los agentes CIP en el proceso CIP en tiempo real para descargarlos o devolverlos a los respectivos tanques de apilamiento (transición de fases automatizada). Resultado: Máxima eficiencia de limpieza
Supervisión de la concentración de las soluciones de limpieza CIP en el proceso CIP en curso, detección y señalización de cualquier desviación entre el valor nominal y el real. Resultado: Una calidad de limpieza verificable y controlada conforme a los requisitos de higiene.
Control y dilución de la concentración de sosa cáustica y ácido en el tanque de apilamiento hasta el valor especificado, por ejemplo, 1,5%. Si tras varios ciclos CIP el valor real se desvía del valor especificado, la concentración automática con el sensor de conductividad garantiza una limpieza correcta en todo momento. Resultado: Una calidad de limpieza verificable y controlada según los requisitos de higiene.﻿

¿Qué otras técnicas de medición puede sustituir un sensor de conductividad?

Diferenciar los productos no suele ser fácil en la práctica, pero puede marcar la diferencia en la calidad del producto final y la eficacia del proceso. El muestreo manual o el control a través de una mirilla siguen siendo opciones frecuentes para verificar el producto, por ejemplo, cuando se envasan zumos diferentes. Sin embargo, la experiencia demuestra que ambos métodos implican elevados costes de personal e incertidumbres en cuanto a la calidad de las muestras.

Otra opción habitual para determinadas aplicaciones, como la limpieza CIP, es la transición de fase controlada por tiempo. Sin embargo, se necesita un margen de seguridad de varios segundos para garantizar que ningún producto incorrecto o productos químicos de limpieza, como el ácido o la sosa cáustica, entren en los tanques de producto. Esto conlleva gastos adicionales en cada transición de fase, ya que se pierden muchos litros de producto o de agente de limpieza en las aguas residuales.

¿Cómo ahorra costes un sensor de conductividad?

﻿El medidor de conductividad ILM-4 de Anderson-Negele, que se integra directamente en el proceso, puede automatizar la transición de fase con un grado muy alto de precisión. Esto evita la pérdida de recursos debida a un cambio de medio incorrecto o tardío y ahorra dinero al evitar los costes de personal causados por el control visual o manual. En muchos casos prácticos, la inversión en un sensor de conductividad Anderson-Negele se ha amortizado en muy poco tiempo.

¿Qué es la conductividad?

La conductividad electrolítica de los líquidos es la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Se basa en el hecho de que, al disolverse sales, moléculas ácidas y cáusticas en el líquido, estas se dividen en iones positivos y negativos. Esta conductividad se mide en Siemens por metro (S/m) o, en gradaciones más finas, en miliSiemens por centímetro (mS/cm) o microSiemens por centímetro (μS/cm). Los distintos líquidos tienen valores de conductividad diferentes, por lo que pueden distinguirse con precisión unos de otros, aunque otras propiedades, como el color, la turbidez o el contenido de azúcar, no lo permitan.

¿Qué métodos de medición existen para medir la conductividad?

Para medir la conductividad de los líquidos existen básicamente dos métodos de medición: la medición de la conductividad por contacto y la medición de la conductividad por inducción.

¿Qué es la medición inductiva o por contacto de la conductividad?

Las sondas de conductividad tienen dos o cuatro electrodos en la punta del sensor que entran en contacto directo con el medio. Anderson-Negele no ofrece esta técnica de medición para aplicaciones en la industria alimentaria, ya que la precisión de la medición se ve afectada negativamente por los depósitos de sales, partículas de grasa o cristales de los productos que se acumulan en los electrodos expuestos.

El ILM-4 está diseñado específicamente para aplicaciones higiénicas y se basa en la medición inductiva de la conductividad, garantizando así una medición permanente y precisa en todas las aplicaciones y para todos los medios.

¿Qué es la medición inductiva de la conductividad?

En la punta del sensor hay dos bobinas eléctricas integradas. Circulando una corriente alterna por la bobina primaria (emisor), se genera un campo magnético alterno que induce una corriente en el medio. Este flujo de corriente en el medio genera a su vez un campo magnético que induce una tensión en la bobina secundaria del sensor (receptor). La corriente medida en la bobina secundaria es una medida de la conductividad del medio.

En el ILM-4, ambas bobinas están alojadas en la punta del sensor fabricada en PEEK sólido. El medio fluye a través de una abertura en la punta del sensor y se analiza allí sin contacto directo entre el electrodo y el medio, es decir, sin la influencia negativa de los depósitos. Además, en la punta del sensor hay integrado un sensor de temperatura Pt1000 que mide continuamente la temperatura del medio. Como la conductividad de los líquidos cambia significativamente con la temperatura, esta variación se compensa directamente en la electrónica. El ILM-4 emite dos valores medidos: uno de conductividad muy preciso y compensado por la temperatura, y otro de temperatura muy preciso. Esto permite utilizar un parámetro de proceso adicional sin tener que instalar un punto de medición de temperatura separado.

Las principales ventajas de esta técnica de medición son la sencilla integración del sensor en tuberías y recipientes y la favorable relación calidad-precio. Con una amplia gama de adaptaciones de proceso, el ILM-4 puede integrarse fácilmente en tuberías existentes a partir de DN40 para su reequipamiento, incluso después de su cumplimiento de las directrices de higiene internacionales reconocidas como 3-A y EHEDG.

¿Qué es la tecnología Flex-Hybrid con IO-Link y 4…20mA en paralelo?

En el control de procesos, si desea supervisar de forma fiable toda la tecnología de la planta con un gran número de puntos de medición, actuadores y elementos de control, la interfaz digital IO-Link ofrece ventajas significativas frente a la tecnología analógica.
ILM-4 combina lo mejor de ambos mundos con su tecnología Flex-Hybrid, que permite transmitir los datos desde el sensor a través de una interfaz digital o analógica, o en paralelo en ambas tecnologías. Esto supone una ventaja importante, especialmente en tiempos de cambio tecnológico de la actual generación de IoT analógica a digital. Si, por ejemplo, un sistema sigue controlándose actualmente en modo analógico, pero se está considerando una conversión a IO-Link, el cliente ya no tiene que tomar una decisión. En lugar de «o… o», Anderson-Negele dice «y». Simplemente conectando un nuevo cable, el sensor puede convertirse a digital en cualquier momento, sin necesidad de tocar el hardware ni los ajustes. De este modo, la instalación y la puesta en marcha se realizan con mucho menos tiempo y dinero. La transmisión de señales y la propia alimentación eléctrica se realizan con un cable estándar tripolar sin apantallamiento.

¿Qué significa HYGIENIC BY DESIGNTM para los sensores de conductividad?

Fiabilidad de proceso en cualquier situación de instalación: Nuestros sensores están desarrollados para un proceso sin problemas en su planta y son adecuados incluso para los entornos de proceso más difíciles. Por ejemplo, el diseño sin espacios muertos garantiza una limpieza CIP / SIP sanitaria en todo momento.﻿
Fiabilidad a largo plazo gracias a un diseño robusto: Nuestros sensores soportan esfuerzos mecánicos extremos, así como los entornos más exigentes, por ejemplo, mediante la resistencia CIP / SIP de hasta 150 °C / 300 °F o la clase de protección IP 69K.﻿
Máxima calidad gracias al acero inoxidable: Todos los componentes están fabricados en acero inoxidable 1.4308/1.4305 o PEEK macizo.﻿
Probado y certificado: Las directrices de la US 3-A (3-A Sanitary Standards Inc.), la EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) y la FDA (Food and Drug Administration) son el estándar con el que desarrollamos todos nuestros productos.﻿

¿Qué adaptaciones de proceso y opciones de instalación existen para los sensores de conductividad?

Dos longitudes de instalación para distintos diámetros de tubería y un gran número de adaptaciones de proceso diferentes garantizan la máxima flexibilidad en la instalación en plantas nuevas y la readaptación en procesos existentes. El ILM-4 compacto se puede integrar fácilmente en tuberías o contenedores mediante adaptaciones higiénicas de tornillo o abrazadera. También hay disponibles adaptadores para las conexiones de proceso existentes. También está disponible una versión remota que garantiza una adaptación óptima a las condiciones locales y técnicas.