Sensores de turbidez | Anderson-Negele Worldwide

Sensores de turbidez

El análisis en línea de los medios en función de su turbidez permite realizar procesos automatizados y de alta precisión en muchas aplicaciones. Entre ellas se encuentran la diferenciación de productos, el cambio de fase CIP, el control de procesos, la supervisión de la calidad...

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¿Cómo pueden ayudar los sensores de turbidez a optimizar los procesos y ahorrar costes?

En muchas aplicaciones de las industrias alimentarias y de bebidas, la medición de la turbidez es la técnica de análisis más adecuada para diferenciar líquidos en el proceso en línea. Con los turbidímetros higiénicos de la serie ITM, los procesos pueden supervisarse y controlarse en tiempo real con gran precisión. Los sensores higiénicos de turbidez en línea de Anderson-Negele ofrecen el principio de medición de turbidez adecuado para cada grado de turbidez: desde el rango de medición más bajo de 0…5 NTU (0…1 EBC) para medios ligeramente turbios hasta el rango de medición de 200…300 000 NTU para productos con turbidez media y alta. Dado que las partículas de grasa muestran el mismo comportamiento que las partículas sólidas u otras sustancias turbias a la hora de medir la turbidez, los productos lácteos, como la leche o la nata, también pueden analizarse con gran precisión. A continuación se muestran algunos ejemplos de valores de turbidez de diferentes medios y sus alteraciones al variar la concentración:﻿

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En comparación con el control de tiempo o la supervisión visual, o debido a tiempos de respuesta más cortos, el análisis en línea de la turbidez puede ahorrarle tiempo y, por tanto, recursos en cada transición de fase. En un caso real, nuestro cliente ahorra 65 segundos por transición de fase en comparación con el control de tiempo (estudio de caso abierto).

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¿Cuáles son las aplicaciones típicas de los sensores higiénicos de turbidez en línea?

El análisis en línea de medios basado en sus valores de turbidez permite automatizar y precisar mucho la aplicación en muchos procesos de producción y áreas de aplicación. Estos procesos abarcan principalmente la diferenciación de productos, la separación de fases, el control de procesos y la supervisión de la calidad.﻿

La diferenciación de productos mediante la diferenciación de líquidos permite garantizar, por ejemplo, el correcto procesamiento, almacenamiento o llenado de los productos:﻿

Leche con un contenido de grasa del 3,5% o del 1,5%, nata con un contenido de grasa del 10% o del 30%, o suero de leche﻿
Cerveza, mosto o agua﻿
Zumos de frutas diversos﻿
Producto o agua o limpiador﻿

Separación de fases: en combinación con la medición de la conductividad, es posible el control CIP en línea hasta el segundo:

La separación de fases en tiempo real entre agua – cáustico – ácido – producto garantiza una separación de fases verificable, segura, eficaz y que ahorra recursos y, por tanto, calidad de limpieza.﻿

Control del proceso: si el nivel de turbidez sube por encima o por debajo de un determinado valor preestablecido, se puede activar una corrección del proceso mediante una señal al PLC de control del proceso. Las aplicaciones típicas son:

el control del filtro, en el que la turbidez se mide continuamente después de un filtro﻿
el sistema de control del separador, en el que el residuo del filtro se expulsa automáticamente a un contenedor de residuos al alcanzar un valor de turbidez determinado
el proceso CIP, en el que se toma una decisión automática sobre la reutilización o la eliminación en el flujo de retorno CIP mediante el control del grado de contaminación

Control de calidad: Además, se puede controlar la concentración o el nivel de turbidez de determinados productos:

La nata, por ejemplo, puede optimizarse hasta la concentración deseada
En las fábricas de cerveza, el nivel de turbidez de la cerveza artesanal u otras cervezas sin filtrar o poco filtradas puede mantenerse dentro de un determinado rango objetivo para una calidad constante del producto.﻿
Los zumos y otras bebidas mezcladas también pueden mantenerse en un nivel de turbidez uniforme y deseado para garantizar a los clientes una experiencia de producto constante.﻿
El agua dulce y el agua potable pueden analizarse antes de mezclarse con el producto﻿

¿En qué industrias y aplicaciones tienen sentido los sensores higiénicos de turbidez?

En una gran variedad de procesos de producción y en sistemas CIP de lecherías, cervecerías, la industria de bebidas, la producción de vino, la producción de zumos y otras empresas alimentarias, los sensores de turbidez pueden medir líquidos según criterios cualitativos en tiempo real y de forma totalmente automática. Esto permite, entre otras cosas:

diferenciar productos y otros líquidos de forma instantánea y fiable y controlarlos en el proceso (separación de fases automatizada en tiempo real). Resultado: Máximo aprovechamiento de los recursos﻿
Supervisar continuamente el funcionamiento de los procesos, por ejemplo mediante la supervisión de filtros y separadores. Resultado: Evitar paradas de producción o daños en los equipos﻿
optimizar la calidad de los productos, por ejemplo, para que la turbidez de la cerveza artesanal o la concentración de la nata alcancen el valor especificado de la forma más eficiente. Resultado: Mayor calidad y precisión de los productos y evitación de desviaciones de la calidad﻿
controlar los medios de limpieza y también el agua de aclarado en el flujo de retorno CIP para su reutilización mediante el análisis de su grado de contaminación. Resultado: Máximo aprovechamiento múltiple y, por tanto, ahorro de costosos limpiadores CIP, así como reducción del consumo de agua y del volumen de aguas residuales﻿
supervisar el proceso de llenado de los productos garantizando que el fluido o producto correcto en su concentración correcta se llena en el envase. Resultado: Se evitan los productos llenados incorrectamente﻿
supervisar la integridad del circuito de refrigeración controlando continuamente el glicol para detectar la presencia de cuerpos extraños causados por la entrada de otros medios. Resultado: Señal de alarma antes de que se produzca un fallo en el circuito de refrigeración y, por tanto, prevención de daños graves﻿

¿Qué sensor de turbidez se adapta mejor a su aplicación?

¿Qué otros métodos pueden sustituirse por la medición de la turbidez?

En la práctica, el grado de turbidez no suele ser fácil de detectar, pero puede ser decisivo para la calidad del producto final y la eficacia del proceso. Los métodos de control que aún se utilizan con frecuencia son el muestreo manual y el control de la turbidez mediante una mirilla. Sin embargo, la experiencia demuestra que ambos métodos implican elevados costes de personal y una gran incertidumbre en cuanto a la calidad de las muestras.

Para determinadas aplicaciones, como la limpieza CIP, otra opción habitual es el cambio de fase controlado por tiempo. Sin embargo, hay que tener en cuenta un margen de seguridad de varios segundos para garantizar que no entre producto incorrecto o agentes de limpieza en los tanques de producto. Esto genera costes por cada cambio de fase, ya que muchos litros de valioso producto o agente de limpieza acaban en las aguas residuales.

Los turbidímetros Anderson-Negele de la serie ITM pueden automatizar este paso del proceso con una precisión de medición muy alta. De este modo, se evita la pérdida de recursos debida a descargas incorrectas o demasiado tardías, y los costes de personal correspondientes al control visual o manual, con el consiguiente ahorro de dinero. En muchos casos prácticos, la inversión en un sensor de turbidez Anderson-Negele se ha amortizado en muy poco tiempo.

¿Qué principios de medición existen para los sensores de turbidez?

Básicamente, los turbidímetros Anderson-Negele se clasifican según su principio de medición en sensores de turbidez relativa con método de luz retrodispersada y sensores de turbidez de cuatro haces con registro de los valores medidos de luz transmitida y luz dispersa. Ambos son métodos de medición en línea, es decir, analizan los líquidos en el proceso en marcha. Gracias a sus tiempos de respuesta extremadamente rápidos, inferiores a 1 segundo, es posible supervisar y controlar los procesos en tiempo real.

¿Qué es la medición de la turbidez relativa?

Las principales ventajas de este principio de medición por luz retrodispersada son la instalación en línea del sensor en el proceso y el precio asequible. Gracias a su amplia gama de adaptaciones al proceso, el ITM-51 también puede integrarse fácilmente en tuberías existentes a partir de DN25, cumpliendo con las directrices de higiene internacionales 3-A y EHEDG.

Desde un diodo situado en la punta del sensor, una fuente de luz LED emite luz infrarroja al medio a través de un sistema óptico de zafiro altamente resistente. Las partículas presentes en el medio reflejan la luz irradiada, que es detectada por el diodo receptor situado en la punta del sensor (método denominado de luz retrodispersada). La electrónica calcula la turbidez relativa del medio a partir de la señal recibida. Este método de medición es ideal para medir medios con una turbidez media a alta (entre 200 y 300 000 NTU).

¿Qué es la medición de la turbidez con cuatro haces?

En el ITM-4, la medición de la turbidez mediante el método de luz transmitida/luz difusa se realiza utilizando el método de luz alterna de cuatro haces, también con una fuente de luz LED. La principal ventaja de este principio de medición es su elevada sensibilidad. Con sus rangos de medición a partir de 0…5 NTU (0…1 EBC), se registran y emiten incluso los cambios en la turbidez más mínimos.

En el sensor de medición en forma de anillo hay dos transmisores y dos receptores de infrarrojos, cada uno desplazado 90°. Los transmisores se controlan alternativamente para determinar el valor de turbidez. Si el transmisor 1 está activo, el receptor 1 registra la luz transmitida y el receptor 2, la luz dispersa en 90°. Si el transmisor 2 está activo, ocurre lo contrario. A partir de los cuatro valores de medición de un ciclo de medición se obtiene un valor de turbidez exacto. Dado que para cada valor de medición de la luz dispersa de 90° también se dispone de un valor de medición de referencia de la luz transmitida, los factores perturbadores, como la suciedad de la óptica o el envejecimiento de los componentes, se compensan automáticamente. Las influencias perturbadoras debidas a la presencia esporádica de sólidos y burbujas de aire se suprimen mediante la evaluación de varios ciclos de medición y un filtro ajustable. El ITM-4 está integrado en un accesorio en forma de anillo que puede instalarse en tuberías de DN25 a DN100 o de DN1 a DN4 mediante un racor higiénico o una conexión de abrazadera.

Este método de medición también se utiliza para el ITM-4DW. En esta variante, el material del sensor está especialmente adaptado y homologado para aplicaciones de agua potable, pero es más económico que el ITM-4.

HYGIENIC BY DESIGN™: ¿Qué significa diseño higiénico para los sensores de turbidez?

Los sensores de turbidez de la serie ITM están diseñados según las normas internacionales para equipos de procesamiento de alimentos, como las de la organización 3-A, la asociación EHEDG y la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA). Esto incluye evitar los puntos muertos y facilitar la limpieza. Todo el sensor, incluidas las piezas húmedas y la carcasa, está fabricado con materiales de la máxima calidad.

Componentes en contacto con el medio: acero inoxidable 1.4404 (316L)﻿
Óptica: Zafiro﻿
Bloque óptico: PEEK (ITM-4) o PPSU (ITM-4DW)﻿

Gracias a su diseño extremadamente robusto y duradero, y al uso de una fuente de luz LED, los sensores pueden soportar incluso las mayores tensiones mecánicas, como vibraciones y picos de presión, que se producen repetidamente en muchas aplicaciones del mundo real, y garantizan la máxima precisión, durabilidad y facilidad de limpieza.

¿Qué adaptaciones o instalaciones de proceso son posibles para los sensores de turbidez?

Gracias a las diferentes adaptaciones del proceso, es posible garantizar una gran flexibilidad en lo que respecta a la instalación en plantas nuevas y la readaptación en procesos existentes. La ITM-51, que está enrasada frontalmente, puede integrarse fácilmente en el proceso mediante accesorios higiénicos de tornillo o abrazadera. También hay disponibles adaptadores para las conexiones a procesos existentes. También hay disponible una versión remota que garantiza una adaptación óptima a las limitaciones técnicas y del emplazamiento. Tanto el ITM-4 como el ITM-4DW están equipados con un sensor de medición en forma de anillo integrado en una carcasa. Este sensor puede integrarse fácilmente en tuberías de diversos diámetros nominales mediante conexiones higiénicas de tornillo o abrazadera.