Thách thức

Hoạt động sản xuất chính của Ingenio Pichichi, một doanh nghiệp sản xuất đường ở Colombia, là chế biến mía, cung cấp một loạt các sản phẩm đường cho khách hàng trong và ngoài nước. Nhà máy đường coi trọng bảo vệ môi trường và hoạt động hiệu quả, theo đuổi lợi nhuận cao. Nhà máy đường chế biến khoảng 4.300 tấn mía mỗi ngày, sản xuất nhiều loại sản phẩm đường như sản phẩm mật ong, đường thô, đường trắng, đường nâu. Với sản lượng khổng lồ, điều quan trọng là tối ưu hóa sản xuất và ngăn chặn các sản phẩm đắt tiền rò rỉ vào quy trình sản xuất. Các phòng thí nghiệm tại chỗ của các nhà máy đường thu thập dữ liệu để giúp các nhà máy đường đưa ra các quyết định có thể cải thiện hiệu quả sản xuất và tiết kiệm chi phí.

Chế biến mía thành hàng hóa có thể bán được đòi hỏi phải tham gia vào một loạt các bước quy trình bao gồm nghiền, làm rõ, lọc, bay hơi, kết tinh, ly tâm. Trong giai đoạn bay hơi, nước ép đường cần được cô đặc với một hệ thống chưng cất đa giai đoạn. Nồi hơi cung cấp nguồn hơi sạch cho giai đoạn đầu và hơi nước được tạo ra từ giai đoạn đầu tiên chuyển sang giai đoạn tiếp theo, sau đó chuyển sang các bước khác. Hơi nước được tạo ra trong giai đoạn cuối cùng được thu thập vào bể làm mát sau khi ngưng tụ thành nước ngưng tụ bằng bình ngưng áp suất. Nước ngưng tụ từ mỗi giai đoạn được thu thập vào bể làm mát và sau đó được sử dụng làm nước làm mát.

Để bảo vệ các thiết bị như nồi hơi và bình ngưng, nước ngưng không được chứa đường hoặc nước đường để tránh mất sản phẩm và giảm lợi nhuận của nhà máy. Do đó, điều quan trọng là phải theo dõi rò rỉ sản phẩm hoặc hoạt động thất bại một cách nhanh chóng và hiệu quả. Phát hiện rò rỉ sản phẩm sớm có thể giúp người vận hành ngừng, thay đổi hoặc cải thiện hoạt động kịp thời, tránh làm hỏng thiết bị hoặc tăng chi phí.

　　giải pháp

Trước đây, các nhà máy đường sử dụng các phương pháp như pH, độ dẫn, độ kiềm, Brix Degree, phân tích HPLC để phát hiện rò rỉ sản phẩm. Trong môi trường bình thường, các phân tử đường không bị ion hóa và độ pH của chúng là trung tính, vì vậy hầu hết các phương pháp trên không phù hợp để phát hiện rò rỉ đường. Trong quá trình sản xuất nhiệt độ và áp suất cao, các phân tử đường bị phân hủy và trở thành các hợp chất phá hoại có khả năng gây ra sự lắng đọng, ăn mòn, quy mô. Ngoài ra, khi các phân tử đường bị phân hủy, đỉnh đặc trưng HPLC ban đầu bị mất. Điều này khiến các nhà máy cần một cách nhanh chóng, đáng tin cậy và chính xác để theo dõi đường.

Đường là hợp chất cacbon, hydro, oxy. Đường có thể dễ dàng được phát hiện bằng cách đo tổng tham số TOC và định lượng chính xác tất cả các hợp chất hữu cơ trong dung dịch. Máy phân tích TOC hoạt động bằng cách oxy hóa các phân tử hữu cơ thành carbon dioxide (CO2) và sau đó phát hiện carbon dioxide thoát ra. Nhà máy Đường Ingenio Pichichi đã mua máy phân tích TOC kiểu phòng thí nghiệm Sievers * InnovOx (xem Hình 1) để mô tả và phân tích hệ thống. Điều này giúp các nhà máy đường thiết lập giới hạn kiểm soát hơi nước, nước ngưng tụ, nước làm mát, từ đó giúp các nhà máy đường tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao lợi nhuận sản xuất. TOC nên được giám sát tại một số địa điểm sau:

· Đầu vào nồi hơi đầu tiên

· Nước ngưng tụ được tạo ra trong mỗi giai đoạn

· Đầu vào và đầu ra của bể làm mát

Máy phân tích kiểu phòng thí nghiệm Sievers InnovOx sử dụng công nghệ phát hiện oxy hóa nước siêu tới hạn (SCWO, Super Critical Water Oxidation) và hồng ngoại không phân tán (NDIR, Non-Dispersive Infrared) để theo dõi nồng độ carbon từ 50 ppb (µg/L) đến 50.000 ppm (mg/L). Giá trị TOC thông thường dự kiến cho các nhà máy đường nằm trong khoảng 200 đến 500 ppm, nhưng nếu xảy ra sự cố vận hành hoặc rò rỉ sản phẩm, nồng độ carbon sẽ đạt đỉnh TOC từ 5.000 đến 20.000 ppm.

　　kết luận

Phân tích TOC là một phương pháp phân tích đơn giản và chính xác để phát hiện sự cố rò rỉ sản phẩm dẫn đến hư hỏng thiết bị tốn kém và mất sản xuất. Ingenio Pichichi, một công ty sản xuất đường ở Colombia, cần cải thiện việc giám sát và vận hành hệ thống nước. Các giai đoạn bay hơi của quá trình nghiền, bao gồm các giai đoạn làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại của hơi nước và nước ngưng tụ, là các giai đoạn đa phát của rò rỉ đường. Nhà máy Đường Ingenio Pichichi sử dụng máy phân tích TOC kiểu phòng thí nghiệm Sievers InnovOx để giám sát TOC trong các giai đoạn quan trọng được mô tả ở trên, đạt được mục tiêu lợi nhuận đồng thời đạt được các mục tiêu bảo vệ môi trường và hoạt động.