Desaireacin TECNOLOGAWHITE MARTINS

MANUAL DE FUNCIONAMIENTOInstalaciones y demostracin

Gestin de la I + DAplicaciones de CO2

CONTENIDO

1.INTRODUCCIN 32.Los procesos convencionales Sangrado 52.1 Procesos Clave 52.2 Sistema con bomba de vaco 62.3 Los sistemas con bombas de vaco y CO2 82.4 Sistemas con burbujeo de CO2 9Sangrado 3.Processo de White Martins 113.1 Evaluacin del proceso.123.1.1 Beneficios para el embotellado.143.1.2 Procedimiento de Estabilidad.173.1.3 Proceso Fiabilidad 183.2 Aplicacin de la Tecnologa de Praxair de sangrado.193.2.1 Procedimiento de instalacin 19A.CO2 del panel de control 19B.El dispositivo de inyeccin 213.2.2 Criterios de instalacin con tecnologa WM 22A.Los sistemas mixtos y de vaco 22B.Burbujeante Sistema CO2 253.2.3 Procedimientos de puesta en marcha 263.2.4 Finalizacin de la ejecucin 273.2.5 Precauciones que deben Tomarse 285.Realizar 28Anexo 29A.Indicadores de Desempeo Estadstico de Procesos 29B.Proceso de ndices de capacidad 30B.1 Potencial Proceso ndice de Capacidad - CPI 30B.2 ndice de Capacidad demostrada de procesos - Cpk 31B.3 Cmo Relacionar Cpi y Cpk - Interpretacin de los indicadores 31B.3.1 Situacin Ideal 3132B.3.2 Interferencia xito 32B.3.3 centralizacin xito en la precisin y error 33B.3.4 Precisin recuper y precisin / centralizacin arruin 34B.3.5 Se mantiene la precisin y la exactitud / centralizacin se recuperaron parcialmente 34B.3.6 corto 35

1.INTRODUCCIN

La etapa de desaireacin es el proceso ms importante en la fabricacin de suave, sin embargo, la mayora de los embotelladores no tienen en la debida consideracin a la misma.Los niveles de O2disuelto influyen fuertemente en la calidad del producto y la eficiencia de una lnea de produccin.

En cuanto a la calidad del agua, la etapa de desaireacin es responsable de la eliminacin de la mayor parte del oxgeno disuelto, porque el oxgeno es altamente oxidante y por lo tanto cambia las propiedades organolpticas del producto.

La eficiencia de desaireacin tambin es decisivo en la formacin de espuma.El nivel2anterior disuelto en 2 ppm puede causar problemas de formacin de espuma en los envases.Para los productos con una tendencia a la formacin de espuma (dieta, luz, uva, etc.) El nivel de O2disuelto que interfiere con el relleno que es an ms baja, alrededor de 1,5 ppm.

Con el aumento de la formacin de espuma se produce una cada de la productividad debido al aumento de las colas de lnea por el nivel de llenado bajo (no paquetes totalmente llenos), o la necesidad de reducir la velocidad de relleno para reducir la tasa de rechazo.

La tecnologa de Praxair desaireacin, desarrollado en el Centro de Tecnologa de ro, permite la eliminacin de 90% de oxgeno disuelto en el agua de proceso.Esta tecnologa utiliza slo un gas portador (CO2y los productos de N-carbonatadas adosno carbonatadas) aadido al proceso mediante un dispositivo de disolucin de gas desarrollado y patentado con el "know-how" grupo de aplicaciones de CO2de Blanco Martins.

La tecnologa desarrollada por White Martins tiene la gran ventaja de lafiabilidaddel proceso yla calidadse combinaron para unbajo costo..Lafiabilidaddel proceso se puede resumir en la necesidad de mantenimiento, lo cual es muy cercano a cero.El factor principal que se logra debido a que el proceso no utiliza una bomba de vaco.Esto evita la necesidad de sustitucin peridica de los rodamientos, obturaciones y reparaciones del motor elctrico.Con esto, una lnea que utiliza la tecnologa de Bleeding White Martins difcilmente detener o reducir su eficacia espera un mantenimiento sbita por rotura o mal funcionamiento de la bomba de vaco.

LaCalidades sin duda uno de los factores clave en el xito de esta tecnologa, es posible eliminar alrededor de 90% de O total de2disuelto en el agua de proceso, mientras que en el vaco convencional, la eliminacin es entre 75 a 80%.Por otra parte, se observa la mejora de los ndices de capacidad de proceso (IPC y Cpk) que se pueden ver con ms detalle en el punto3.1.Proceso de evaluacin.El apndice contiene una explicacin del mtodo estadstico de anlisis del desempeo de la lnea en trminos de IPC y Cpk.

Elcostedel proceso es relativamente baja.Se inyectan aproximadamente 0,7 volmenes de CO2/ m3de consumo producida (1,29 kg / m3).Sin embargo, como parte del CO2quedar disuelto (0,53 vol - 75%), ir a la etapa de carbonatacin, el consumo real de CO2en la purga es 0,17 volmenes de CO2(0,32 kg / m3beber).Debido a esto, el consumo real de CO2es de alrededor de 25% del volumen aadido hasta una eficiencia de desaireacin alrededor de 92%.

Otro beneficio derivado de la utilizacin de Praxair Tecnologa desaireacin es que el carbonatador recibir una bebida con una pequea, por lo tanto, una presin de trabajo inferior y desaireada antes de la carbonatacin (aproximadamente 0,3 kgf / cm2menos) para lograr carbonatacin de la especificacin del producto.Con la mejora de desaireacin, tambin se logra una mejor estabilidad en la carbonatacin de bebidas ya que no hay presencia de aire disuelto.Como puede verse en la Figura 1.Un menor competitividad entre los gases disueltos en el producto lleva a la reduccin de la formacin de espuma y la reduccin de hasta un 50% de la tasa de nivel irregular de los productos de desecho propensas a la formacin de espuma.

Figura 1.Comparacin de la carbonatacin en una produccin de luz Cola.Proceso de vaco (izquierda) y el proceso de Praxair (derecha).

2.Los procesos convencionales de desaireacin

1.1 2.1 Procesos Clave

La industria de las bebidas usa principalmente tres tipos de desaireadores.El encuentra ms comnmente usando una bomba de vaco burbujeo de CO2;Este sistema est presente en el equipo de KHS.Otro tipo utiliza solamente el burbujeo de CO2,y con frecuencia se encuentra en mayor Mojonnier equipos como los de tipo1.

Por ltimo, el nico sistema de vaco.Adems, los sistemas trmicos se pueden encontrar (utilizado en fbricas de cerveza) y H2.La figura 2 muestra en detalle la operacin de los KHS "Paramix".En este dispositivo es posible observar el proceso de recirculacin de agua en una atmsfera de presin manomtrica negativa de aproximadamente -0,8 bar y tambin el tanque de carbonatacin.

Figura 2.Desgasificacin al vaco del sistema y KHS carbonatacin.

2.1 2.2 Sistema con bomba de vaco

Los sistemas que utilizan slo bomba de vaco funciona mediante el bombeo de agua que entra en contacto con un ambiente negativo de aproximadamente -0,8 bar, en la forma de "spray".Esta eficiencia de desaireacin se ha incrementado con el aumento de tiempo de retencin en el tanque de desaireacin.En este proceso, la eficiencia de eliminacin en el nivel de aire disuelto es de alrededor de 65 -75%.Tiene, sin embargo, las tasas muy variables de eliminacin de aire disuelto debido a los cambios en la velocidad de la lnea, lo que conduce al aumento o disminucin en el tiempo de retencin (contacto) con la atmsfera de agua bajo presin negativa (vaco).

Este proceso introduce otros factores que reducen su fiabilidad.Cuando no se realiza el mantenimiento peridico necesario, la probabilidad aumenta la velocidad de eliminacin de la caries aire disuelto (prdida de eficiencia de la bomba) y no ser percibido inmediatamente.Esto puede conducir a un aumento en los problemas de llenado (formacin de espuma de residuos, la prdida de producto) o incluso la aparicin de la rotura repentina de la bomba de vaco, causando indeseables o detiene la necesidad de una reduccin drstica de la velocidad de llenado, reduciendo la eficiencia global la lnea.

Adems de los problemas de mantenimiento de la variabilidad, hay otro inconveniente de que la bomba de vaco sello de agua (sello lubricante).Debido a la necesidad de lubricacin constante, el sistema consume alrededor de 2,5 m3/ h de agua tratada (agua de proceso), luz (alrededor de 3,5 KW / h bomba de 4,0 hp).El mayor costo de esta agua se relaciona con el mismo tratamiento en la EDAR y el tipo que normalmente se paga a la empresa Saneamiento Regin, a pesar de que la empresa no pag por el agua consumida, ya que las empresas que cuentan con pozos o la captacin de agua ros.La Figura 3 muestra un sistema que utiliza la bomba de vaco para el agua de proceso sangrado.Figura 4 muestra en detalle la descarga de agua.

Bomba de vaco

Figura 3.Vista trasera de un sistema que utiliza la bomba de vacoel sangrado (KHS).

FSensor de flujo

igura 4.Descarte la bomba de agua de sellado al vaco.

Adems de los honorarios pagados a las empresas de agua y aguas residuales, hay costos relacionados con el tratamiento del sello de agua.

3.1 2.3 Los sistemas con bombas de vaco y CO2

Sistemas que usan una bomba de vaco y burbujeo con CO2presente buena eficiencia de eliminacin (aproximadamente 90%).En estos sistemas, sin embargo, la prdida de CO2es alta debido al hecho de que casi todo el CO2se burbujea fuera del sistema a travs de la bomba de vaco.En estos dispositivos de la operacin es similar a los sistemas que utilizan slo una bomba de vaco.Por lo tanto presentar los mismos problemas relacionados con la fiabilidad del proceso y los costes relacionados con el funcionamiento de la bomba de vaco.La ventaja aqu es que el proceso no tiene que ser detenido por completo cuando la rotura de la bomba de vaco, que puede ser utilizado con burbujeo de CO2como una eficiencia de eliminacin temporal con el oxgeno reducida (65-75% .)Lo que a menudo se produce en este proceso es que debido a la alta prdida de CO2, de trabajo con muchos embotelladores burbujeo de flujo por debajo de la prescrita para buenas de purga de aire, o incluso cerrar completamente este burbujeante que conduce a una reduccin considerable en la eficiencia La evacuacin del aire disuelto.La figura 5 muestra el diagrama de flujo del sistema.

Figura 5.El funcionamiento de un vaco y burbujeo con CO2.

Este sistema, aunque tiene una eficacia ptima de eliminar el aire disuelto tiene el costo total ms alto de desaireacin.Esto es debido a la suma de los costos de operacin de la bomba de vaco y la ingesta de CO2.

4.1 Los sistemas con 2.4 burbujeante de CO2

En el proceso de desaireacin el burbujeo de CO2, el agua de proceso entra en el depsito de desaireacin como un "aerosol" en una atmsfera de CO2.En este tanque hay una bomba de recirculacin responsable de aumentar el rea de contacto de esta agua con la atmsfera de CO2.Se produce tambin una inyeccin directa (burbujeo) de CO2en el agua almacenada en el tanque de purga.La figura 6 muestra el diagrama de flujo de un sistema que utiliza la desaireacin burbujeo de CO2(Mojonnier).

La Figura 6.El funcionamiento de un sistema con burbujeo de CO2.

El proceso de burbujeo de CO2presenta grandes prdidas de CO2y la baja eficiencia en la eliminacin de aire disuelto (60 - 75%).Esta eficiencia se puede aumentar con el aumento en el consumo de CO2.Tpicamente, este tipo de sistema de desaireacin se encuentra en equipos antiguos (Mojonnier y Hosten Karpent).Estos dispositivos son tpicamente ms fresco de tipo Carbo y, por lo tanto, la desaireacin se produce en temperaturas ms fras (aproximadamente 15-20 C) lo que disminuye la eficacia de la eliminacin de aire disuelto.En la figura 7, se puede verificar un Mojonnier dispositivo.

Figura 7.Equipo Mojonnier - Bleeding burbujeo de CO2.

3. Proceso Bleeding White Martins

El Praxair ha desarrollado una tecnologa fcilmente adaptable a todos los procesos de carbonatacin existentes.

Esta tecnologa utiliza un aparato para la disolucin de gas con un gas portador (CO2o N2).Las diferencias entre el proceso desarrollado por White Martins y otros procesos estn relacionados con el coste, la fiabilidad y la calidad.La figura 8 muestra las posibles opciones de las instalaciones del sistema WM.

Figura 8.Opciones de instalacin del sistema WM desaireacin.

5.1 3.1 Evaluacin del proceso.

Durante las pruebas en una lnea tpica de un embotellador importante, el sistema WM dio lugar a valores de O2disuelto mucho mejor que el sistema convencional usando slo vaco (Paramix / KHS).Este sistema fue elegido porque es el ms comnmente encontrado, especialmente en las grandes plantas de embotellamiento de refrescos.

Para la evaluacin del proceso se llev a cabo el seguimiento de los niveles de O2y CO2disueltos en desaireacin y antes de la entrada del producto en el material de relleno.

En el anlisis de la eficiencia del proceso, la desaireacin realiza con la WM presenta los valores medios de 0,7 ppm (700 ppb), como en el sistema convencional, el promedio fue de 1,7 ppm, que es capaz de reducir el nivel de O2disuelto en 60%.Sin embargo, para demostrar la mejor estabilidad de la Cpk proceso de anlisis se realizaron con el fin de comprobar la variabilidad de los dos procesos.La Figura 9 demuestra la mejor eficiencia de desaireacin WM producto con un rendimiento de pegamento, que se analizaron los niveles de O2disueltos en el desaireador.

La Figura 9.Histogramas que comparan el proceso y WM vaco (Vacuum izquierda / derecha WM - Anlisis del punto de Desaireador).

En los grficos anteriores se puede ver en las figuras ndice Cpk (demostrado capacidad de proceso), que el sistema de purga con el WM ms all del valor presente de2disuelto promedio de 0,51 ppm (1,48 ppm estndar) mostr CPK tambin ms alto.Tambin se analiz en un punto de muestreo antes se comprob la carga una y otra vez el mejor rendimiento y la estabilidad del sistema WM.La Figura 10 muestra la evaluacin del proceso antes de que el relleno en la produccin de producto de cola.

La Figura 10.Histogramas que comparan el proceso y vaco WM (WM izquierda / derecha Vaco - anlisis de punto antes de la carga).

1. 3.1.1 Beneficios para el embotellado.

Adems de los beneficios de la calidad que ya se han explicado en los apartados anteriores se verific una reduccin de las tasas de chatarra para los productos con problemas de espuma (la luz y de la uva) de hasta 53%.

Con respecto a la productividad, no fue posible ver alguna mejora, debido a problemas mecnicos que limitan la velocidad de la carga.

Sin embargo, se cree que es posible aumentar la velocidad de lnea de las que operan con velocidad reducida debido a la formacin de espuma problemas en los envases.

La gran ventaja de la tecnologa WM sin duda es la eliminacin del sistema de vaco, la necesidad de tener el sello de agua constante, y porque tiene un alto costo fijo independiente de la eficiencia de la produccin.Esto se traduce en la necesidad de la operacin continua de la bomba de vaco.

El proceso de costo variable WM muestra de acuerdo con la eficiencia de la produccin.Como la inyeccin de CO2depende de la bomba de mezcla o el nivel de carbonatacin en el producto en el tiempo en que, por la razn que sea, la disminucin de velocidad, el costo de operacin del proceso se reducir.

En la Tabla 1 se muestra como sera el costo de la operacin con un valor nominal de la lnea de produccin 2500 Cx / h 600 ml PET (18 m3/ h) de acuerdo con la eficiencia de la lnea y la disminucin de los costes de los residuos por nivel hacia abajo sobre los productos con problemas de alta formacin de espuma.

Tabla 1.Comparacin entre el proceso y WM Vaco

La Tabla 1 muestra dos anlisis.El primero contiene slo la diferencia en el costo directo del proceso.En esta situacin, resulta que con el costo del sistema WM vara con la eficiencia de la lnea, este hecho no se produce con el proceso convencional.

En la segunda forma de anlisis el beneficio de la reduccin de los productos de desecho con problemas de alta formacin de espuma se diluye en la produccin total.A medida que el nivel medio de rechazo de nivel por debajo de la lnea de productos con una alta formacin de espuma fue 0.326% y despus de usar el sistema WM empez a 0,153% (53% de reduccin), el promedio general fue de 0.26% (vaco) a 0,23% (WM).La figura 11 muestra la relacin entre costes y eficacia, como se muestra en la Tabla 1.

La Figura 11.Comparar los costos grficas entre los procesos de vaco WM y

La Figura 11 muestra que los beneficios obtenidos por la reduccin de los desechos por nivel de llenado desigual (bajo nivel) son significativos.

En productos con un alto problemas de espuma (dieta, la luz y la uva) se logr una reduccin del 53%.Por lo tanto, a efectos del clculo de la subvencin total, se utiliza el porcentaje que estos bienes en la produccin total.

Usando el ejemplo dado en la Tabla 1, los productos con problemas de formacin de espuma representan 15% de la mezcla de produccin.Teniendo en cuenta que la tasa de rechazo con el proceso de desaireacin al vaco fue de 0,33% y despus de abrir el proceso de WM, la tasa de rechazo se ha reducido a 0,15%, es posible extrapolar una tasa de reduccin total relaves bajo nivel de aproximadamente el 10% de la produccin total y el porcentaje de produccin de los productos sujetos a la formacin de espuma es cercana al 15%.La Tabla 2 muestra la distribucin de los ndices de produccin total de la planta para esta lnea.

Tabla 2.Distribucin de la produccin (productos altamente espumantes y normales)con los procesos convencionales y tecnologa de WM.

2. 3.1.2 Procedimiento de Estabilidad.

A pesar de que se muestran que el sistema WM tiene una mejor estabilidad, este sistema de tiempo de contacto no influye en el sistema.Como ya se ha mencionado para la inyeccin de CO2, esto ocurre slo cuando la bomba de mezcla entra en operacin.Por lo tanto, el tiempo de contacto del gas con el lquido siempre ser ms o menos el mismo para cualquier velocidad de lnea.

La estabilidad de la Praxair debera ser an mayor cuando se utiliza con lneas de flujo alta (25 m3/ h), debido a que los sistemas existentes de desaireacin utilizan esta lnea en Adems del vaco, el burbujeo de CO2.estos casos, la variacin de la velocidad de la lnea tendr una influencia an mayor en la lnea de purga del sistema.La estabilidad de la disolucin de CO2en el sistema WM no se ejecuta este riesgo de cambios bruscos, porque como se ha mencionado anteriormente, la inyeccin de gas est acoplado a la bomba de mezcla.Esta estabilidad se puede ver en la Figura 12, donde es posible observar el comportamiento de carbonatacin y purgue el agua de la desaireador para el sistema WM.

Figura 12.Estabilidad de la carbonatacin (izquierda) y purga del sistema WM (derecha)

3. 3.1.3 Proceso de Confiabilidad

La fiabilidad de este proceso se basa en su simplicidad.El sistema utiliza un dispositivo de transferencia de gas en el que el funcionamiento y la eficacia no depende de la necesidad para el mantenimiento preventivo y la eficiencia de la observacin de la lnea.La nica preocupacin es el control de la presin y el flujo de inyeccin de gas.Despus de su definicin deben mantenerse constante para evitar variaciones en la eficiencia y, por lo tanto, causar fluctuaciones en la calidad de la desaireacin del producto.

Con el uso de la tecnologa WM, el embotellador aade a la mejora en la calidad del producto y el control total de los niveles de carbonatacin de aire disuelto en el producto final.

En los sistemas convencionales, existe la preocupacin constante sobre el mantenimiento y la posibilidad de romper la bomba de vaco.Adems, hay sensores para controlar el depsito de presin negativa y el flujo del agua de sellado de la bomba de vaco, que requieren la atencin preventiva y tambin puede bloquear todo el sistema.

6.1 3.2 Aplicacin de la Tecnologa de Praxair de sangrado.

Antes de la fase de implementacin se debe hacer un estudio a fondo del sistema que se sustituye.Esta evaluacin implica los costos involucrados en el proceso.Por lo tanto, hay que tener especial atencin a los casos en que el sistema sea sustituido mediante CO2, y en el caso de los sistemas mixtos (vaco + CO2) o slo burbujeo de CO2.

Prdida por venta de CO2