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Detección de nivel en productos viscosos y adherentes

Mayonesa
Mayonesa

Fuente: VEGA Instrumentos | 28/05/2020


Francisco Rey
Director Técnico de VEGA Instrumentos S.A

 

En la industria alimentaria existen muchos productos que son muy viscosos y/o generan adherencias. Mayonesa, kétchup, chocolate, cremas, pastas, yogurt, queso, son algunos ejemplos de productos que presentan ciertas dificultades en su transporte, almacenamiento, tratamiento o limpieza debido a sus características físicas.

Para la automatización de los procesos de producción, son necesarios sensores que detecten la presencia de estos productos en depósitos o tuberías, por ejemplo alarmas de alto nivel para evitar reboses, de bajo nivel para detectar depósito vacío o detección de tubería vacía para evitar el funcionamiento en seco de bombas.

Existen múltiples tecnologías para la detección de nivel, pero pocas son capaces de trabajar de forma fiable aún con producto adherido. Los flotadores mecánicos no son adecuados para este tipo de productos, ya que el flotador puede quedar enclavado debido a las adherencias. Algunos sensores conductivos tienen compensación de adherencias, pero solo para aquellas que son leves y teniendo en cuenta que únicamente son adecuados para productos conductores, típicamente base agua.

Los sensores vibratorios son la tecnología preferida en muchos sectores y aplicaciones, gracias a que permiten detectar múltiples productos independientemente de sus características, como densidad, viscosidad, conductividad, constante dieléctrica, color... Son sensores libres de ajustes (plug & play) y disponen de un autodiagnóstico en función de la frecuencia de resonancia de las horquillas, por ejemplo el desgaste de las horquillas debido a la abrasión se detecta automáticamente.

Las adherencias también se pueden monitorizar: gracias a la tecnología IO-Link, la amplitud de vibración de la horquilla se puede leer y reaccionar ante un cambio en esta magnitud. Esto significa que las adherencias se pueden tener en cuenta tanto para la detección de mínimo (detección de vacío o protección contra marcha en seco para bombas), como para la detección de máxima (protección contra sobrellenado).



Sin embargo, en el caso de medios altamente viscosos, se puede formar un puente de producto entre las horquillas y de esta manera representar una situación crítica en el caso de detección de mínimo, ya que esta formación de producto entre las horquillas genera la misma frecuencia o amplitud de la vibración que cuando está completamente cubierto con producto; por lo tanto, el sensor continuaría informando de estado cubierto.

 

La sensores ideales para detectar este tipo de productos con seguridad y fiabilidad son los VEGAPOINT

Estos sensores utilizan un sistema de detección capacitiva extendida, que monitoriza la frecuencia de resonancia de un circuito LC, donde el condensador lo generan la conexión a proceso, la punta del sensor y siendo el producto a detectar el dieléctrico.

En la punta del sensor se genera un campo eléctrico alterno, si el sensor se cubre de producto se modifica la capacidad del sensor y por tanto la frecuencia de resonancia del circuito LC. Este cambio es detectado por la electrónica y convertido en una orden de conmutación.

El sensor no detecta la adherencia como fallo y le permite, aun estando sucio, detectar los estados de cubierto y descubierto si hay problemas, no requiriendo ningún tipo de mantenimiento correctivo.

La adherencias en el sensor no son un problema, ya que la frecuencia de resonancia no suele ser tan baja como cuando todo el producto cubre el sensor. Por esta razón el sensor no detecta la adherencia como fallo y le permite, aún estando sucio, detectar los estados de cubierto y descubierto sin problemas, no requiriendo ningún tipo de mantenimiento correctivo.



Estos sensores son ideales para instalar en tuberías de todo tamaño, hasta las más pequeñas, gracias a sus pequeñas dimensiones y su diseño higiénico.

La protección de funcionamiento en seco de bombas es esencial para evitar averías imprevistas y por tanto la parada de la producción.

Un ejemplo son las cubas de cuajado para la producción del queso. La leche se mezcla con los cultivos y el cuajo, y se conduce a la cuba de cuajado, donde la leche se espesa a una temperatura constante de +35 °C. Después de que el queso se haya solidificado, se corta la cuajada. Posteriormente, se bombea el suero lácteo por una tubería y la cuajada de queso se aspira para su posterior procesamiento. Una detección segura del nivel evita un funcionamiento en seco del sistema.

Los sensores VEGAPOINT vienen configurados de fábrica para diferentes aplicaciones, como para productos base agua, productos oleosos y/o adherentes y productos sólidos, por lo que son muy fáciles de implementar en todo tipo de aplicaciones.

Sin embargo, es posible realizar unas configuraciones especiales del sensor, visualizar diagnósticos, curvas de resonancia, etc. mediante la app gratuita VEGATOOLS y desde un smartphone o tableta, conectando a los equipos a distancia vía Bluetooth.

El cacao se adhiere a las paredes de los depósitos y a los elementos conectados a él. La solución ideal es un elemento de pequeño tamaño, con un diseño higiénico e insensible a las adherencias. En las imágenes inferiores observamos la secuencia de una prueba realizada en una productora de chocolate, y vemos cómo el sensor no detecta producto estando limpio en la primera imagen, detecta producto en la segunda y finalmente en la tercera deja de detectar producto aún estando completamente cubierto de chocolate. Al fondo, una tableta con la app VEGATOOLS donde se monitoriza la curva de resonancia.



El anillo luminoso de 360º permite visualizar a gran distancia el estado de conmutación o estados de fallo de sensor, lo que permite una rápida comprensión del estado de la planta por parte de los operadores. Estos colores son configurados de fábrica según la norma NAMUR NE107, pero pueden ser configurables para el usuario con 256 colores.

 

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