Mais shampoo, menos desperdício

O FLOWave separa claramente os passos de produção

Na produção de cosméticos, bem como no setor farmacêutico, biotecnológico ou alimentício, devem ser seguidas diretrizes rigorosas de qualidade e higiene. Portanto, as instalações de produção devem ser limpas regularmente quando os lotes ou os produtos são trocados. Porém, ao mesmo tempo, o processo de produção deve funcionar da maneira mais eficiente possível. Os medidores de vazão que detectam uma mudança de fluido rapidamente e com alta precisão atingem aqui um considerável potencial de otimização, pois com essa ajuda podem ser usados para distinguir com exatidão entre produto, meio de limpeza e suas fases de mistura. Isto permite que as etapas de produção sejam claramente separadas umas das outras e que o desperdício seja reduzido, por exemplo, na produção de shampoos.

O medidor de vazão Inline funciona de acordo com o processo patenteado SAW (Surface Acoustic Waves) e reconhece as mudanças de fluido com segurança. Outra vantagem deste método é que não há instalações ou estreitamentos e, portanto, não há espaços mortos no tubo de medição.

Potencial de otimização na transferência do produto

Em sua filial de Bielefeld, a Dr. Kurt Wolff GmbH & Co.KG produz vários shampoos a partir de uma planta de produção central, conhecidos, por exemplo, pelos nomes comerciais Alpecin e Plantur. Após a produção,estes são armazenados temporariamente em quatro tanques para o processo de enchimento subsequente.

A cada troca de produto, os tubos devem ser limpos e desinfetados. Não pode entrar nenhuma água residual no shampoo, uma vez que isso levaria a uma perda de qualidade. No entanto, a água residual está inevitavelmente sempre presente nos tubos após cada fase de limpeza. Por essa razão, os primeiros segundos da transferência tiveram de ser descartados. No final da transferência, existe também uma fase de mistura nos tanques de armazenamento Para que os resíduos de produto que se encontram ainda nas tubulações antes da próxima limpeza possam ser usados, eles são empurrados para fora com água fria. A primeira parte foi então transportada para os tanques de armazenamento, enquanto os resíduos muito maiores acabaram novamente no descarte.

"Durante a transferência da planta de produção para os tanques de armazenamento, detectamos um potencial de otimização. Isso porque as fases de mistura de produto e água ocorrem duas vezes aqui, o que causava muito desperdício. Era perdido muito produto em ambas as fases de mistura porque, no passado, tínhamos que trabalhar com valores de tempo estimados, que não se aplicavam de forma igual a todos os produtos. O nosso objetivo era economizar litros de desperdício no futuro e custos elevados desnecessários para o tratamento dos efluentes."

Nils Gorowicz, Engenheiro de produção na Dr. Kurt Wolff

Um sensor para vazão, temperatura e fator de densidade

Por isso, procurou-se um sensor que pudesse detectar as fases de mistura no início e no final da transferência – a cada troca de produto antes e depois da limpeza – com reprodutibilidade elevada e em milissegundos, mesmo com fluidos de viscosidade diferentes. Ao mesmo tempo, ele deve ser adequado para aplicações de higiene e não deve ser danificado por substâncias ativas do shampoo ou meios de limpeza. A dificuldade adicional foi que a estrutura das plantas existentes e relativamente novas não poderiam ser alteradas. Portanto, o sensor tinha que ser colocado nas tubulações sem afetar as condições fluídicas. 

Os fabricantes de shampoo de Bielefeld encontraram o que precisavam na Bürkert. A escolha recaiu sobre o medidor de vazão FLOWave. Ele trabalha de acordo com o inovador procedimento SAW (Surface Acoustic Waves), que utiliza a velocidade de expansão das ondas acústicas de superfície em fluidos. Graças a essa tecnologia, o sistema de medição funciona sem sensores no tubo de medição. Isto traz várias vantagens: a ausência de elementos no tubo de medição significa que não há vazamentos, incompatibilidades de material ou manutenção, além de não haver queda de pressão e a limpeza ser simples. Durante o processo, o sensor se comporta como se fizesse parte do tubo. Ele é feito em aço inoxidável, não há cantos mortos e todas as condições de higiene são cumpridas. Várias certificações confirmam esse fato, tais como ASME BPE e EHEDG. O sensor pode determinar muito mais que a vazão volumétrica com uma precisão de 0,4% do valor de medição. Ele mede a temperatura e o fator densidade do fluido em simultâneo. Isto permite distinguir com segurança se existe shampoo ou água na linha. O sensor efetua medições extremamente rápidas. O intervalo entre as medições é de apenas alguns milissegundos e a reprodutibilidade é extremamente alta, de 0,2%

Boa cooperação, instalação simples e comissionamento descomplicado

Mas o medidor de vazão SAW não foi convincente apenas em termos técnicos.

A Bürkert esteve presente no local e deu ativamente o seu apoio tanto na fase de testes, como no comissionamento. O projeto se desenvolveu rapidamente, a colaboração fluiu em harmonia. Os problemas iniciais de conexão de rede foram rapidamente resolvidos durante o comissionamento no local pela equipe de assistência técnica da Bürkert. O transmissor FLOWave se baseia na plataforma eletrônica EDIP (Efficient Device Integration Platform), que permite o trabalho em rede com outros dispositivos Bürkert para formar um sistema inteligente. Isso permite a conexão Profinet dos quatro medidores de vazão por meio de um Gateway (ME43) comum. Isso não só facilitou a integração no sistema existente, mas também simplificou o manuseio dos dispositivos. Como o gateway tem um servidor Web integrado, o acesso remoto também é possível, principalmente via OPC UA.

Tão fácil de instalar como um pedaço de tubulação

O tamanho compacto e o peso reduzido dos FLOWaves garantem uma instalação simples. Com um diâmetro nominal de 50 mm, o medidor de vazão pesa apenas cerca de 3,5 kg, o que é apenas um pouco mais do que um pedaço de tubo do mesmo tamanho. Assim, pode ser facilmente montado por uma única pessoa. A posição de montagem é à escolha, de modo que o display pode ser facilmente ajustado e o medidor de vazão é de acesso fácil para configuração, durante o comissionamento. Durante a operação, o medidor de vazão SAW consome pouca energia.

Medidor de vazão Inline FLOWave (esquerda) e gateway ME43 (direito), que suporta todos os protocolos de ethernet industrial ou interfaces de barramento de campo.