Bronkhorst

Zuckersüß - Durchflussmessung in der Zuckerproduktion

25. Juni 2019 Erwin Broekman

Warum mögen wir alle (nun ja, fast alle) Süßigkeiten, Limonade, Plätzchen, Kuchen und Eiscreme? All diese Produkte schmecken richtig lecker, weil sie Zucker enthalten. Aber woher kommt der Zucker? Alle Grünpflanzen erzeugen Zucker durch Photosynthese. Zuckerrüben und Zuckerrohr weisen den höchsten Zuckergehalt auf, deswegen werden diese beiden Pflanzen am häufigsten für die Zuckergewinnung verwendet. In diesem Blog konzentrieren wir uns darauf, wie Brokhorst bei einem entscheidenden Schritt in der Zuckergewinnung helfen kann.auf die Verarbeitung von Zuckerrüben und die Rolle, die Durchflussmesser von Bronkhorst dabei spielen.

Convergence Industry B.V. stellt kundenspezifische Mess- und Regelsysteme für Flüssigkeiten und Gase her. Bei der Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben entdeckte ein Kunde von Convergence, dass es durch Anwendung von Membranfiltration möglich war, aus Zuckerrüben mehr Komponenten als nur Zucker zu extrahieren. Dazu wurde eine spezielle Laboranlage für Nanofiltration verwendet. Damit konnte die Zuckergewinnung deutlich effizenter gestaltet werden. 
 

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Membranfiltration

Die Membranfiltration ist ein hochwertiges, technisch anspruchsvolles Reinigungsverfahren. Wie funktioniert es? Filtration lässt sich am einfachsten mit Kaffeekochen vergleichen. Wenn heißes Wasser in einen Kaffeefilter mit Kaffeebohnen geschüttet wird, entsteht idealerweise ein Kaffee ohne feste Elemente Partikel wie Kaffeepulver. Dazu wird ein Filter verwendet. Die wasserlöslichen Anteile im Kaffepulver laufen durch den Filter, während alles nichtlösliche (Kaffeesatz) im Filter hängen bleibt. Damit werden die flüssige und die feste Phase getrennt und können separat weiterverarbeitet werden. Die Membranfiltration ist allerdings etwas komplizierter, sie ist vergleichbar mit einer Wasseraufbereitung, bei der über mehrere Stufen die Fremdstoffe und Ionen so herausgefiltert werden, so dass aus Meerwasser Trinkwasser entsteht.

Zusammenarbeit mit Convergence bei der Membranfiltration

Bei der Membranfiltration kommt ein „Convergence Inspector Colossus“ zum Einsatz. Diese voll automatisierte, spezifische Laboranlage für Nanofiltration ist äußerst interessant. Felix Broens (Chief Technology Officer von Convergence Industry B.V.) erklärt, wie die Anlage funktioniert:

„In die Nanofiltrationsanlage wird Wasser geleitet, das eine phosphatfreie Anti-Scaling-Lösung enthält. Die Anlage wird mit einer Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt, sodass ein Teil des Wassers die Membran durchdringt (Permeat). Der Teil des Wassers, der die Membran nicht durchdringen kann (Retentat) wird dorthin zurückgeleitet, wo das Wasser eingespeist wurde. Eine weitere Pumpe im Rezirkulationsrohr sorgt für eine höhere Geschwindigkeit auf der Oberfläche der Membran, was die Verschmutzung der Membran reduziert. Das Permeat ist sauberes Wasser, das zu verschiedenen Zwecken genutzt werden kann.“

„Die Anti-Scaling-Lösung dient dazu, die Bildung von Ablagerungen auf der Membran zu verhindern, indem ein Komplex aus metallhaltigen Ionen gebildet wird, die im Retentatstrom verbleiben und schließlich aus dem System abgeführt werden. Da die verwendete Anti-Scaling-Lösung phosphatfrei und biologisch abbaubar ist, ist sie für die Umwelt unschädlich.“

Konvergenz

Durchflussmesser von Bronkhorst für die Membranfiltration

Das Herz der Nanofiltrationsanlage ist ein Coriolis-Massendurchflussmesser von Bronkhorst, der den Prozess kontrolliert. Er nutzt einen Coriolis-Durchflussmesser, der auch die Dichte messen kann, was bei Zuckerlösungen wichtig ist. Je höher die Dichte, desto höher ist auch der zuckergehalt. Der Durchflussmesser wird auf der „sauberen“ Prozessseite angebracht, also hinter der Membran, durch die das Permeat, also der gereinigte Produktstrom, fließt. Der Grad der Membranseparation kann durch Stromgeschwindigkeit und Druck beeinflusst werden. Daher ist ein Coriolis-Durchflussmesser mit einem großen Messbereich erste Wahl, um einen großen Testbereich abzudecken.

Diese Anlage von Convergence ermöglicht es den Kunden, ihre Prozesse wesentlich zu verbessern. Davor kam ein manuelles Verfahren zur Anwendung, das relativ zeitraubend und nicht immer genau war. Mittlerweile ist der gesamte Prozess mithilfe kundenspezifischer Software von Convergence automatisiert, sodass der Coriolis-Massendurchflussmesser die Pumpe steuern und somit den Permeatstrom genau und unmittelbar regeln kann. Das führt im Vergleich zu vorher zu hoher Reproduzierbarkeit, Zuverlässigkeit, einfachem Datenlogging und kürzeren Durchlaufzeiten für das Experiment. Diese kundenspezifische Laboranlage ermöglicht es, ausreichend Informationen zu Testzwecken zu erzeugen, ohne dass es notwendig ist, den Prozess in eine Pilotanlage auszulagern.

Konvergenz

Mehr Informationen

Coriolis-Durchflussmesser Convergence Website


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