Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 79 )

Примеры предприятий

Производство молочных продуктов и джемов и очистка сточных вод.

Справочная литература

[11, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2000 г., 18, «Envirowise (Соединенное Королевство) & Entec UK Ltd», 1999 г.]

7.1.8.5.2 Измерение проводимости

Описание

Измерения проводимости используются для определения чистоты воды или концентрации кислоты или щелочи, т. е., путем определения суммы ионных компонентов воды. Для измерения проводимости используются два типа датчиков: электродные элементы и индуктивные датчики.

Электродные элементы – это датчики контактного типа, которые работают, пропуская технологическую жидкость между двумя электродными пластинами. Они являются очень точными. Области применения включают мониторинг технологической воды для повторного использования, тем самым минимизируя образование сточных вод и мониторинг бойлерной воды для минимизации образования осадков на горячих поверхностях.

Проводимость можно также измерять с помощью индуктивных датчиков. Эти неконтактные датчики используют две электромагнитные катушки вокруг технологической жидкости и подходят для гигиенических применений.

Индуктивные датчики имеют больший диапазон, чем электродные элементы.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение использования воды и детергента и уменьшение количества сточных вод.

Эксплуатационные данные

Хотя поток жидкости несущественен, он обеспечивает эффект самоочистки. Следует избегать воздушных карманов. Оборудование должно быть способным компенсировать изменение проводимости жидкости с изменением температуры.

См. также Раздел 7.1.8.4.

На выступающем в качестве примера молочном заводе (пример A) цикл безразборной мойки оборудования (CIP) состоит из промывки водой для смыва остаточного продукта, очистки с использованием кислотного или каустического детергента в течение заданного периода, с последующим ополаскиванием водой. Ранее контроль этих стадий осуществлялся отдельными таймерами для ограничения количества используемого детергента. Ряд линий и резервуаров очищается каждой установкой CIP, так что циклы очистки неодинаковы. Поэтому выдержки времени открытия и закрытия спускного клапана были компромиссом. Это привело к сбросам значительных количеств детергента в виде сточных вод.

Были введены измерения проводимости для контроля добавления кислотных или щелочных очищающих растворов и для определения возможности восстановления очищающих растворов и/или воды. Это означало: когда мог быть восстановлен детергент и/или вода, и правильное ли количество детергента использовалось. Все существующие установки CIP были модернизированы зондами для измерения проводимости, и они были включены в спецификацию для всех новых установок.

Система работает за счет помещения зонда для измерения проводимости в главный трубопровод, идущий от технологического оборудования, вблизи от впускного отверстия резервуара детергента. Зонд ведет текущий контроль концентрации детергента/воды, проходящей через трубопровод во время цикла очистки. Очистка с помощью детергента инициируется таймером, и детергент постепенно заменяет промывную воду в системе, которая сливается для очистки сточных вод. Сразу после обнаружения заданной концентрации детергента зонд для измерения проводимости дает сигнал датчику на закрытие спускного клапана. После этого поток направляется обратно в резервуар для детергента и циркулирует через систему вместо сброса в сточные воды. Затем таймер инициирует стадию промывки; детергент рециркулирует обратно в резервуар для детергента до тех пор, пока не произойдет разбавление и не будет снова достигнута заданная концентрация детергента. В этой точке сигнал от зонда для измерения проводимости открывает спускной клапан, и промывная вода спускается для очистки сточных вод до тех пор, пока зонд не обнаружит снова чистую воду.

Затем спускной клапан закрывается, и чистая вода отводится в резервуар для воды. Зонд для измерения проводимости также обеспечивает поддержание заданной крепости детергента в течение всего процесса очистки. Требуется минимальное внимание оператора. Каждый зонд для измерения проводимости в некоторой степени очищается во время безразборной очистки технологического оборудования. Ежедневное использование детергента контролируется расходомером на каждой установке CIP. При увеличении использования детергента, это означает, что зонд нуждается в дальнейшей очистке, т. е., 10-минутном задании, выполняемом операторами. Дополнительная очистка зонда обычно требуется каждые 4 - 6 недель.

Молочный завод объявил о примерно 15% экономии детергента для каждой CIP установки, уменьшении количеств воды и детергента, сбрасываемых для очистки сточных вод, уменьшении времени простоя оборудования и оптимизированном количестве детергента, используемого для каждого цикла очистки.

На другом молочном заводе (пример B), измерители проводимости были установлены, чтобы помочь уменьшить использование детергента.

Зонд для измерения проводимости определяет, имеется ли в трубопроводе вода или детергент и, если имеется детергент, он перенаправляет поток в резервуар для восстановления детергента. Результатом этого было рециклирование промывочной воды, уменьшение использования детергента и последующее уменьшение ХПК в сточных водах.

Применимость

Широко применяется в секторе ППНМ в переработке и очистке. Примеры использования измерения проводимости в секторе ППНМ показаны в Таблице 7.16. Типичные применения измерения проводимости в секторе ППНМ показаны в Таблице 7.17.

Таблица 7.16- Примеры использования измерения проводимости в секторе ППНМ

Деятельность	Причина для контроля
Текущий контроль уровней растворенных солей перед повторным использованием воды	Минимизация использования свежей воды и образования сточных вод
Текущий контроль воды со скважины	Минимизация производства продукции плохого качества (которая становится отходом) из-за использования неподходящей технологической воды

Таблица 7.17 - Типичные применения измерения проводимости в секторе ППНМ

Сектор/деятельность	Применение
Безразборная мойка оборудования	Текущий контроль проводимости для контроля клапанов установки, исходя из различий между видами продукции, например, между пивом и водой или каустиком и кислотой
Розлив в бутылки (общий)	Текущий контроль проводимости использования каустика в растворах для очистки бутылок
Мониторинг продукции (индуктивные датчики)	Повсеместно в промышленности производства напитков и молока

Экономические показатели

Сообщается о полученной экономии детергента молочным заводом в примере A на сумму 13000 английских фунтов стерлингов в год при сроке окупаемости 16 месяцев.

Молочный завод примера B заявил об экономии на сумму 10000 английских фунтов стерлингов в год и о сроке окупаемости инвестиций 4 месяца.

Движущая сила внедрения

Уменьшение использования детергентов.

Примеры предприятий

Многочисленные предприятия по производству напитков и молока и те предприятия, которые используют CIP.

Справочная литература

[11, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2000 г., 18, «Envirowise (Соединенное Королевство) & Entec UK Ltd», 1999 г.]

7.1.8.5.3 Измерение мутности

Описание

Устройства для измерения мутности за счет рассеянного света используют метод световой диффузии для измерения света, рассеиваемого под прямым углом частицами или пузырьками в жидкости. Данный метод используется для измерения мутности, от низкой до средней, включая измерение мутности в дистиллированной воде. Если сложно установить измеритель мутности непосредственно в технологическую линию, можно использовать пробоотборник. Это помогает улучшить гигиену.

Измерители мутности, вызванной взвешенными твёрдыми частицами, работают по методу поглощения света, который измеряет количество света, пропускаемого через вещество в технологической жидкости. Они используются для измерения мутностей от средних до высоких уровней.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потерь материалов во время переработки, увеличение повторного использования воды и уменьшение образования сточных вод.

Эксплуатационные данные

Предпочтительно устанавливать измерители мутности в вертикальных трубах с направленным вверх потоком, чтобы при этом оптическое устройство было обращено к направлению потока для максимальной самоочистки. Во избежание неправильных измерений в результате всплывающих или оседающих остатков/кусочков, на горизонтальных трубах измерители устанавливаются сбоку, а не сверху или снизу, во избежание их засорения этими остатками. Скорость движения жидкости не должна превышать 2 м/с во избежание ложных считываний. Для минимизации отклонения луча, следует избегать пузырьков газа и дегазации.

В сообщаемом процессе производства пищевых продуктов некоторое количество продуктов терялось в стоках во время стадий сепарации, что приводило к нарушению взятого на себя компанией обязательства по сбросам воды. Установка гигиенического измерителя мутности и расходомера позволила снизить потери продуктов в стоках, увеличить выход годной продукции и получить финансовую экономию.

На том же молочном заводе, о котором говорится в примере A в Разделе 7.1.8.5.2, сыворотка, побочный продукт сыроделия, концентрируется на испарительной стадии перед тем, как ее высушить в распылительной сушке, чтобы получить порошок сыворотки. Испарители подвергаются регулярным безразборным очисткам, в которые входит смыв остатков концентрированной сыворотки перед очисткой с использованием детергента, т. е., предварительная промывка. Значительное количество сыворотки терялось в стоках, когда испаритель снимался линии для CIP.