K-PATENTS SEEDMASTER SM-3

PARA SEMENTEIRA AUTOMÁTICA E MONITORIZAÇÃO DE CRISTALIZAÇÃO DE AÇÚCAR MULTIPARÂMETROS

SB: SM-3/2Janeiro de 2016

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CRISTALIZAÇÃO DE AÇÚCARA cristalização é uma parte muito importante do fabrico de açúcar. A cristalização tem um grande efeito na qualidade do produto, no rendimento e no custo de produção. O controlo moderno da cristalização dever-se-á basear na medição online fiável dos parâmetros que são críticos no controlo do processo através de um operador local (controlo manual) ou por parte de um sistema de controlo de processo automático avançado.

SOBRESATURAÇÃOA sobresaturação é a força motriz da cristalização. Crescimento de cristal (velocidade de cristalização) depende deste parâmetro. Elevada sobresaturação significa um crescimento de cristal mais rápido e vice-versa. Também foi comprovado que resultados de sobresaturação excessivos resultam numa qualidade de cristais pobre e na formação de conglomerados e finos. Estes necessitam de ser derretidos, concentrados, reciclados e cristalizados novamente, resultando em:

• desperdício de tempo e energia, • Rendimento efetivo de açúcar produzido diminuído , e • Utilização aumentada de água e de custos de produção.

As ilustrações dos cristais de açúcar abaixo mostram a presença de finos e conglomerados.

A sobresaturação é definida como a quantidade de açúcar dissolvido dividida pela quantidade de açúcar necessário para saturação na mesma quantidade de água à mesma temperatura. A sobresaturação poderá ocorrer apenas se este rácio for superior a 1,0 (saturação). A sobresaturação é uma função multivariável dos parâmetros da fase líquida (licor-mãe) e deverá ser calculada tendo em conta todos eles:

SOBRESATURAÇÃO = f (C, P, T, m, b, c) onde:

C : concentração de xarope/licor-mãe (%)P : pureza de xarope/licor-mãe (%)T : temperatura C°m, b, c : parâmetros de qualidade do xarope

Assim, para conseguir calcular a sobresaturação, a concentração do licor-mãe deverá ser medida seletivamente em linha e sem perturbações por parte dos cristais e bolhas de vapor presentes na massa.

Os sensores convencionais utilizados no controlo de cristalização determinam por exemplo, a condutividade, a consistência, a densidade de massa ou o conteúdo de sólidos (nuclear ou microonda, frequência de rádio (FR)) e concentração de licor (refratómetro) fornecem dados apenas sobre um parâmetro de massa. No entanto, nenhum destes parâmetros poderá substituir a sobresaturação em controlo avançado. Para além disso, a maioria destes sensores (exceto o refratómetro) fornecem dados indiretos e aproximados correlacionados com o conteúdo de cristais. O controlo avançado da cristalização de açúcar exibe uma monitorização em tempo real e em linha da sobresaturação sobre o batch completo da cristalização. Para além da sobresaturação também outros parâmetros de massa críticos devem ser monitorizados em tempo real.

Fonte: M.Saska: Elevação de ponto de ebulição de soluções de cana de açúcar técnicas e a sua utilização em tabuleiro automático de ebulição. International Sugar Journal 2002, VOL.104, No.:1247

Parâmetros de sobresaturação críticos para iniciar a nucleação

1,101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,201,211,22

74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100

SO

BR

ES

ATU

RA

ÇÃ

O

PUREZA DE XAROPE/LICOR DE BASE (%)

TEMP.:60 °CTEMP.:65 °CTEMP.:70 °CTEMP.:75 °CTEMP.:80 °C

Grandes quantidades de finos

Conglomerados

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DISPOSITIVO DE CONTROLO E TRANSMISSOR DE CRISTALIZAÇÃO MULTIPARÂMETROSO SeedMaster SM-3 é um dispositivo de controlo e transmissor de cristalização de terceira geração único a ser utilizado com o Refratómetro de Processo da K-Patents. O SM-3 permite uma monitorização em linha e em tempo real da sobresaturação e do conteúdo de cristais sobre o processo completo de saturação e a implementação e controlo do controlo manual ou automático. O SM-3 pode ser conectado a um ou dois sensores de Refratómetro de Processo da K-Patents e a um ou dois cristalizadores.

O SeedMaster SM-3 realiza as seguintes tarefas:

1. Obtenção de dados eletrónicos em parâmetros de massa.2. Cálculo online e transmissão de parâmetros de massa para

controlo avançado da cristalização de açúcar com sistema de controlo.

3. Organização e armazenamento de arquivo de dados de historial de batch.

4. Comunicação avançada com sistema de controlo.5. controlo automático de Cristalizadores evaporativos a vácuo.6. Serve como interface de utilizador para os operadores do sistema

de controlo e do tabuleiro.

ENTRADAS SEEDMASTER SM-3 A sobresaturação é calculada online tendo em conta todos os parâmetros da função de sobresaturação. Assim, a utilização das seguintes três (3) entradas de dados online C, T e D ou S é obrigatória, enquanto a utilização de dados de laboratório opcional L é altamente recomendada:

C : concentração de xarope/licor-mãe (%)T : temperatura C°/F°D : densidade da massa (kg/m3), ouS : conteúdo sólido da massa (%)L : nível de massa (%)

Dados de laboratório em certos parâmetros de xarope de alimentação também são necessários.

FONTES DE SINAIS DE ENTRADA DE DADOS ONLINE:Exigidos:

C : concentração de xarope/licor-mãe (%) Refratómetro de Processo da K-Patents

T : temperatura: Refratómetro de Processo da K-Patents

Opcional:D : densidade da massa: transmissor de densidade de

microonda ou nuclear, ouS : conteúdo de sólidos de massa: transmissor de microonda

ou nuclear

SAÍDAS SEEDMASTER SM-3Dados medidos ou calculados:O SpeedMaster SM-3 fornece em tempo real os seguintes seis (6) parâmetros de massa por cada cristalizador:

1. SOBRESATURAÇÃO ( )2. DENSIDADE DE MASSA (kg/m³)3. CONTEÚDO DE SÓLIDOS DE MASSA (%)4. CONTEÚDO DE CRISTAL (% por vol.)5. PUREZA DO licor-mãe (%)6. TAMANHO MÉDIO DO CRISTAL (mm)

PANORÂMICA DE DESEMPENHO

Unidade SeedMaster SM-3 I/O

Saídas adicionais:Se os transmissores de densidade ou os Refratómetros de Processo da K-Patents forem ligados ao SeedMaster SM-3, os dados seguintes são exibidos como saídas:

7. CONCENTRAÇÃO DO LICOR-MÃE (%)8. TEMPERATURA C°/F°9. NÍVEL DE MASSA (%, opção)

Dados do produto:Tamanho de cristal médio (se for praticado o controlo total), peso dos cristais por batch, rendimento de cristal e arquivo de histórico de batch.

COMUNICAÇÃO MODBUSOs dados calculados e medidos, os parâmetros e os dados digitais (ON/OFF) podem ser transmitidos de ambas as formas entre o SeedMaster SM-3 e o computador ou sistema de controlo. A comunicação baseia-se no protocolo de comunicação do servidor/cliente IP/TCP/MODBUS entre os dispositivos e a rede Ethernet TCP/IP. O SeedMaster SM-3 funciona como servidor, aceita pedidos e dados de dispositivos periféricos (por exemplo, outros dispositivos de medição, ou seja, clientes) e processa as informações e envia a saída das mesmas para o sistema de controlo utilizando o MODBUS.

UNIDADE SEEDMASTER SM-3 I/O O SM-3 pode ainda ser equipado com uma unidade SM-3 I/O opcional que suporta saídas e entradas de corrente padrão analógica e saídas e entradas digitais ON/OFF no caso de os dados I/O de processo não forem manuseados pelo sistema de controlo. A transmissão de dados entre a unidade SM-3 e SM-3 I/O baseia-se na comunicação digital.

Especificações do processo I/O: Entradas analógicas: 4 Entradas digitais: 6Saídas analógicas: 4 Saídas digitais: 2

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SISTEMAS PADRÃO

REFRATÓMETRO DE PROCESSO DA K-PATENTS, SM-3 I/O E SEEDMASTER SM-3O SeedMaster 3 da K-Patents totalmente equipamento sistema SeedMaster 3 com Refratómetro, cabos de interconexão, Unidade SM-3 IO e SeedMaster SM-3.

A comunicação é:• Refratómetro para SM3: UDP/IP• I/O Analógico/Digital: Unidade SM-3 I/O• Sistema de controlo para/de SM-3:

MODBUS TCP/IP

REFRATÓMETRO DE PROCESSO DA K-PATENTS E SEEDMASTER SM-3K-Patents SeedMaster 3 sistema com Refratómetro, cabos de interconexão, interruptor Ethernet e SeedMaster SM-3.

A comunicação é:• Refratómetro para SM3: UDP/IP• Sistema de controlo para/de SM-3:

MODBUS TCP/IP

LAVAGEM PRISMA SISTEMA DE LAVAGEM PRISMA DA K-PATENTS COM ÁGUA QUENTEA K-Patents dispõe de um sistema de lavagem integral do prisma para evitar depósitos de cristais de açúcar ou escamação na superfície do prisma. Os componentes do sistema de lavagem com água são um bocal de água integral montado na cabeça do sensor do refratómetro, uma fonte de água quente (condensada e quente) e um transmissor indicativo com relés embutidos. Os relés comandam a válvula da água e podem ser configurados para controlar o ciclo de lavagem do prisma.

A temperatura da água de lavagem do prisma deverá ser sempre superior à temperatura do processo para evitar a cristalização e assegurar um bom resultado de lavagem.

SM-005

Água quente

Válvula de água (válvula de rolamento)

Sensor do refratómetro com bocal de água integral

Válvula de purga

1 2 3

4 5 6

7 8 9

- 0 .

BACK

ENTER

1.10

25.31

79.60 76.27

1447

83.88 STANDARD

MAIN

INSTRUMENT 1

INSTRUMENT 2

TRENDS

HISTORY

CONFIG

SETUP

MORE

SM-003/A

Cristalizador

Transmissor indicativo DTR Unidade SM-3 I/O SeedMaster SM-3

Sensor do Refratómetro PR-23-GP:

Alimentação 100-240 VAC

Alimentação 100-240 VAC

Cabo Ethernet Cabo Ethernet

Cabo Ethernet

Alimentação 24 VDC

I/O AnalógicoI/O DigitalDCS

Cabo do sensor

1 2 3

4 5 6

7 8 9

- 0 .

BACK

ENTER

1.10

25.31

79.60 76.27

1447

83.88 STANDARD

MAIN

INSTRUMENT 1

INSTRUMENT 2

TRENDS

HISTORY

CONFIG

SETUP

MORE

SM-004/A

Cristalizador

Transmissor indicativo DTR SeedMaster SM-3

Sensor do Refratómetro PR-23-GP:

Alimentação 100-240 VAC

Cabo Ethernet

MODBUSTCP/IPDCS

Cabo Ethernet

Interruptor Ethernet

Cabo do sensor

Alimentação 24 VDC

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ECRÃS Diferentes ecrãs SeedMaster SM-3 fornecem informações em tempo real de um ou dois cristalizadores e acesso aos modos de configuração SeedMaster.

Ecrã padrão exibe seis (6) parâmetros de massa calculados

Ecrã principal exibe dados em dois cristalizadores

Tendências

Historial de batch exibindo arquivo de dados e de tendências

Configuração de dados I/O

Configuração de comunicação

K-PATENTS OYP.O. BOX 77ELANNONTIE 5FI-01511 VANTAA, FINLANDPHONE: INT.+358-207-291 570FAX: INT.+358-207-291 577IINFO@KPATENTS.COMWWW.kPATENTS.COM

K-PATENTS, INC.1804 CENTRE POINT CIRCLE, SUITE 106 NAPERVILLE, IL 60563U.S.A.PHONE: (630) 955 1545FAX: (630) 955 1585IINFO@KPATENTS-USA.COMWWW.KPATENTS.COM

Reservamo-nos o direito de fazer alterações técnicas.

ESPECIFICAÇÕESSEEDMASTER SM-3 Cálculo online, exibição e transmissão de até nove (9) parâmetros de massa durante a cristalização de açúcar e até duas

(2) Cristalizadores evaporativos a vácuo em simultâneo. controlo automático de Cristalizadores evaporativos a vácuo com base em sobresaturação calculada ou ponto de definição de grãos de densidade selecionável. Obtenção de dados de dados calculados e medidos para pelo menos 100 batch; exibição de tendências de histórico de batch.

Ecrã e teclado: Ecrã tátil a cores de 10 polegadas 2024x768, 4 cabos resistentes; montagem em parede, base e painel.Alimentação: +24 VDC +/-10%, Máx. 8,5W.Classificação elétrica: Locais não classificados e normais.Conexões: 1xM12-4pin, D-codificado, F (Ethernet Externo); 1xM12-8pinos, A-codificado, F (Sistema); 1xM12-4pinos, A-codificado, M

(24 VCD, (mA))Entrada/saídas: Alimentação, Ethernet (Sensor e Externo)Dimensões: Altura: 242 mm; altura: 312 mm; profundidade: 49 mm Revestimento: Revestimento em alumínio para condições de sala de controlo; IP65, proteção NEMA 4.SeedMaster SM-3 peso: 5,4 kg (11 lbs)MODELO DE REFRATÓMETRO DE PROCESSO

Refratómetro de Processo da K-Patents PR-23-GP

Montagem do sensor: Via conexão de flange e adaptador de flange do contador -AP para instalações de tabuleiro de vácuo.

Conexão do processo do sensor: ANSI-flange 150 lbs, 3 polegadas, comprimento da inserção 130 mm/DIN-flange 2656, PN25 DN80, comprimento da inserção 130mm/JIS-flange 10k 80A, Comprimento da inserção 130 mm.

TRANSMISSOR DE INDICAÇÃO DTR: Conectividade para um ou dois sensores do refratómetro; dois relés de sinal embutidos; revestimento em policarbonato, proteção IP66 NEMA 4X.

Saída de corrente: Isolada 4-20 mA, carga máx. 1000 Ohm, isolamento galvânico 1000 VDC ou CA (pico), função de paragem durante lavagem prisma.

Alimentação: Entrada de CA 100-240 VAC/50-60 Hz

Conexões Remota e Ethernet 10/100BaseT Ethernet, servidor web para configuração e diagnóstico, conexão de protocolo UDP/IP para aquisição de dados.

LAVAGEM PRISMA Bocal de água pressurizada integral -WN montado na cabeça do sensor do refratómetro; Unidade de relé de alimentação, indicando transmissor com relés embutidos.

UNIDADE SM-3 I/O Para transmissão digital e manuseamento de entradas e saídas de corrente padrão analógica e entradas e saídas digitais ON/OFF; revestimento em policarbonato, proteção IP66 NEMA 4X.

Alimentação: Entrada de CA 100-240 VAC/50-60 HzCABOS DE INTERLIGAÇÃO Comprimento padrão de 10m. O comprimento do cabo de interligação é ajustável em campo com um extensor de Cabo

de Plataforma 4 de até 100 m.SERVIÇOS Para assegurar o apoio antes e após a compra dos nossos produtos, dispomos de consultas de aplicação local,

formação, manutenção e especialização de apoio através da nossa rede de representantes de vendas autorizados. Por favor, consulte a página www.kpatents.com para contactar o representante mais próximo.

PATENTES Consultar www.kpatents.com

Sensor PR-23-GP com adaptador de Contador -AP

Indicação de transmissor DTR eUnidade SM-3 I/O

SeedMaster SM-3

[8.27]210

[12.82]312

[10.83]275

[6.2

1]15

7.8

[9.5

3]24

2

[8.87]225

[10.

48]

266

[6.26]159

[6.24]159

[7.71]196

[3.97]101

+0

.04

3.49

0.0

0

+1

89 0

Diâ

met

ro d

o or

ifíci

o