Multiparametersonde zur Trennschichtmessung erhöht ... - Polyscope

22 MESS- UND PRÜFTECHNIK TRANSMITTER-FAMILIE
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Der Levelflex FMP 55 setzt die Einheitlichkeit und Durchgängigkeit in der Feldinstrumentierung messparameterübergreifend um
Prozesssteuerung zur Extraktion von Biodiesel
Multiparametersonde zur Trennschichtmessung
erhöht Anlagenverfügbarkeit
Am Magdeburger Hansehafen entsteht einer der grössten Pflanzenölproduzenten Deutschlands.
Das Bio-Ölwerk ist auf die Produktion von bis zu 280 000 Tonnen Pflanzenöl ausgelegt.
»
Norbert Thomann
Der Markt für Biokraftstoffe entwickelt sich
rasant. Laut EU-Kommission soll ihr Anteil
am Gesamtverbrauch bis 2030 von heute
2 Prozent auf 20 bis 30 Prozent ansteigen.
Die Bio-Ölwerke Magdeburg haben sich
als junges Unternehmen im Markt der Biokraftstoffe
etabliert. Bei Produktionsbeginn im
März 2003 lag die Ausstossmenge bei 50000
Tonnen Biodiesel im Jahr. Um sich für den
Wettbewerb mit den Grossen der Branche zu
rüsten, wird zurzeit im Magdeburger Hansehafen
das Bio-Ölwerk III gebaut. Die Extraktionsanlage
ist auf die Kapazität von 280 000 t/a
Biodiesel ausgelegt und versechsfacht nahezu
die Ausstossmenge im Vergleich zum Jahr
2003. Das Unternehmen, das seit August 2009
zur Prokon-Unternehmensgruppe aus Itzehoe
gehört, ist damit einer der grössten Biodieselproduzenten
in Deutschland.
Trennschichtmessung in der
Biodieselherstellung
Die Herstellung von Biodiesel läuft in verschiedenen
Produktionsschritten ab. Bei
der Ölgewinnung wird mithilfe des Warmpressverfahrens
in zwei Schritten Öl aus der
Raps-Saat gewonnen. Bei der Raffination
wäscht nachfolgend ein chemisch/mechanisches
Verfahren Schleimstoffe aus dem Rohöl.
Das raffinierte Rapsöl wird dann in der
Umesterung unter der Zugabe von Methanol
und eines Katalysators erhitzt. Durch eine
chemische Reaktion wird die Struktur des
Öls so verändert, das Biodiesel und Rohglycerin
entstehen. In mehreren nachfolgenden
Stufen wird der Biodiesel gewaschen und
getrocknet. Die Glycerindestillation entfernt
aus dem Rohglycerin unerwünschte organische
Stoffe, mittels Reinigung und Bleiche
wird es dann zu pharmazeutischem Glycerin
veredelt.
Geführte Radarmesstechnik
erfüllt die Messaufgabe
In der jüngeren Vergangenheit haben sich
die kapazitive Messtechnik sowie die geführte
Radarmesstechnik zur Trennschichtmessung
durchgesetzt. Die kapazitive Messtechnik
nutzt den grossen Unterschied der
Autor
Norbert Thomann ist
Produktmanager Füllstand bei
Endress+Hauser
in Weil am Rhein
Polyscope 12-13/11

Dielektrizitätskonstanten (Dk) der zu messenden
Medien aus (Kohlenwasserstoffe haben
einen Dk-Wert von zirka 2 und Wasser
von zirka 80) und gibt als Messwert nur die
Trennschicht aus.
Die geführte Radarmessung nutzt Dk-
Sprünge, für den Gesamtfüllstand von Luft
(Dk 1)auf Kohlenwasserstoff (Dk 2) und für
die Trennschichtmessung von Kohlenwasserstoff
aufWasser(Dk 80), aus. DieLaufzeit
der Welle, verrechnet mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit,
ergibt dann die jeweilige
Distanz. Die geführte Radartechnik ist damit
in der Lage, dichteunabhängig und nahezu
wartungsfrei, die Trennschicht und
den Gesamtfüllstand als Messwert darzustellen.
In der Kolonne 4der Umesterung, inder
die Mediumstrennung zwischen Biodiesel
und Glycerin stattfindet, muss zur Prozesssteuerung
die Trennschicht erfasst werden.
Prozessbedingt kann es hier zu starker
Emulsionsbildung kommen. Die bisher eingesetzte
kapazitive Sonde lieferte, auch bei
Emulsionsbildung, zuverlässige Messwerte,
jedoch war zeitweise, aufgrund von unterschiedlicher
Ansatzbildung, eine Nachjustage
erforderlich.
Betrieb im Bio-Ölwerk Magdeburg
läuft wartungsfrei
Die Herausforderung der Messaufgabe mit geführtem
Radar war,eine genaue Trennschicht
zu erfassen, auch wenn sich zwischen den
Medien eine Emulsionsschicht bilden und am
Sensor sich eine nicht genau definierte Ansatzbildung
einstellen kann.
Der Levelflex FMP 55 erfüllt diese Anforderung,
und seither läuft der Betrieb im Bio-
Ölwerk Magdeburg wartungsfrei. Mit dem
Multiparamter-Transmitter ist es gelungen,
das kapazitive Messprinzip zur Trennschichtmessung
mit dem geführten Radarprinzip zur
Trennschichtmessung in einer Sonde zu kombinieren.
Der FMP 55 misst bei einer klaren
Trennschicht den Gesamtfüllstand und die
Trennschicht über den geführten Radar-Modus.
Im Hintergrund läuft parallel immer die
kapazitive Auswertung mit. Mit den gemessenen
Distanzen und den bekannten kapazitiven
Verhältnissen der Koaxialsonde kann die
Software den Ansatz erkennen und falls nötig
korrigieren.
Bei herkömmlich geführtenRadarsonden
bewirkt eine Emulsionsschicht zwischen
den Medien einen Signalverlust der Trennschichtoberfläche.
Der Levelflex schaltet hier
automatisch auf den kapazitiven Modus um
und gibt unter diesen Anwendungsbedingungen
einensicherenTrennschichtwertan
Polyscope 12-13/11
Sichere Trennschichterfassung
auch bei
Emulsionen
übergeordnete Systeme weiter. Der FMP55
ist die Multiparameter-Trennschichtsonde
der Gerätefamilie Levelflex FMP50 bis 57.
Diese leitet eine neue Ära ein, denn hier hat
es einHerstellergeschafft,die Forderungder
Betreiber nach Einheitlichkeit und Durchgängigkeit
in der Feldinstrumentierung,
festgeschrieben in der NAMUR-Empfehlung
NE131 (NAMUR-Standardgerät), messparameterübergreifend
umzusetzen.
Intelligentes Datenmanagement erhöht
die Anlagenverfügbarkeit
Ein weiteres Feature der Gerätegeneration
ist ein im Gehäuse fest integrierter Datenspeicher,
das «HistoROM». Dieser speichert
automatisch alle Parametrierdaten bei der
Inbetriebnahme. Eine aufwendige Neuprogrammierungder
Elektronik beiElektroniktausch
oder einUploadder Daten übereinen
Computer entfällt. Die neu installierte Elektronik
lädt sich beim Hochfahren automatisch
die Daten vom HistoROM und ist sofort
ohne weitere Einstellungen betriebsbereit.
DasBediendisplay verfügt ebenfalls über
einen Datenspeicher; dieser spart Zeit bei
derMultiplikation derEinstellungen mehrerer
gleicher Messstellen. Beim Tausch eines
kompletten Gerätes kann so über das Display
die Programmierung ohne zusätzliche
Hilfsmittel wieder hergestellt werden. So
kann das Bedienpersonal auch ohne Fachmann,
beispielsweise während der Nachtschicht,
eine defekte Messstelle wieder in
Betrieb setzen.
Wenn SIL, dann richtig
Als erste Geräte der geführten Radarfamilie
wurde die Levelflex-Familie nach der 2010
überarbeiteten IEC 61508:2010 (Edition 2.0)
entwickelt. Es ist möglich, das Prüfintervall
(üblicherweise ein Jahr) auf bis zu drei Jahre
zu verlängern und eine hohe Prüftiefe ohne
Betriebsunterbrechung im eingebauten Zustand
abzudecken.«
TRANSMITTER-FAMILIE MESS- UND PRÜFTECHNIK
Nach einem Elektroniktausch werden die
Geräteparameter automatisch vom HistoROM
in die Elektronik geladen
In der Kolonne 4der Umesterung, in der die
Mediumstrennung zwischen Biodiesel und
Glycerin stattfindet, kann es zu starker
Emulsionsbildung kommen
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