Medición del caudal en medios de alta viscosidad
Estabilidad a largo plazo y limpieza sencilla gracias al sensor SAW: la colaboración con Polymaterials AG
El caudalímetro FLOWave es apropiado para prácticamente todos los sectores, incluso en la producción de polímeros. Polymaterials AG lo utiliza en el scale-up en el centro tecnológico de Chempark Leverkusen para determinar la alimentación previa a la extrusora de medios de alta viscosidad.
«Dado que necesitamos ejercer a menudo una labor pionera y recorrer nuevos caminos, también dependemos de la creatividad en la realización técnica y, sobre todo en el scale-up, nos gusta mirar más allá de lo habitual para encontrar soluciones factibles».
Pequeños cambios con grandes efectos
En el scale-up, la planta de producción para la desgasificación térmica trabaja con una extrusora de rodillos planetarios como reactor químico. Las interacciones en el proceso de extrusión son muy variadas. Los niveles de presión, la velocidad de giro, las zonas de temperatura y el caudal ejercen un papel importante. Dado que incluso un cambio mínimo en uno de los parámetros puede tener una repercusión importante en el proceso global, es importante conocer y mantener constante el máximo de magnitudes de influencia. «Según el proceso, pueden llegar a ser cerca de 50 parámetros», explica Christian Hauner. Para validar el proceso, la extrusora debería producir, al final, de manera constante una cantidad determinada de granulado de polímero. Por lo tanto, el rendimiento representa una magnitud importante en la producción de polímeros. La cantidad de polímero que entra en la extrusora y la cantidad de granulado que sale de ella proporciona indicios importantes para evaluar la calidad del producto y del proceso. Sin embargo, hasta ahora, el rendimiento solo se podía determinar por vía gravimétrica a través del granulado obtenido. Pero la recogida y el pesaje del granulado era muy laborioso y llevaba mucho tiempo. «De entrada, no teníamos otra opción. Desgraciadamente, en el pasado, los caudalímetros según el principio Coriolis instalados previamente a la extrusora resultaron ser inapropiados», resalta Christian Hauner. Si un ensayo no salía según lo esperado, había que desechar el sensor, porque los tubos de medida curvados no se podían limpiar. Además, se tenía que superar una gran resistencia en el arranque. Naturalmente, es mejor controlar al mismo tiempo qué entra en la extrusora.
«Si sabemos que, por ejemplo, entra un caudal de 60 litros por hora, podemos evaluar al final la calidad del proceso con la ayuda del granulado obtenido. Con FLOWave, resulta fácil implementar una regulación del caudal y un funcionamiento estacionario».
Medición continua del caudal a la entrada de la extrusora
Finalmente, los especialistas en polímeros encontraron una solución práctica para la medición del caudal a la entrada de la extrusora al visitar el stand de Bürkert en una feria. La elección recayó en el caudalímetro FLOWave. Entre tanto, el caudalímetro ha demostrado su valía en el centro tecnológico y se está considerando utilizar, en el futuro, otras de sus funciones, por ejemplo, la determinación de la densidad. El caudalímetro funciona según el procedimiento SAW (Surface Acoustic Waves), que utiliza la velocidad de propagación de las ondas superficiales acústicas en los líquidos. En extensos ensayos con polímeros de alta viscosidad y temperaturas de más de 80 °C, el caudalímetro convenció en todos los aspectos. Por ejemplo, el sistema de medición no requiere elementos de sensor en el tubo de medida, lo que presenta diferentes ventajas:
- No se producen fugas
- No hay incompatibilidad de materiales
- No se requiere ningún mantenimiento
- No se producen caídas de presión
- Limpieza sencilla
- El sensor se comporta como un tubo (estable a largo plazo, sin recalibrado)
- Precisión del 0,4 % del valor medido
- Fabricado de acero inoxidable de alta calidad
- Considerablemente más ligero que los sistemas Coriolis comparables
En la variante instalada previamente a la extrusora con el diámetro nominal DN 15 pesa unos. 3 kg, es decir, aproximadamente diez veces menos que un sistema de medición Coriolis comparable. Esto facilitó claramente el manejo en el montaje. La posición de montaje quedará a su elección. El display se puede posicionar libremente, de modo que el caudalímetro es fácilmente accesible durante la puesta en marcha para realizar la configuración. En el sistema de control de proceso ofrece diferentes posibilidades de visualización y regulación. Durante el funcionamiento, el caudalímetro SAW consume poca energía, y el principio de medición libre de desgaste ahorra costes de mantenimiento.
«La puesta en marcha fue sencilla. Pudimos realizarla nosotros mismos y, en caso de dudas, simplemente hicimos una simple llamada a Bürkert, donde nos ayudaron de manera rápida y competente. Con Bürkert encontramos un socio cooperador y competente con el que seguiremos trabajando en el futuro».
Gracias a la multitud de posibilidades y variantes, la medición continua del caudal según el principio SAW también es apropiada para muchos otros sectores, ya que el FLOWave puede proporcionar valores medidos adicionales, tales como la temperatura del medio y la concentración, y detectar impurezas.
«En extensos ensayos con polímeros de alta viscosidad y temperaturas de más de 80 °C, el caudalímetro convenció en todos los aspectos. Además, el sistema de medición no tiene elementos sensores en el tubo de medida, lo que facilita la limpieza si un ensayo no se desarrolla según lo esperado».