В последнее время занимаюсь подбором датчиков и приборов для модернизации CIP. Сегодня расскажу о CIP станции, проблемах в ее работе. Но сначала немного теории. CIP (Clean-in-place) это метод безразборной мойки оборудования на предприятиях с высокими гигиеническими требованиями, а именно пищевая, фармакологическая, косметическая и тому подобные отрасли производства.

В двух словах это станция, состоящая из нескольких емкостей с моющими и дезинфицирующими растворами, и автоматики, управляющей насосами, клапанами, нагревателями. Смысл в том, что по трубам, клапанам и емкостям, которые нужно помыть прогоняются по определенной программе моющие средства и вода с определенной температурой с соответствующим давлением заданное время. Моющие средства должны вернуться, каждое в свою емкость для повторного использования.

Все автоматизировано, труд человека состоит в задании температуры (обычно ее вообще не трогают, выставив нужную один раз) и запуске мойки нажатием на кнопку. А вот дальше, чтобы магия продолжалась, начинается труд киповцев =)

Самый важный контролируемый параметр это концентрация моющих растворов. При возврате растворов после мойки необходимо определить что за раствор в данный момент возвращается и куда его заливать. На наших CIP станциях это реализовано с помощью PH метров. В возвратной трубе стоит PH электрод и по уровню PH трансмиттер управляет пневматическими клапанами, формируя правильный маршрут. Щелочной раствор загоняется в емкость с щелочным раствором, а кислотный, соответственно, в свою емкость.

После моющих растворов идет промывка водой. Водой же и вытесняются моющие средства. Границу раздела сред отрабатывает тот же PH электрод, закрывая путь в танки с моющими растворами воде. Всё вроде бы просто, если бы не одно "но" — PH электрод.

Для хорошей работы PH электрода он должен быть чистым. Находясь в возвратной трубе на PH электроде оседают частицы и его стекло и диафрагмы заволакивает налетом. Этот налет влияет на скорость реагирования датчика при изменении величины PH измеряемой среды. Т.е. пока "тормозит" PH электрод при переходе со щелочи на воду вместо щелочи в емкость возвращается вода, занижая концентрацию моющего раствора. При подачи щелочи после промывки "тормоза" PH электрода сливают щелочь мимо емкости со щелочью, т.к. управление думает, что это еще вода.

Все это влияет на расход дорогих специализированных концентратов для CIP мойки, из которых приготавливаются растворы. Концентрация моющих растворов в течении времени должна поддерживаться на заданном уровне автоматически. Возле большой емкости с растворами находятся емкости поменьше с концентратами, которые с помощью насосов-дозаторов повышают концентрацию до нужного уровня. По замыслу подрядчиков, устанавливающих CIP, это должны были делать тоже PH метры. Электроды были установлены на арматуре погруженной вглубь емкости с растворам и подключены к насосам-дозаторам со встроенным трансмиттером PH и ПИД регулятором, который при приближении к заданной концентрации уменьшал производительность насоса-дозатора.

Всё бы хорошо, но из-за безответственности людей, работающих с оборудованием и, возможно, недодуманности конструкции эта система полностью вышла из строя. PH электроды сверху арматуры постоянно заливало агрессивными растворами, от чего они просто на просто ушли в мир иной. А на насосах-дозаторах забивались фильтры, дубели трубки, по видимому эта головная боль всем надоела и их просто отключили (это произошло еще до моей работы на предприятии). А залив концентратов производится вручную из канистры пару раз в день, подвергая риску химических воздействий на людей, которые это делают, что, разумеется, не есть хорошо.

После перемешивания раствора берется проба и методом титрования в лаборатории определяется концентрация в процентах. Это тоже периодический "головняк". Т.к. датчик показывает уровень PH а лаборатория выдает проценты происходит путаница и спор — соответствует ли раствор заданной концентрации. Зависимость единиц PH к концентрации не совсем линейная.

В связи с этими проблемами встал вопрос о модернизации имеющегося оборудования.
Во первых есть большое желание уйти от PH метров (тормоза, постоянное обслуживание, износ электродов).
Во вторых хотелось бы видеть концентрацию растворов сразу в процентах.
В третьих нужно восстановить автоматическое поддержание концентрации насосом-дозатором.

Решение проблемы вижу в замене PH электродов на индуктивный датчик измерения проводимости, о выборе которого расскажу в следующий раз.