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Medición de concentración utilizando medidores de flujo de Coriolis

Es bien sabido que los medidores de caudal de Coriolis son un método muy preciso para medir el flujo de masa de líquidos, gases y vapores. Sin embargo, lo que a veces se pasa por alto es que también miden la densidad simultáneamente. Esta es una variable muy útil que puede usarse tanto para la calidad del producto como para la concentración.

Por Jonathan Humphrey, Gerente de marketing de productos - Flow, Endress + Hauser Ltd.

jonathan humphrey

Jonathan Humphrey, Gerente de marketing de productos - Flow, Endress + Hauser Ltd


Los tubos de medición en el medidor de caudal oscilan a su frecuencia natural, que depende del medidor específico y del producto que contiene.

La frecuencia se mide y es directamente proporcional a la densidad del fluido. Los componentes electrónicos convierten esto en un valor de densidad, que puede mostrarse en la pantalla o estar disponible como salida.

Un medidor de caudal Coriolis típicamente medirá la densidad con una precisión entre ± 1kg / m3 y ± 20kg / m3 con algunos medidores especializados que ofrecen un rendimiento aún mejor.

Debido a la baja densidad de los gases, el uso de medidores Coriolis para determinar la densidad no suele ser posible. Sin embargo, esta técnica de medición ofrece algunos beneficios excelentes cuando se trata de líquidos.

Los medidores de Coriolis también miden la temperatura para proporcionar todas las variables necesarias para la medición de la concentración basada en la densidad.

Cuando se pueden mezclar dos productos para formar un líquido homogéneo, la información de densidad y temperatura se puede usar en una tabla o fórmula para determinar la concentración. Esto tiene muchas aplicaciones como Brix (azúcar en agua) o ABV (alcohol por volumen) en la industria de alimentos y bebidas, concentraciones de ácido en la industria química y, con medidores avanzados, incluso se pueden aplicar en la industria de petróleo y gas para determinar Corte de agua (relación aceite / agua).

Algunos medidores Coriolis en el mercado tienen software de concentración incorporado; otros se utilizan junto con un controlador separado. Esto hace que la información de concentración esté disponible directamente a través de una amplia gama de protocolos industriales, incluyendo 4 – 20mA HART, PROFIBUS, PROFINET y Ethernet / IP.

El uso de la comunicación digital también proporciona mayor información de diagnóstico, como el estado del medidor de flujo, fallas electrónicas y detección de acumulación. Esto puede ayudar a minimizar cualquier tiempo de inactividad inesperado al permitir el mantenimiento predictivo

Las ventajas son simples: la medición precisa en línea de la concentración que puede ahorrar tiempo y costos en comparación con las técnicas típicas de laboratorio. El riesgo de perder un lote se reduce debido a la medición continua, y el error humano se elimina de la ecuación. Debido a que la información de densidad y concentración está disponible al instante, se puede lograr un control más estricto del proceso.

Al mismo tiempo, el instrumento está midiendo el caudal y la temperatura, por lo que se puede transmitir una gran cantidad de información del proceso. También es posible usar el medidor para registrar el flujo total de un componente específico de una mezcla (por ejemplo, alcohol).

Un medidor de flujo Coriolis no tiene partes móviles en la corriente de flujo, por lo que los costos de mantenimiento se reducen drásticamente en comparación con las técnicas de medición de flujo más tradicionales, como medidores de desplazamiento positivo o dispositivos de presión diferencial.

Dependiendo de la importancia crítica del punto de medición, vale la pena considerar un programa de calibración que normalmente es determinado por el usuario o la autoridad reguladora. Algunos medidores de flujo pueden auto-verificarse, lo que puede ayudar a calificar el rendimiento entre calibraciones y, en algunos casos, incluso extender el tiempo entre calibraciones.

Los medidores de caudal de Coriolis se fabrican en una amplia gama de diámetros de tubería, por lo que la densidad y, por lo tanto, la concentración, se pueden medir en tuberías muy pequeñas DN01 (1 / 24 ") hasta grandes tamaños de línea de DN350 (16").

Para minimizar los gastos de capital, incluso es posible instalar un medidor Coriolis en una línea de derivación, siempre que el producto en la derivación sea representativo de la línea principal. Cuando se utiliza un caudalímetro volumétrico, como un medidor de desplazamiento positivo, a veces es necesario compensar un cambio en la densidad del producto (por ejemplo, después de un cambio en la temperatura).

En este caso, se puede usar un medidor Coriolis para medir la densidad y convertir la lectura de flujo volumétrico en una lectura de flujo másico. Como se indicó anteriormente, esto se podría hacer en un bypass, que es una técnica que se usa a menudo para grandes tuberías de hidrocarburos.

Para la medición de la concentración, es importante apreciar que la inclusión de componentes adicionales en la mezcla aumenta el error a menos que estos puedan ser compensados ​​con precisión. En el caso de que tres o más productos cambien, puede ser difícil, incluso imposible, medir la concentración con precisión.

Un ejemplo de esto es usar Brix para medir el jugo de naranja. Brix es exclusivamente una medida de azúcar (típicamente sacarosa) en agua, que a menudo se aplica para medir la concentración de jugo de naranja.

El jugo de naranja contiene ácidos, compuestos fenólicos y, a veces, sólidos que afectan la medición y dificultan la comparación. Esto también se aplica a otras técnicas como la refractometría, razón por la cual los dos métodos pueden no estar de acuerdo.

A veces es posible configurar el medidor de caudal Coriolis para compensar los componentes adicionales si son muy consistentes. Si este no es el caso, entonces la precisión se perderá pero la medición será repetible.

PromassF300 para la medición de la concentración

Otro factor importante es la consistencia de los productos. Si la densidad de los componentes cambia, la densidad para una concentración dada será diferente, lo que impactará en el resultado. Esto a menudo puede causar un problema en la industria láctea cuando se mide la concentración de grasa en la leche.

Las diferentes estaciones, hatos y pastos pueden tener un impacto en la densidad de la grasa de la leche, por lo que resulta muy difícil medirla con precisión. Para superar esto, la densidad de los productos individuales debe ser conocida o medida. Esto se puede hacer en una línea principal antes de que el producto se diluya o reduzca.

Un instrumento de alta precisión y flexibilidad, el medidor de flujo Coriolis ofrece una medición precisa del flujo de masa de líquidos, vapores y gases con costos operativos muy bajos, incluso en instalaciones reducidas.

Además, las variables adicionales medidas (densidad y temperatura) proporcionan una gran cantidad de información sobre el proceso y facilitan variables indirectas como el flujo volumétrico y la concentración (para líquidos). La medición de la concentración en vivo puede ayudar a reducir los costos y aumentar la productividad en la planta.

Informador de la industria de procesos

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