哥伦比亚制糖厂用TOC分析法防止产品泄漏

为了保护锅炉和冷凝器等设备，糖厂的冷凝水不可含有糖或糖汁，以免造成产品损失、降低工厂利润。因此，快速有效地监控产品泄漏或运行故障能够帮助操作员及时停止、改变、或改进操作，避免损坏设备或增加成本。从前，糖厂是用pH值、电导率、碱度、白利糖度（Brix Degree）、HPLC分析等方法来检测产品泄漏。在正常环境下，糖分子不会电离，其pH值为中性，因此上述大多数方法都不适用于检测糖泄漏。在高温高压的生产过程中，糖分子会分解，成为能够导致沉积、腐蚀、结垢的破坏性化合物。此外，当糖分子分解时，会失去原有的HPLC特征峰。这就使得工厂需要一种快速、可靠、准确的方法来监测糖。糖是由碳、氢、氧组成的碳水化合物。通过测量TOC总参数，精确量化溶液中的所有有机化合物，就能很容易检测出糖。哥伦比亚制糖厂用总有机碳(TOC)分析法防 止代价昂贵的产品泄漏 挑战 哥伦比亚的知名制糖企业 Ingenio Pichichi 的主要生产活动是加工甘蔗，为国内外客户提供各种各样的糖产品。糖厂重视环保和高效运营，追 求高盈利。糖厂每天加工约4300吨甘蔗，出产蜂蜜制品、原糖、白 糖、红糖等多种糖产品。由于产量巨大，优化生产并防止昂贵的产品 泄漏到生产工艺之中就变得至关重要。糖厂的现场实验室收集数据，帮助糖厂做出可提高生产效率和节省成本的决策。 将甘蔗加工成可出售的商品，需要涉及到一系列工艺步骤，包括粉碎、澄清、过滤、蒸发、结晶、离心。在蒸发阶段，需要用多级蒸馏系统 来浓缩糖汁。锅炉为第一阶段供应清洁蒸汽源，第一阶段产生的蒸汽 进入下一阶段，然后继续进行其他步骤。最后阶段产生的蒸汽被压力 冷凝器冷凝成冷凝水后，被收集到冷却罐中。每个阶段的冷凝水都会 被收集到冷却罐中，以后用作冷却水。 为了保护锅炉和冷凝器等设备，冷凝水不可含有糖或糖汁，以免造成 产品损失、降低工厂利润。因此，快速有效地监控产品泄漏或运行故 障就变得非常重要。及早发现产品泄漏，能够帮助操作员及时停止、改变、或改进操作，避免损坏设备或增加成本。 解决方案 从前，糖厂是用 pH值、电导率、碱度、白利糖度 ( Brix Degree)、HPLC 分析等方法来检测产品泄漏。在正常环境下，糖分子不会电离，其 pH 值为中性，因此上述大多数方法都不适用于检测糖泄漏。在高 温高压的生产过程中，糖分子会分解，成为能够导致沉积、腐蚀、结 垢的破坏性化合物。此外，当糖分子分解时，会失去原有的 HPLC 特 征峰。这就使得工厂需要一种快速、可靠、准确的方法来监测糖。 图 1. Sievers* InnovOx 实验室型 TOC 分析仪用于泄漏检测 糖是由碳、氢、氧组成的碳水化合物。通过测量 TOC 总参数，精确量化溶液中的所有有机化合物，就能很 容易检测出糖。TOC 分析仪的工作原理是，将有机分 子氧化成二氧化碳(CO2)，然后检测逸出的二氧化 碳。Ingenio Pichichi 糖厂购买了 Sievers* InnovOx 实 验室型 TOC分析仪(见图1)，用来表征和分析系统。这帮助糖厂建立了蒸汽、冷凝水、冷却水的控制限，从而帮助糖厂优化生产工艺、提高生产利润。应当在 以下几个地点监测 TOC： C 第一台锅炉的进水 每个阶段产生的冷凝水 ● 冷法罐的进水和出水 Sievers InnovOx 实验室型分析仪采用超临界水氧化 (SCWO， Super Critical Water Oxidation) 和非色散 红外(NDIR， Non-Dispersive Infrared ) 检测技术，能够监测 50 ppb (pg/L)至 50，000 ppm(mg/L)碳 浓度范围。糖厂预期的常规TOC 值大概在200至500ppm 范围内，但如果发生运行故障或产品泄漏，碳浓 度会达到5，000至20，000 ppm TOC 峰值。 |结论 TOC 分析是简便而准确的分析方法，能够检测出导致 代价昂贵的设备损坏和生产损失的产品泄漏事件。哥 伦比亚的知名制糖企业 Ingenio Pichichi 需要改进水系 统的监测和性能。粉碎过程的蒸发阶段，包括不间断 的蒸汽和冷凝水的反复加热和冷却阶段，是糖泄漏的 多发阶段。 Ingenio Pichichi 糖厂使用 Sievers InnovOx 实验室型 TOC 分析仪对上述关键阶段进行 TOC 监测， 实现了利润目标，同时达到了环保和运营 目标。