Mesure de débit pour les fluides très visqueux
Stabilité à long terme et nettoyage facile grâce au capteur SAW – la collaboration avec Polymaterials AG
Le débitmètre FLOWave convient à presque tous les secteurs, même à la production de polymères. Les Polymaterials AG l’utilisent lors du scale-up dans l'usine pilote du parc chimique de Leverkusen pour déterminer l’arrivée des fluides à haute viscosité avant l’extrudeuse.
« Comme nous devons souvent faire un travail de pionnier et emprunter de nouvelles voies, nous sommes également tributaires de la créativité lors de la mise en œuvre technique et, surtout lors du scale-up, nous aimons regarder au-delà de l’horizon pour voir ce qui peut être utilisé ».
Les moindres changements ont de grandes conséquences
Lors du scale-up, l’installation de production pour le dégazage thermique fonctionne avec une extrudeuse à cylindres planétaires comme réacteur chimique. Les interactions lors du processus d’extrusion sont ici très polyvalentes. Les niveaux de pression, la vitesse de rotation, les zones de température et le débit jouent un rôle important. Comme la moindre modification d’un paramètre peut avoir des répercussions importantes sur l’ensemble du processus, il est important de connaître ou de maintenir constantes autant de variables que possible. « Selon le processus, cela peut aller jusqu’à 50 paramètres », explique Christian Hauner. Pour valider le processus, l’extrudeuse doit délivrer constamment une certaine quantité de granulés de polymère à la fin. Le débit de la production de polymères est donc une donnée importante. La quantité de polymères entrant dans l’extrudeuse et la quantité de matière granulaire sortant de l’extrudeuse fournissent des indices importants pour évaluer la qualité du produit et du processus. Mais jusqu’à présent, le débit ne pouvait être déterminé que par gravimétrie sur la matière granulaire obtenue. Cependant, la collecte et la pesée de la matière granulaire étaient très laborieuses et prenaient beaucoup de temps. « Nous n’avions pas le choix. Les débitmètres selon le principe de Coriolis en amont de l’extrudeuse s’étaient malheureusement révélés inadaptés par le passé », souligne Christian Hauner. Si un essai ne se déroulait pas comme prévu, le capteur devait être jeté parce que les tubes de mesure coudés ne pouvaient pas être nettoyés. De plus, une grande résistance devait être franchie au départ. Il est bien sûr préférable de contrôler en même temps ce qui entre dans l’extrudeuse.
« Si nous savons par exemple que 60 l entrent par heure, nous pouvons à la fin évaluer la qualité du processus sur la base de la matière granulaire obtenue. Avec FLOWave, une régulation du débit et un mode de fonctionnement stationnaire sont très faciles à mettre en œuvre ».
Mesure continue de débit à l’entrée de l’extrudeuse
Les spécialistes des polymères ont finalement trouvé une solution pratique pour mesurer le débit à l’entrée de l’extrudeuse dans le cadre d’une visite du salon Bürkert. Le choix s’est porté sur le débitmètre FLOWave. Entre-temps, le débitmètre a fait ses preuves dans l'usine pilote et il est question d’utiliser à l’avenir d’autres de ses fonctions, par exemple la détermination de la densité. Il fonctionne selon le procédé breveté SAW (Surface Acoustic Waves), c’est-à-dire qu’il utilise la vitesse de propagation des ondes acoustiques de surface dans les liquides. Lors de tests approfondis avec des polymères très visqueux et des températures allant jusqu’à 80 °C, le débitmètre a convaincu sur tous les points. Ainsi, le système de mesure se passe d’éléments de détection dans le tube de mesure, ce qui présente plusieurs avantages :
- Pas de fuites
- Pas d’incompatibilité de matériaux
- Pas de maintenance
- Pas de chute de pression
- Nettoyage facile
- Le capteur se comporte comme le tube (stable à long terme, pas de ré-étalonnage)
- Précision de 0,4 % de la valeur mesurée
- En acier inoxydable de haute qualité
- Nettement plus léger que les systèmes Coriolis comparables
Dans la variante montée en amont de l’extrudeuse, d’un diamètre nominal de DN 15, il pèse environ 3 kg, soit environ un dixième seulement d’un système de mesure Coriolis comparable. La manipulation lors du montage s’en est trouvée considérablement facilitée. Position de montage indifférente. L’afficheur peut être positionné au choix, ce qui rend le débitmètre facilement accessible pour la configuration lors de la mise en service. Différentes possibilités d’affichage et de régulation sont disponibles sur le système de contrôle des processus. En fonctionnement, le débitmètre SAW consomme peu d’énergie et le principe de mesure sans usure permet d’économiser des frais de service.
« La mise en service est facile. Nous avons pu nous en occuper nous-mêmes et si nous avions des questions à poser à Bürkert, il nous suffisait d’appeler brièvement et nous étions aidés rapidement et de manière compétente. Avec Bürkert, nous avons trouvé un partenaire coopératif et compétent avec lequel nous continuerons à travailler à l’avenir ».
Grâce à la multitude de possibilités et de modèles, la mesure de débit en continu selon le principe SAW convient également à de nombreux autres secteurs, d’autant plus que le FLOWave peut fournir des valeurs mesurées supplémentaires telles que la température et la concentration du fluide et détecter les impuretés.
« Lors de tests approfondis avec des polymères très visqueux et des températures allant jusqu’à 80 °C, le débitmètre a convaincu sur tous les points. De plus, le système de mesure n’a pas besoin d’éléments de détection dans le tube de mesure, ce qui facilite le nettoyage lorsqu’un essai se déroule différemment de ce qui était prévu ».