Soluciones innovadoras para la detección de presión en la producción de biogás

Soluciones innovadoras para la detección de presión en la producción de biogás

El análisis microbiológico es un componente importante del proceso de fabricación de biogás. En este caso, se emplean transmisores combinados de presión y temperatura de STS.

El Instituto de Ingeniería Agrícola y Ganadería del Centro de Investigación Agrícola del Estado de Baviera ha estado examinando, entre otras cosas, la influencia de sustancias activantes o tóxicas en el proceso de producción de biogás. A diferencia del proceso de flujo continuo de una planta de biogás, las investigaciones de potencial como esta se llevan a cabo en procedimientos intermitentes por lotes. Para estas investigaciones, se ha desarrollado especialmente un sistema de mini lotes, basado en transmisores combinados de presión y temperatura de STS.

Medir la actividad microbiana

Para garantizar un control de temperatura confiable, que es esencial para este tipo de investigaciones debido a su papel vital en la actividad microbiológica, el sistema de mini lotes se sumerge en un baño de agua. Dentro de este baño, se sitúan unos 33 puntos de medición de modo que se pueden probar diez variantes, así como una muestra de control, tanto para evaluación paralela como estadística. La medición de la actividad microbiana se realiza indirectamente mediante una determinación continua de la producción de biogás con la ayuda del transmisor de presión ATM / N de STS.

Para calcular adicionalmente la productividad del metano, la composición del gas se analiza regularmente usando un cromatógrafo de gases. Después de agregar 100 ml de contenido de fermentador a botellas Schott-Duran de 300 ml, los transmisores de presión ATM / N son capaces de registrar exactamente el aumento de presión provocado por la producción de biogás. A partir de esto, es posible una evaluación estadística exacta y una valoración de la adición de sustancias en el proceso de producción de biogás, al igual que una comparación entre esas variantes individuales.

Los sensores combinados son muy versátiles

Una ventaja sustancial de los sensores combinados de presión y temperatura es el registro de ambos parámetros del proceso desde un solo puerto de presión. Aquí, la sonda de temperatura está sumergida en el medio y proporciona un rango de medición de – 25… + 50 ° C. Todas las conexiones están soldadas y cumplen con la clasificación de protección IP68. Esto tiene la ventaja de que estos sensores, además de su uso industrial, también se pueden aplicar en las industrias alimentaria y farmacéutica. Otras aplicaciones típicas de los transmisores son la ingeniería de plantas y máquinas, la tecnología de prueba y calibración, la ingeniería de procesos y la tecnología ambiental, así como la construcción naval. Estos sensores también se implementan en el entorno industrial de las plantas de biogás para determinar el nivel de llenado dentro de los fermentadores.

Las siguientes características distinguen a estos sensores de presión: rangos de medición de 0… 50 mbar a 0… 25 bar, alta respuesta dinámica y precisión (<0,1% FS), adaptación mecánica y eléctrica a aplicaciones de usuario final debido al sistema modular del fabricante . A pedido, también se pueden suministrar diseños intrínsecamente seguros. Es a través de estas propiedades técnicas que los sensores de presión se adaptan a diversos campos de aplicación en la tecnología de medición, así como en el equipamiento de bancos de prueba e instalaciones de calibración.

Original publication: INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2014 

Medición de densidad en caudalímetros de gas

Medición de densidad en caudalímetros de gas

El consumo de gas se calcula utilizando medidores de gas que miden el volumen de flujo. Dado que la densidad del gas, y por tanto también su volumen, depende tanto de la presión como de la temperatura, la cantidad medida puede desviarse debido a la presión o temperatura predominantes. El volumen de gas, dependiendo de la presión y la temperatura, se puede describir mediante la fórmula p · V / T = Constante (p: presión, V: volumen, T: temperatura).

Si bien la presión con la que fluye el gas a través de las tuberías se puede controlar y supervisar con relativa facilidad, este no es el caso de la temperatura. Las diferencias de densidad resultantes influyen en el caudal medido. Lo que aquí sigue siendo insignificante para el consumidor normal debido a un uso relativamente ligero se convierte en un factor de coste importante para esos grandes consumidores.

Con la Directiva sobre instrumentos de medición (MID) , se emitió una guía para toda la UE para instrumentos de medición a fin de establecer un procedimiento de aprobación uniforme para todos los estados de la UE y algunas otras naciones. Otros objetivos de la directiva incluyen una prueba única y unificada para la aprobación de instrumentos de medición, así como una reglamentación uniforme y transnacional para la calibración inicial. Con estas regulaciones transnacionales designadas, se lucha por lograr una calidad de producto aún mejor y se garantiza la igualdad de condiciones. Diez tipos de instrumentos de medición en el ámbito de la metrología legal están cubiertos por el MID, con los requisitos para medidores de gas y convertidores de volumen establecidos en el Anexo MI-002.

Se deben tener en cuenta la presión y la temperatura al calcular las cantidades exactas de gas. Y esto requiere sensores apropiados en los medidores de gas. En lugar del volumen, se debe indicar la masa del gas, ya que esta es la medida más precisa a la luz de la densidad fluctuante. Para determinar esto de manera confiable, es necesario medir tanto la presión como la temperatura y, por lo tanto, determinar la densidad.

Alta precisión mediante compensación computacional

Hay dos tipos de sensores de presión y temperatura para conectar a los medidores de gas. En la primera variante, el transmisor de presión se atornilla a la tubería de suministro de gas y se conecta al medidor de gas mediante un cable. Sin embargo, en la variante dos, el sensor se instala directamente en el dispositivo (el ejemplo específico a continuación describe la variante dos).

Los rangos de presión utilizados para la dosificación de gas se encuentran generalmente entre 0,8 y 3,5 bar (absoluto) y 2,5 a 10 bar (absoluto). Los requisitos en términos de precisión son enormes: se exige un 0,2% del valor medido a temperaturas de -20 ° C a 60 ° C. Sin embargo, esta cifra no se puede lograr con sensores de presión convencionales. Para mantener este nivel de precisión, se debe aplicar una compensación computacional. Por esta razón, STS suministra sus transmisores de presión y temperatura no solo con funcionalidad probada, sino también parametrizados (coeficientes de compensación polinomial).