バイオテクノロジー施設、ERS技術で発酵槽の処理能力を向上

顧客

農業用酵素施設 - 米国

アプリケーション

酵素発酵槽でのレベル測定

アプリケーション特性

• 60 フィートタンク（18 m）
• プロセス撹拌
• 無菌環境

課題

中西部にあるバイオテクノロジー施設では、酵素発酵に使用するタンクに問題が繰り返し発生していました。 具体的には、このタンクで生産されるバッチに一貫性が欠けるという問題がありました。

これらの問題は、タンクでレベル測定を繰り返し測定することができないことが原因でした。 測定誤差は頻繁にスパンの 3～5% を超え、スパイクも頻繁に発生していました。 さらに、時間応答が非常に遅く、レベル制御には最適ではありませんでした。 タンク内の撹拌機が 3～5 分で処理を逆転するため、施設のエンジニアはタンク内のレベルを測定するために圧力ベースのソリューションを使用することを選択しました。 タンクの底にはリモートダイアフラムシールを備えた差圧トランスミッタが取り付けられ、 空気圧リピーター付きのインパルス配管は、タンクの上部から差圧トランスミッタの低圧側まで伸びていました。 結局のところ、このような背の高いタンクで機械式リピーターを使用したことが、3～5% の測定誤差の原因でした。

タンク内のレベル測定を再現できないことが、依然として不満の原因となっていました。 このため、エンジニアは発酵槽の収率を計算できずにいました。 また、エンジニアはプロセス中のすべての測定値をバックチェックおよびフォワードチェックする必要があったため、運用コストが増加しました。 発酵槽内のレベル測定値が他のチェック結果と一致しないため、 一貫したバッチ品質とスループットを実現することは困難でした。

ソリューション

バイオテクノロジー施設は、発酵槽の既存の設備を 3051S 電子リモート・センサー・システムに置き換えました。 3051S ERS システムは、電気線で互いに連結された 2 つの圧力センサで構成されています。 差圧は、2 つのセンサのうちの 1 つで計算され、4–20 mA/HART 信号によって制御システムに送り返されます。 このデジタル DP アーキテクチャにより、多くの問題の原因となっていたインパルス配管と機械式リピーターを排除できるようになりました。

エンジニアは、従来の圧力伝送器と同じ方法で 3051S ERS システムを簡単に設置できました。 測定が開始されると、エンジニアは時間応答の劇的な改善に気づき、以前は気付かなかったタンクのレベルの変化を正確かつ迅速に追跡できるようになりました。 さらに、エンジニアは測定精度が 3～5% から 0.5% 未満に向上したと見積もっています。 タンク内のレベルを一貫して測定できるようになったことで、施設では発酵槽でより多くの酵素を生産できるようになりました。 施設の計器技術者は、「この用途は最大の頭痛の種でしたが、現在では必要な製品の品質に応じて発酵槽が第一選択肢とされています」と述べています。