Case study Bayer Agriculture met inline refractometrie en pH-meting

Bayer Agriculture, gesitueerd in de haven van Antwerpen, produceert chemicaliën, met onder andere gewasbeschermingsmiddelen voor de Europese, Afrikaanse en Aziatische markt. Met hun innovatieve producten willen ze de landbouwers zo duurzaam mogelijk benaderen. Op de site wordt glyfosaat gemaakt. Alvorens het een bruikbaar product wordt, moet het glyfosaat verder worden geconcentreerd. Dit gebeurt in een belangrijke eerste stap met een klassiek kristallisatieproces. Het eindresultaat is een zuiver glyfosaat kristal. Standaard mikken ze bij de crystallizer op 20 à 25% solids concentratie. En het is net die parameter die de procesoperators zo goed mogelijk willen controleren.

Refractometrie om het proces betrouwbaar te sturen en bovendien kosten te besparen

Wanneer de solids concentratie te hoog is, dan zullen de crystallizers en warmtewisselaars vervuilen. Dit zorgt ervoor dat de stoom niet meer optimaal benut wordt, wat op zich grote gevolgen heeft wat betreft de kosten (aardgas en CO2). Als ze de solids concentratie op punt kunnen houden, spreken we over een duidelijke kostenbesparing, wat het voor Bayer tot een duurzaamheidsproject maakt.

Historisch werd de controle van de solids concentratie aan de hand van online densiteitsmetingen gedaan. Dit bracht echter beperkingen met zich mee. Zo werd de concentratie, bekomen door de densiteitsmeting, beïnvloed door de onzuiverheden in de vloeistof. Bayer ging op zoek naar een meettechniek die de totale som van onzuiverheden in de vloeistoffase kon meten. Refractometrie is nu net de techniek om de total dissolved solids te meten in een vloeistof. Zonder invloed van partikels, kleur of gasbellen. De inline refractometrie wordt gebruikt om de densiteit te corrigeren voor de onzuiverheden. Het resultaat is dat er nu realtime de juiste solids concentratie inline wordt gemeten.

Bij de implementatie van de Vaisala K-Patents refractometers, bouwden ze een correlatie in. Door verschillende staalnames te doen over één maand tijd op de drie crystallizers kreeg je een duidelijke variatie in de solids concentratie. Op deze manier kon de solids concentratie gelinkt worden aan de densiteitsmeting en de RI-meting (Refractive Index). Zo is er uiteindelijk een relatie opgesteld met statistische tools, waar een vergelijking uitkwam en die vergelijking is in de DCS-systemen gestoken.

Bij de introductie van de metingen, is er ook meteen een controlesysteem geïmplementeerd, met als duidelijk resultaat een enorme verkleining van de variatie in solids concentratie. Daarnaast is het gebruik van stoom 3 à 4% efficiënter geworden, wat uiteindelijk resulteerde in minder onderhoud van de warmtewisselaar. Een mooie kostenbesparing in zijn geheel!

“Dankzij de expertise van Elscolab zijn we op de parameter refractometrie beland. Vandaar zijn we tot een goede selectie en configuratie van het toestel gekomen, aangepast op onze noden. Zo konden we in vertrouwen de juiste oplossing implementeren.”
Frederik De Prins, Process Engineering Lead Bayer Agriculture

Refractometrie als controle voor de kwaliteit van het eindproduct

Door op elk moment de hoeveelheid onzuiverheden in het proces te kennen, wordt de data gebruikt voor een betere processturing, met als doel de kwaliteit van het eindproduct – het glyfosaat kristal – te verbeteren.

Onmiddellijk weten ze of ze binnen specificaties lopen of niet. Zo kan er tijdig ingegrepen worden. De onzuiverheden in het proces worden gelinkt aan de katalysator van de reactor upstream. Door gebruik van de refactometer kan het proces realtime gestuurd worden richting een betere productkwaliteit.

Refractometrie als controle voor de productidentificatie van de grondstoffen

Door de goede ervaring op de crystallizers, werd er ook een project op de formulatie in gang gezet. Alvorens er geformuleerd kan worden, dienen enkele bijkomende grondstoffen gelost te worden, en net daar gaat de refractometer meerwaarde bieden. Het gaat inline aan productidentificatie doen. Dit heeft een economisch én een veiligheidsaspect. Het lossen van het verkeerde product is nu uitgesloten.

“We zijn enorm tevreden van het gebruik van de Vaisala K-Patents inline refractometers. Het voordeel van deze robuuste meting is dat het onderhoudsvrij is, je moet het niet kalibreren, het kan overweg met solids en wordt bovendien niet verstoord door gasbellen.”
Frederik De Prins, Process Engineering Lead Bayer Agriculture

Robuuste pH-meting voor uitdagende omstandigheden

Ook pH speelt een rol in het productieproces van glyfosaat. Het meten van glyfosaatzout komt met enkele uitdagingen, waaronder zijn viskeuze eigenschap en de aanwezigheid van kalium-ionen. Dit maakt het zeer moeilijk te meten met de standaard pH-sensoren. Na heel wat testen met diverse sensoren van verschillende fabrikanten, kwamen ze dankzij de Elscolab expertise tot een designer sensor (overdruk sensor met eigen elektrolyt). Naast de goede werking van de sensor, voorzien van transmitter en performante housing, kunnen ze rekenen op verschillende maanden gebruik zonder omkijken. Vóór de designer sensor werden er wekelijks vervangingen uitgevoerd.

“Elscolab heeft zich keer op keer opgesteld als een betrouwbare adviespartner. Ze blijven meezoeken tot we een oplossing hebben. Andere leveranciers geven al snel aan dat ze ons niet kunnen helpen, terwijl Elscolab blijft proberen. Bovendien verkopen ze niet zozeer een product, maar reiken ze complete oplossingen aan. Deze service zorgt ervoor dat ze een duidelijke meerwaarde bieden voor ons als partner.”, alsdus Frederik. Er is al een lange samenwerking met Elscolab en ongetwijfeld zet dit partnership zich nog verder door met de komende meetuitdagingen. We kijken alvast uit naar een continuïteit van de goede relatie.

Meer informatie over Elscolab