挑戦

コロンビアの製糖企業Ingenio Pichichiの主な生産活動はサトウキビの加工であり、国内外の顧客に様々な糖製品を提供している。製糖所は環境保護と効率的な運営を重視し、高収益を追求している。砂糖工場は毎日約4300トンのサトウキビを加工し、蜂蜜製品、原糖、白糖、黒糖などの多種の糖製品を生産している。生産量が大きいため、生産を最適化し、高価な製品が生産プロセスに漏れないようにすることが重要になります。製糖所の現場実験室がデータを収集し、製糖所が生産効率を高め、コストを節約できる意思決定を支援する。

サトウキビを販売可能な商品に加工するには、粉砕、清澄、濾過、蒸発、結晶化、遠心分離を含む一連のプロセスステップが必要である。蒸発段階では、多段蒸留システムを用いて糖汁を濃縮する必要がある。ボイラは第1段階に清浄蒸気源を供給し、第1段階で発生した蒸気は次の段階に進み、その後、他のステップに進む。最終段階で発生した蒸気は圧力凝縮器で凝縮水に凝縮された後、冷却タンクに集められる。各段階の凝縮水は冷却タンクに集められ、後で冷却水として使用される。

ボイラーや凝縮器などの設備を保護するために、凝縮水には砂糖や砂糖汁が含まれてはならず、製品の損失をもたらしたり、工場の利益を下げたりしないようにしてください。そのため、製品の漏洩や運転障害を迅速かつ効果的に監視することが重要になります。製品の漏れを早期に発見することで、オペレータが設備を損傷したりコストを増加したりしないように、適時に停止、変更、または操作を改善するのを助けることができます。

　　ソリューション

以前、製糖所はpH値、電気伝導率、アルカリ度、白利糖度（Brix Degree）、HPLC分析などの方法で製品の漏洩を検出した。通常の環境下では、糖分子はイオン化せず、そのpH値は中性であるため、上述のほとんどの方法は糖漏洩の検出には適していない。高温高圧の生産過程では、糖分子が分解され、堆積、腐食、スケールを引き起こす破壊性化合物となる。また、糖分子が分解すると、元のHPLC特徴ピークが失われます。これにより、工場は迅速で信頼性があり、正確な方法で砂糖を監視する必要があります。

糖は炭素、水素、酸素からなる炭水化物です。TOCの総パラメータを測定し、溶液中のすべての有機化合物を正確に定量化することで、糖を容易に検出することができる。TOC分析器の動作原理は、有機分子を酸化して二酸化炭素（CO 2）にし、排出された二酸化炭素を検出することである。Ingenio Pichichi製糖所はSievers*InnovOx実験室型TOC分析計（図1参照）を購入し、システムを特徴づけ、分析した。これは砂糖工場が蒸気、凝縮水、冷却水の制御限界を確立するのを助け、それによって砂糖工場が生産技術を最適化し、生産利益を高めるのを助けた。TOCは次の場所で監視する必要があります。

・最初のボイラの進水

・各段階で発生する凝縮水

・冷却タンクの入水・出水

Sievers InnovOx実験室型分析器は超臨界水酸化（SCWO、SuperCritical Water Oxidation）と非分散赤外（NDIR、Non-Dispersive Infrared）検査技術を採用し、50 ppb（µg/L）から50000 ppm（mg/L）の炭素濃度範囲を監視することができる。製糖所で予想される通常のTOC値は約200 ~ 500 ppmの範囲内であるが、運転障害や製品漏れが発生すると、炭素濃度は5000 ~ 20000 ppmのTOCピークに達する。

　　結論

TOC分析は簡便で正確な分析方法であり、コストのかかる設備の損傷や生産損失を招く製品漏洩事件を検出することができる。コロンビアの製糖企業Ingenio Pichichiは、水システムの監視と性能を改善する必要がある。粉砕過程の蒸発段階は、絶え間ない蒸気と凝縮水の繰り返し加熱と冷却段階を含み、糖漏れの多発段階である。Ingenio Pichichi糖工場はSievers InnovOx実験室型TOC分析器を用いて上述の重要な段階に対してTOCモニタリングを行い、利益目標を実現し、同時に環境保護と運営目標を達成した。