Sistem pengolahan air murni dan ultra-murni

Sistem air ultra-murni

Perusahaan EnviroFALK yang berbasis di Westerburg, Jerman, telah menegaskan dirinya sebagai spesialis di bidang ini. Didirikan pada tahun 1989, perusahaan ini sekarang menjadi salah satu perusahaan terdepan di bidang sistem air ultra-murni. Peter Leyendecker, salah seorang pendiri dan Managing Director, menjelaskan: Kami mengembangkan konsep dari berbagai teknologi pengolahan air yang ada di pasaran: sistem reverse osmosis, ultrafiltrasi, nano filtrasi, atau sistem pertukaran ion. Sistem kami sering menggunakan kombinasi dari berbagai teknologi. Kami menawarkan konsep yang lengkap kepada pelanggan untuk mengurangi konsumsi air, resirkulasi, dan terutama untuk pengolahan air murni".

Maximilian Meurer, Measurement and Control Engineer di EnviroFALK, menjelaskan cara kerjanya: Dalam sistem pengolahan air proses ini, kami menginjeksikan air biasa saat keluar dari keran. Pada langkah pertama, air dilunakkan. Pada air lunak ini, semua zat padat disaring dengan cara reverse osmosis. Pada langkah pemurnian berikutnya, air dialirkan melewati kartrid penukar ion. Di dalamnya terdapat butiran khusus atau resin campuran yang berfungsi untuk menghilangkan semua mineral dari air. Untuk memeriksa kualitas air desalinasi penuh ini, kami menggunakan sensor konduktivitas dari ifm. Berdasarkan nilai proses yang diberikan, kami dapat segera mengetahui adanya peningkatan konduktivitas setelah kartrid habis dan perlu diganti. Air murni dipompa ke dalam tangki untuk penyimpanan menengah dan sebagian juga dipanaskan untuk memungkinkan penggunaan yang fleksibel di berbagai aplikasi. Air desalinasi juga dipaparkan ke radiasi UV untuk melawan kuman dan menjaga tingkat kemurnian yang tinggi".

Sensor dan kriteria

Berbagai sensor dari spesialis otomatisasi ifm digunakan untuk memantau proses pengolahan yang kompleks dan memastikan air ultra-murni memiliki kualitas yang tinggi secara permanen. Bahkan kontaminasi atau remineralisasi terkecil sekalipun bisa menurunkan kualitas, dan hal seperti ini harus dihindari sama sekali. Inilah alasan mengapa EnviroFALK menggunakan sensor flush mount di dalam pipa dan tangki mereka. Kelebihan: Tidak ada ruang mati yang bisa menyebabkan air statis dan menimbulkan proses pengayaan yang tidak diinginkan. Tantangan lain adalah bahwa air demineralisasi akan terus mencoba menggantikan kondisi desalinasi yang tidak alami dengan cara melarutkan mineral dari material di sekelilingnya, misalnya dari dinding baja tahan karat konvensional yang dapat menimbulkan lubang seiring berjalannya waktu. Itulah sebabnya mengapa pipa pada sistem ini terbuat dari plastik atau baja tahan karat dengan kualitas yang sangat tinggi. Hal yang sama berlaku untuk sensor yang bersentuhan dengan media. ifm menyediakan sensor khusus untuk aplikasi air ultra-murni. Bagian yang bersentuhan dengan permukaan pendeteksian dibuat dari baja tahan karat berkualitas tinggi atau material lain yang tidak akan memungkinkan air ultra-murni untuk mengekstraksi molekul apa pun.

Pengukuran penting: nilai konduktivitas

Sensor konduktivitas LDL101 adalah pilihan tepat ketika kemurnian air menjadi hal penting untuk kualitas produk atau keandalan proses. Nilai konduktivitas adalah kebalikan dari nilai resistivitas listrik pada air. Semakin murni air, semakin tinggi resistensi dan semakin rendah konduktivitasnya.

Maximilian Meurer - Measurement and Control Engineer di EnviroFALK GmbH, menambahkan: Kami menggunakan sensor IO-Link LDL101 untuk pengukuran konduktivitas yang sangat penting untuk memastikan kualitas air yang sangat murni. Konduktivitas mengindikasikan konsentrasi ion dalam air. Semakin kecil jumlah ion bebas, semakin rendah konduktivitasnya. Kami sangat terkesan dengan sensor konduktivitas LDL101 karena memiliki rentang pengukuran yang sangat besar, dari 0,04 hingga 1.000 mikrosiemen per sentimeter. Hal ini sangat ideal karena memungkinkan kami untuk menangani semua tahapan sistem dengan satu tipe sensor, mulai dari air normal 'perkotaan' pada saluran masuk hingga air ultra-murni di saluran keluar. Karena hanya menggunakan satu tipe sensor, biaya penyimpanan kami jadi berkurang. Dan variasi sensor yang lebih sedikit juga berarti lebih sedikit masalah yang dialami teknisi layanan kami di lapangan. Kami juga terkesan dengan desain sensor yang ringkas. Kami dapat menghubungkannya dengan teknologi koneksi M12 standar dan tidak memerlukan kabel data yang mahal atau unit evaluasi eksternal di kabinet, dan ini menghemat waktu, ruang, dan biaya".

Resolusi tinggi dan transmisi data digital untuk nilai pengukuran tanpa ada yang hilang melalui IO-Link memungkinkan analisis kualitas air selalu presisi, hingga memastikan proses yang sempurna. Misalnya, nilai konduktivitas yang meningkat selama produksi air ultra-murni menandakan bahwa komponen memerlukan pemeliharaan.

Pengukuran tekanan yang bersih

Tekanan dalam pipa harus dipantau di beberapa titik dalam sistem. Di masa mendatang, sensor tekanan PL15 akan digunakan pada sistem air yang kompleks untuk memenuhi beberapa tugas sekaligus. Pertama, kami menggunakan PL15 untuk mengontrol pompa. Berkat IO-Link, sensor ini memiliki resolusi yang sangat baik dalam seluruh rentang tekanan, mulai dari 0 hingga 10 bar. IO-Link memungkinkan pembacaan nilai yang diukur secara langsung dalam format digital, artinya tidak ada data yang hilang karena proses konversi, dan hasilnya lebih presisi. Selain itu, kami tidak lagi perlu melakukan pengaturan pada sensor itu sendiri, dan ini benar-benar mempermudah penanganan". Bidang aplikasi lain yang memperlihatkan kelebihan dari sensor tekanan adalah tangki. PL15 juga cocok untuk pemantauan ketinggian. Desain flush yang dimilikinya mencegah ruang mati yang menimbulkan air statis dan pengayaan yang tidak diinginkan. Kelebihan lain dari sensor tekanan ini adalah memberikan suhu sedang sebagai nilai proses tambahan yang bisa meningkatkan transparansi dan kontrol proses, kata Maximilian Meurer.

Pengukuran laju aliran air ultra-murni yang akurat

Hal yang juga relevan bagi pelanggan adalah jumlah air murni yang tersedia di akhir proses pengolahan. Selama proses reverse osmosis, aliran yang disuplai dipisahkan menjadi aliran air murni, disebut permeat, dan aliran konsentrat, yang berisi partikel. Dengan membandingkan kuantitas keduanya, operator instalasi misalnya bisa melihat bahwa filter memerlukan pemeliharaan atau bahwa aliran suplai sudah sangat terkontaminasi oleh substansi asing. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, laju aliran harus diukur dengan presisi di beberapa titik dalam sistem.

Untuk itu, spesialis sensor ifm telah mengembangkan meteran aliran ultrasonik tipe SU untuk aplikasi air ultra-murni yang dapat mendeteksi laju aliran hingga 1.000 l/mnt dengan akurasi tinggi. Berkat teknologi ultrasonik, hal ini juga berlaku untuk air ultra-murni dengan konduktivitas rendah seperti yang diproduksi di pabrik di EnviroFALK. Jika dikombinasikan dengan sensor konduktivitas dari jajaran produk LDL, kontrol kualitas dan kuantitas yang andal dapat ditetapkan dalam proses filtrasi. Pipa pengukur pada meteran aliran terbuat dari baja tahan karat berkualitas tinggi dan bebas dari elemen pengukuran, penyegel, dan komponen bergerak. Ini berarti kesalahan yang disebabkan oleh endapan, kerusakan, kebocoran atau penyumbatan yang bisa terjadi pada sistem mekanis, seperti impeler atau turbin, atau penurunan tekanan yang terkait desain seperti yang terjadi pada prinsip pengukuran lainnya, dapat dihindari dari sejak awal. Pipa pengukur yang sepenuhnya dibuat dari baja tahan karat meniadakan perlunya dilakukan uji kompatibilitas material pada elektroda atau segel, dan hal ini membuat proses pembersihan jadi lebih mudah, komprehensif, dan bebas residu. Lampu LED yang dapat mengindikasikan kekuatan sinyal berfungsi sebagai indikator visual tambahan dari proses yang stabil. Penurunan nilai bisa menjadi indikasi adanya partikel, gelembung udara, atau endapan pada dinding bagian dalam pipa.

Pengukuran radar non-kontak pada tangki

Sensor ketinggian dengan radar LW2120 dan kemampuan IO-Link cocok untuk pemantauan ketinggian secara non-kontak di dalam tangki. Sensor ini dapat mendeteksi ketinggian hingga 10 meter tanpa zona tak terdeteksi dan dalam resolusi milimeter. Frekuensi 80 GHz yang digunakan memastikan hasil pengukuran stabil dan presisi meskipun di ruangan yang terbatas. Dengan ekstensi antena yang tersedia sebagai aksesori, sensor juga dapat digunakan di luar tangki logam tertutup, misalnya di bak terbuka atau pada tangki plastik.

Untuk aplikasi tertentu, kami menggunakan sensor radar, bukan dengan pengukuran ketinggian hidrostatis. Misalnya, pengguna akhir meminta ini di bidang ultra-murni, di mana setiap koneksi sekrup dan titik pengukuran merepresentasikan potensi sumber kontaminasi. Dalam aplikasi seperti ini, pengukuran ketinggian dengan menggunakan sensor radar akan menguntungkan karena sensor dipasang di luar tutup tangki dan tidak bersentuhan dengan media, Maximilan Meurer menjelaskan.

Teknologi koneksi M12 standar memastikan pemasangan bebas kesalahan dalam hitungan menit, sementara IO-Link memudahkan dalam pengaturan dan pembacaan parameter dari jarak jauh. Algoritma pintar pada unit ini menjadikan pengaturan parameter melalui IO-Link begitu mudah: Setelah sekali dilakukan pengaturan tinggi referensi, sensor akan langsung memberikan ketinggian yang tepat melalui IO-Link.

Nilai tambah dengan IO-Link

Berbicara tentang IO-Link: Terinspirasi oleh teknologinya, EnviroFALK memilih mengandalkan sensor yang menggunakan protokol komunikasi digital ini.

Maximilian Meurer menjelaskan keuntungannya: Dengan IO-Link, saya bisa melihat hingga ke setiap sensor melalui HMI dan pengontrol secara transparan. Ketika terjadi kondisi yang tidak normal, data diagnostik dari setiap sensor dapat membantu saya mengidentifikasi dan mengatasi masalah dengan cepat. Pengiriman data sensor ke pengontrol juga sangat mudah. Berkat kueri data secara bersiklus, nilai yang diukur langsung diberikan dalam bentuk nilai numerik. Sebelumnya, dengan nilai terukur analog, hal ini tidak memungkinkan. IO-Link juga memungkinkan saya untuk membuat kueri dan digitalisasi untuk data lain, seperti nomor seri atau data kalibrasi. Saya bahkan dapat menentukan unit output dari nilai yang diukur, misalnya, untuk sensor aliran liter per menit atau meter kubik per jam. Selain itu, IO-Link memungkinkan saya mengirim beberapa nilai pengukuran dari satu sensor. Contohnya adalah sensor konduktivitas, dan sensor tekanan juga kami gunakan pada tangki dan pompa: Kami mengukur tekanan untuk menentukan ketinggian di dalam tangki, dan sekaligus membaca nilai suhu yang diberikan sensor untuk mengetahui suhu media di dalam tangki. Hal ini membuat kami tidak perlu lagi memasang sensor suhu tambahan dan menambahkan koneksi sekrup yang sesuai di dalam tangki. Meteran aliran tipe SU juga mengirim beberapa nilai pengukuran melalui satu jalur data: Selain laju aliran dan status sensor, laju aliran total dan suhu juga tersedia melalui IO-Link. Dan berkat fungsi penyimpanan data, kami dan pelanggan akhir bisa langsung mengetahui ketika ada kesalahan pada sensor yang digunakan atau jika ada kesalahan pada perkabelan. Dengan fungsi ini dan koneksi kabel prewired M12 yang simpel pada master dan unit, Anda tidak lagi memerlukan teknisi listrik dengan kualifikasi tertentu untuk mengganti sensor dengan cepat".

IO-Link mendukung pengaturan parameter yang komprehensif. Fungsi output, rentang pengukuran, titik peralihan, dan parameter lainnya dapat dipilih secara bebas dalam nilai karakteristik sensor. Jika sebelumnya ada banyak sensor yang dibutuhkan, sekarang hanya satu unit IO-Link saja sudah cukup.

Maximilian Meurer: Keuntungan utama IO-Link bagi kami adalah berkurangnya variasi sensor dan biaya penyimpanan. Teknisi servis kami tidak lagi memerlukan banyak sensor yang berbeda saat mengganti perangkat. Ini benar-benar menghemat waktu dan uang".

Kesimpulan

Pada sistem air murni dan ultra-murni, sensor ifm memungkinkan untuk pemantauan proses yang efisien dan presisi. IO-Link dapat mengurangi biaya penyimpanan dan pemasangan yang kompleks, sehingga menghasilkan penghematan biaya yang signifikan sekaligus memberikan transparansi yang menyeluruh dalam semua proses saat perusahaan beralih ke era digital.
Singkatnya: solusi yang bersih!