BRPI0721306A2

BRPI0721306A2 - Método e sistema de controle de nível de superfície de líquido, e, sensor de nível de interface

Info

Publication number: BRPI0721306A2
Application number: BRPI0721306-9A
Authority: BR
Inventors: Yuji Tokita; Ken Yamamoto; Takeshi Miki; Atsuo Shiraishi
Original assignee: Ajinomoto Kk
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2014-03-25
Also published as: EP2127746A1; US20100032380A1; EP2127746A4; KR20090115858A; US20110168633A1; KR101370211B1; WO2008105130A1; JPWO2008105130A1; JP5370926B2

Description

“MÉTODO E SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL DE SUPERFÍCIE DE LÍQUIDO, E, SENSOR DE NÍVEL DE INTERFACE”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a método de controle de nível de superfície de líquido e um sistema de controle de nível de superfície de líquido e, mais particularmente, a um método de controle de nível de superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons e um sistema de controle de nível de superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons.

Além disso, a presente invenção refere-se a um sensor de nível de interface para detectar um nível de interface entre uma camada de resina de troca de íons imersa em um líquido e uma camada de líquido localizada sobre a camada de resina de troca de íons.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Convencionalmente, uma torre de resina de troca de íons foi colocada em uso prático em um sistema de suprimento e tratamento de água e um sistema de tratamento de condensado de água em vários tipos de fábricas e plantas de energia e de por outro lado em uma larga faixa de campos para fins de remoção de uma solução salina e assim por diante em água. A resina de troca de íons é carregada por uma parte central para uma parte inferior da torre de resina de troca de íons e o contato de um líquido suprido dentro da torre de resina de troca de íons com a resina de troca de íons faz com que um íon (um ânion ou um cátion) do líquido seja adsorvido na resina de troca de íons ou faz com que o íon que é adsorvido na resina de troca de íons seja dessorvido dela. Se a resina de troca de íons estiver em um estado em que não é imersa no líquido, os desempenhos de adsorção e dessorção da resina de troca de íons são degradados. Convencionalmente, há um sistema de controle de nível de superfície de líquido e um método de controle de nível de superfície de líquido para controlar um nível de superfície em uma camada de líquido, de modo que a resina de troca de íons esteja sempre imersa no líquido durante uma operação da torre de resina de troca de íons.

Agora, com referência à Fig. 12, um exemplo de um sistema de controle de nível de superfície de líquido convencional, para uma torre de 5 resina de troca de íons, será explicado. A Fig. 12 é uma vista esquemática de um sistema de controle de nível de superfície de líquido convencional para torres de troca de íons.

Como mostrado na Figura 12, um sistema de controle de nível de superfície de líquido 100 para torres de resina de troca de íons, que é 10 ilustrativamente explicada de agora em diante, tem três torres de resina de troca de íons conectadas em série, que são uma torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 102a, uma torre de resina de troca de íons de segundo estágio 102b e uma torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 102c, dispostas em ordem de um seu lado a montante. A resina de troca de íons 104 15 é carregada de uma parte central até uma parte inferior em cada uma das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c e um líquido 106, atuando sobre a resina de troca de íons, 104, é suprido de cada uma das linhas de suprimento 118a, 118b, 118c conectadas às respectivas partes superiores das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, de modo que uma camada 20 108 da resina de troca de íons 104, imersa no líquido 106, e uma camada 110 do líquido localizado na camada 108, são formadas em cada uma das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. Um nível de superfície de líquido 106a do líquido 106 é localizado acima de um nível de interface 104a entre a camada de resina de troca de íons 108 e a camada de líquido 110 e é detectada 25 por meio de sensores de nível de superfície de líquido 112a, 112b, 112c. Outrossim, o líquido 106 pode ser descarregado através das linhas de descarga 122a, 122b, 122c conectadas às respectivas partes inferiores das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c.

A linha de suprimento 118a da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio é conectada a, por exemplo, três fontes de suprimento de líquido 126a, 126b, 126c, via uma válvula de comutação de suprimento 128 e tem uma válvula de regulação de fluxo 130. A linha de descarga 122a da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 102a é conectada à linha de 5 suprimento 118b da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 102b, via uma bomba 132a e uma válvula 134a com um atuador. Similarmente, a linha de descarga 122b da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 102b é conectada à linha de suprimento 118c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 102b, via uma bomba 132b e uma válvula 134b com 10 um atuador. A linha de descarga 122c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 102 é conectada através de uma válvula 134c com um atuador, um refratômetro 114 e um medidor de pH 116 a quatro tanques de recuperação de líquido 136a, 136b, 136c, 136d, via uma válvula de comutação de descarga.

O sistema de controle de nível de superfície de líquido 100

também tem um controlador de nível de superfície de líquido 140, que inclui módulos de controle 140a, 140b, 140c para as respectivas torres de resina de troca de íons de primeiro estágio, segundo estágio e terceiro estágio 102a, 102b, 102c. Os sensores de nível de superfície de líquido 112a, 112b, 112c e 20 as válvulas 134a, 134b, 134c, com atuadores das respectivas torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, são conectados aos respectivos módulos de controle 140a, 140b, 140c.

Em seguida, com referência à Figura 13, um método de controle de nível de superfície de líquido para uma torre de resina de troca de 25 íons do sistema de controle de nível de superfície de líquido 100 será explicado. Os respectivos métodos de controle de nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c são independentes em relação entre si e similares entre si. Portanto, somente o método de controle para a torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 102c será explicado. A Figura 13 é um diagrama de blocos do método de controle de nível de superfície de líquido convencional para uma torre de resina de troca de íons.

No módulo de controle 140a, um cálculo PID é realizado, uma entrada do cálculo PID sendo um sinal de nível de superfície de líquido S100, obtido do sensor de nível de superfície de líquido 112a, e um valor alvo do cálculo PID sendo um sensor de nível de superfície de líquido alvo S102, que é proporcional a um nível de superfície de líquido alvo. Em seguida, um sinal de operação PID de nível de superfície de líquido S104, obtido pelo cálculo PID, é transmitido para a válvula 14a com o atuador. Em seguida, variando-se a abertura da válvula 134a com o atuador baseado no sinal de operação PID de nível de superfície de líquido S104, uma quantidade de descarga do líquido 106, descarregada pela torre de resina de troca de íons 102a, é variada para mover o nível de superfície de líquido 106a próximo do nível de superfície de líquido alvo. Como resultado, a resina de troca de íons 104 é sempre imersa no líquido 106.

O nível de superfície de líquido alvo é ajustado a fim de colocar a resina de troca de íons 104a em um estado em que fique sempre imersa no líquido 106 e deve ser basicamente ajustada com referência ao nível 20 de interface 104a entre a camada de resina 108 e a camada de líquido 110. Entretanto, uma vez que a resina de troca de íons 104 é contraída e dilatada devido à adsorção e dessorção de um ânion ou um cátion, o nível de interface 104a é elevado e abaixado na torre de resina de troca de íons 102a. Portanto, a fim de ajustar o nível de superfície de líquido alvo com referência ao nível de 25 interface 104a, um sensor de nível de interface, para medir o nível de interface 104a, é necessário. Convencionalmente, um sensor de cor (por exemplo, por favor reporte-se à Publicação de Patente 1) e um sensor refletivo de luz (por exemplo, por favor reporte-se à Publicação de Patente 2) são conhecidos para medir o nível de interface 104a. Entretanto, uma vez que uma solução de ânion ou uma solução de cátion tem uma cor similar àquela da resina de troca de íons (por exemplo, âmbar), mesmo se o sensor de cor ou o sensor refletivo de luz for usado, o nível de interface 104a não pode realmente ser medido precisamente. Portanto, no método de controle de nível de superfície de líquido acima citado, o nível de superfície de líquido alvo foi ajustado com referência à torre de resina de troca de íons 102a, com base nas experiências de um operador do sistema de controle de líquido 100.

Publicação de Patente 1: Publicação de Patente Japonesa Aberta ao Público No. 5-115799 (parágrafo 0021)

Publicação de Patente 2: Publicação de Patente Japonesa Aberta ao Público No. 8-192072 (parágrafo 0014)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Quando as torres de resina de troca de íons 102A, 102, 102C são operadas utilizando-se o método de controle de nível de superfície de líquido acima citado, o nível de superfície de líquido 106a é usualmente oscilado dentro de uma faixa de cerca de ± 10-30 centímetros com respeito ao nível de superfície de líquido alvo. Além disso, nas torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, uma amplitude do nível de superfície de líquido 106a aumenta quando se vai a jusante ou em direção às torres de resina de troca de íons 102a, 102c. Portanto, o operador leva em consideração a oscilação do nível de superfície de líquido 106a e, assim, ajusta o nível de superfície de líquido alvo muito mais elevado do que o nível de interface predito 104a.

Além disso, como citado antes, uma vez que o nível de interface 104 é abaixado e elevado nas torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, o operador leva em consideração a extensão da subida e descida do nível de interface 104a, de modo que ele ajusta o nível de superfície de líquido alvo muito alto.

Como resultado, o nível de superfície de líquido alvo toma-se muito mais elevado do que o nível de interface 104a, fazendo com que um tempo de processamento de cada uma das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, no sistema de controle de líquido 100, tome-se longo. Um exemplo concreto em que uma solução de aminoácido purificada é extraída de 5 uma solução de aminoácido não purificada será ilustrativamente explicada.

Quando as torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c são usadas para extrair a solução de aminoácido purificada da solução de aminoácido não purificada, os líquidos 106 são a solução de aminoácido não purificada, água, um agente eluente e água e são supridos dentro das torres de 10 resina de troca de íons 102a, 102b, 102c em ordem. Em um primeiro processo, a solução de aminoácido não purificada é suprida pela sua fonte de suprimento 126a dentro das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. Um aminoácido da solução de aminoácido não purificada é adsorvido na resina de troca de íons 104 em cada uma das torres de resina de troca de íons 15 102a, 102b, 102c. Pela solução de aminoácido não purificada, líquido tal como água, anteriormente presente em cada uma das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, é empurrado para fora e recuperado dentro do tanque de recuperação de líquido 136a.

Em um segundo processo, a válvula de comutação de 20 suprimento 128 é comutada de modo que a água seja suprida de sua fonte de suprimento 126b para dentro das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. Pela água, a solução de aminoácido não purificada é empurrada para fora das torres de resina de troca de íons 102a, 102b. Uma vez que uma solução (uma solução de passagem) causada removendo-se o aminoácido da 25 solução de aminoácido não purificada é empurrada para fora da torre de resina de troca de íons 102c, a válvula de comutação de descarga 138 é comutada de modo que a solução de fluxo de passagem é recuperada para dentro do tanque de recuperação de líquido 136c.

Em um terceiro processo, a válvula de comutação de suprimento 129 é comutada de modo que o agente de eluição é suprido de sua fonte de suprimento 126c para dentro das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. Pelo agente de eluição, a água é empurrada para fora das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. O agente de eluição das 5 torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c faz com que o aminoácido adsorvido para a resina de troca de íons 104 seja dessorvido e, assim, faz com que o aminoácido seja resolvido para dentro do agente de eluição. A seguir, o agente de eluição em que o aminoácido é resolvido é referido como o líquido de eluição.

Em um quarto processo, a válvula de comutação de

suprimento 128 é comutada de modo que a água seja suprida de sua fonte de suprimento 126b para dentro das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. O líquido de eluição incluindo o aminoácido é empurrado para fora das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c. Em seguida, a válvula de 15 comutação de descarga 138 é comutada de modo que o líquido de eluição empurrado para fora seja recuperado para dentro do tanque de recuperação de líquido 136b. Como resultado, a solução de aminoácido, que não inclui impurezas, pode ser extraída do líquido de eluição.

No processo de adsorção citado acima (o primeiro processo) e 20 no processo de eluição (o terceiro processo), quando a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição começa a ser suprido para dentro da torre de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c, uma vez que o nível da superfície de líquido 106a é muito mais elevado do que o nível da interface, uma quantidade da água ocupando a camada de líquido 110 da torre de resina 25 de troca de íons 102a, 102b, 102c é aumentada. Assim, quando a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição começa a ser suprido, a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é misturado com água na camada de líquido 110, de modo que a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é diluído. Similarmente, no segundo processo e no quarto processo, quando a água começa a ser suprida, uma vez que o nível da superfície de líquido 106a é muito mais elevado do que o nível da interface, uma quantidade da solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição ocupando a camada de líquido 110 da torre de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c é aumentado. Assim, quando a água começa a ser suprida, a água é misturada com a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição na camada de líquido 110, de modo que a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é diluído. Como resultado, uma carga em um processo de condensação em seguida a estes processos toma-se grande.

Além disso, uma vez que a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é diluído, um tempo requerido para adsorção e dessorção do aminoácido dentro das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c é aumentado, de modo que o tempo do processo toma- se longo.

Além disso, uma vez que as quantidades da água empurrada para fora e da água empurrando são aumentadas, o tempo do processo na torre de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c toma-se longo.

Além disso, é considerado que, se o nível de interface 104a for medido, o nível da superfície de líquido 106a poderia ser controlado a fim de aproximar-se do nível de interface 104a, de modo que o tempo do processo poderia ser reduzido.

Assim, é um objetivo da presente invenção prover um método de controle do nível da superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons e um sistema de controle do nível da superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons que sejam capazes de reduzir um tempo do processo da torre de resina de troca de íons.

É também um objetivo da presente invenção prover um método de controle do nível da superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons e um sistema de controle do nível da superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons, que sejam capazes de restringir a diluição de um líquido dentro da torre de resina de troca de íons.

Além disso, é um objetivo da presente invenção prover um 5 sensor de nível de interface, que seja capaz de detectar um nível de interface entre uma camada de líquido e uma camada de resina de troca de íons.

A fim de atingir-se o objetivo citado acima, um método de controle do nível da superfície de líquido de controlar um nível de superfície de líquido em pelo menos uma torre de resina de troca de íons de acordo com 10 a presente invenção compreende as etapas de: suprir um líquido dentro de uma torre de resina de troca de íons através de uma sua parte superior, por um dispositivo de suprimento; e descarregar o líquido de uma parte inferior da torre de resina de troca de íons por um dispositivo de descarga, de modo que o nível da superfície de líquido de uma camada de líquido localizada em uma 15 camada de resina de troca de íons, dentro da torre de resina de troca de íons, aproxime-se de um nível da superfície de líquido alvo; a etapa de descarregar compreendendo as etapas de obter um sinal do nível da superfície de líquido correspondendo ao nível da superfície de líquido por um sensor de nível de superfície de líquido; realizar um cálculo PID para obter-se um sinal de 20 operação PID de nível da superfície de líquido, um entrada do cálculo PID sendo o sinal de nível de superfície de líquido e um valor alvo do cálculo PID sendo um nível da superfície de líquido alvo; obter um sinal da vazão de suprimento correspondendo a uma vazão de suprimento do líquido suprido dentro da torre de resina de troca de íons pelo dispositivo de suprimento; 25 determinar um sinal de operação do dispositivo de descarga correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido a ser descarregado da torre de resina de troca de íons pelo dispositivo de descarga baseado no sinal de operação PID de nível da superfície de líquido e no sinal da vazão de suprimento; e operar o dispositivo de descarga com base no sinal de operação do dispositivo de descarga.

Neste método de controle do nível da superfície de líquido, o sinal de operação do dispositivo de descarga é determinado utilizando-se o sinal de operação PID de nível da superfície de líquido e o sinal de vazão de 5 suprimento. Este método de controle do nível da superfície de líquido permite que o nível da superfície de líquido seja estabilizado muito mais do que no caso do método de controle do nível da superfície de líquido convencional, em que o sinal de operação do dispositivo de descarga é determinado utilizando-se somente o sinal de operação PID de nível da superfície de 10 líquido. Especificamente, quando o líquido é descarregado pelo dispositivo de descarga, o nível de superfície de líquido é diminuído. Entretanto, o nível de superfície de líquido não muda rapidamente em resposta a uma quantidade de descarga do líquido descarregado pelo dispositivo de descarga, devido a uma resistência da camada de resina de troca de íons localizada sob a camada de 15 líquido. Embora este retardo da resposta acima provoque uma oscilação do nível de superfície de líquido, esta oscilação pode ser reduzida utilizando-se o sinal de vazão de suprimento.

A redução da oscilação do nível de superfície de líquido permite que o nível de superfície de líquido alvo estabelecido por um 20 operador aproxime-se mais do nível de interface do que aquele estabelecido, baseado no método convencional. Como resultado, uma quantidade do líquido (o líquido seguinte) requerido para empurrar o líquido (o líquido anterior) que está anteriormente presente dentro da torre de resina de troca de íons pode ser reduzida, de modo que o tempo do processo para a torre de resina de troca de 25 íons pode ser reduzido. Além disso, por exemplo, quando a solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é suprido dentro da torre de resina de troca de íons após a água ser suprida dentro dela, uma vez que a quantidade da água, que está presente acima do nível de interface dentro da torre de resina de troca de íons, é reduzida, a diluição da solução de aminoácido não purificada ou do agente de eluição é restringida e o tempo do processo pode ser reduzido.

No nível do método de controle de nível de superfície de líquido de acordo com a presente invenção, preferivelmente a pelo menos 5 uma torre de resina de troca de íons inclui uma torre de resina de troca de íons de primeiro estágio e uma torre de resina de troca de íons de segundo estágio, que são conectadas em série, o dispositivo de descarga da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio é o dispositivo de suprimento da torre de resina de troca de íons de segundo estágio e a etapa de obter o sinal de vazão 10 de suprimento na torre de resina de troca de íons de segundo estágio é a mesma que a de obter o sinal de operação do dispositivo de descarga determinado na torre de resina de troca de íons de primeiro estágio.

Neste método de controle do nível da superfície de líquido, a oscilação do nível de superfície de líquido na torre de resina de troca de íons de segundo estágio no lado a jusante é permitido ser igual àquele do nível de superfície de líquido da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio no lado a montante. Como resultado, o tempo de processo pode ser reduzido em todas as torres de resina de troca de íons empregando o método de controle de líquido, de acordo com a presente invenção. Além disso, por exemplo, quando solução de aminoácido não purificada ou o agente de eluição é suprido dentro da torre de resina de troca de íons, após a água ser suprida dentro da torre de resina de troca de íons, uma vez que uma quantidade da água que está presente acima do nível de interface dentro da torre de resina de troca de íons é diminuída, a diluição da solução de aminoácido não purificada ou do agente de eluição é restringida e o tempo do processo pode ser reduzido.

No método de controle do nível da superfície de líquido de acordo com a presente invenção, preferivelmente a etapa de descarregar inclui ainda as etapas de obter um sinal de nível de interface, correspondendo a um nível de interface entre a camada de resina de troca de íons e a camada de líquido, por meio de um sensor de nível de interface, e aumentar e diminuir o nível de superfície de líquido alvo, de acordo com um aumento e diminuição do sinal de nível de interface, respectivamente.

Neste método de controle do nível da superfície de líquido, 5 uma vez que o nível de superfície de líquido alvo é aumentado e diminuído de acordo com o nível de interface que é elevado e abaixado na torre de resina de troca de íons, respectivamente, um operador é permitido ajustar o nível de superfície de líquido alvo com referência ao nível de interface, de modo que o nível de superfície de líquido alvo pode aproximar-se do nível de interface. 10 Como resultado, uma quantidade do líquido empurrando (o próximo líquido), necessária para empurrar para fora o líquido (o líquido anterior ou líquido empurrado para fora) dentro da torre de resina de troca de íons, pode ser grandemente reduzida e o tempo do processo da torre de resina de troca de íons pode ser grandemente reduzido. Além disso, por exemplo, quando o 15 agente de eluição é suprido dentro da torre de resina de troca de íons após a água ser suprida dentro da torre de resina de troca de íons, uma vez que uma quantidade da água que está presente acima do nível de interface dentro da torre de resina de troca de íons é grandemente reduzido, a diluição do agente de eluição é restringida e o tempo do processo pode ser reduzido.

A fim de atingir-se o objetivo acima citado, um sistema de

controle do nível da superfície de líquido para controlar um nível de superfície de líquido em uma torre de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção compreende pelo menos uma torre de resina de troca de íons; uma camada de resina de troca de íons, disposta dentro da torre de resina 25 de troca de íons; uma camada de líquido formada na camada de resina de troca de íons por um líquido suprido dentro da torre de resina de troca de íons, a fim de submergir a camada de resina de troca de íons; um sensor de nível de superfície de líquido, para detectar um nível de superfície de líquido da camada de líquido; um dispositivo de suprimento conectado a uma parte superior da torre de resina de troca de íons, para suprir o líquido dentro da torre de resina de troca de íons; um dispositivo de descarga conectado a uma parte inferior da torre de resina de troca de íons, para descarregar o líquido da torre de resina de troca de íons; e um controlador de nível de superfície de 5 líquido, conectado ao sensor de nível de superfície de líquido, o dispositivo de suprimento e o dispositivo de descarga, em que o controlador de líquido obtém um sinal de vazão de suprimento correspondendo a uma vazão de suprimento do líquido suprido dentro da torre de resina de troca de íons, com base em um sinal recebido do dispositivo de suprimento; realizar um cálculo 10 PID para obter um sinal de operação PID de nível da superfície de líquido, uma entrada do cálculo PID sendo um sinal do nível de superfície de líquido detectado pelo sensor de nível de superfície de líquido, e um valor alvo do cálculo PID sendo um nível de superfície de líquido alvo; determinar um sinal de operação do dispositivo de descarga correspondendo a uma quantidade de 15 descarga do líquido a ser descarregado do dispositivo de descarga, com base no sinal de operação PID de nível da superfície de líquido e no sinal de vazão de suprimento; e operar o dispositivo de descarga com base no sinal de operação do dispositivo de descarga.

O sistema de controle do nível da superfície de líquido de 20 acordo com a presente invenção preferivelmente compreende um sinal de nível de interface para detectar um nível de interface entre a camada de resina de troca de íons e a camada de líquido, em que o controlador de líquido obtém ainda um sinal de nível de interface correspondendo ao nível de interface e aumenta e diminui o nível de superfície de líquido alvo, de acordo com um 25 aumento e diminuição do sinal de nível de interface, respectivamente.

A fim de atingir-se o objetivo acima citado, um sinal de nível de interface, para detectar um nível de interface entre uma camada de resina de troca de íons submersa em um líquido e uma camada de líquido localizada na camada de resina de troca de íons, de acordo com a presente invenção, compreende dois corpos tubulares estendendo-se através da camada de líquido para dentro da camada de resina de troca de íons, os corpos tubulares sendo selados em suas partes de torre afastadas entre si e feitos de um material com uma propriedade de transmitância de luz, uma pluralidade de 5 partes emissoras de luz dispostas em uma direção vertical dentro de um dos corpos tubulares; uma pluralidade de partes receptoras de luz dispostas em uma direção vertical dentro do outro dos corpos tubulares, ditas partes receptoras de luz sendo opostas a ditas partes emissoras de luz em uma relação um-para-um, de modo que luzes emitidas por ditas partes emissoras 10 de luz penetram ditas respectivas partes receptoras de luz; e um controlador de sensor conectado a ditas partes emissoras de luz e ditas partes de recepção de luz, em que dito sensor de controle determina em que espaço, entre as partes emissoras de luz adjacentes/partes receptoras de luz, o nível de interface está localizado.

Neste sensor de nível de interface, a luz emitida pela parte

emissora de luz, localizada abaixo do nível de interface, não chega à parte receptora de luz, enquanto a luz emitida pela parte emissora de luz, localizada acima do nível da interface, chega na parte receptora de luz. Em seguida poder constatado que há um nível de interface entre as partes receptoras de 20 luz, que recebem as luzes, e as partes receptoras de luz, que não recebem as luzes. Assim, o nível de interface pode ser medido.

O sensor de nível de interface de acordo com a presente invenção preferivelmente compreende ainda um corpo tubular externo, disposto em tomo dos corpos tubulares, o corpo tubular externo incluindo uma janela, através da qual uma luz passa, a luz sendo emitida pela parte emissora de luz e recebida pela parte receptora de luz;

Como explicado acima, no método de controle do nível da superfície de líquido para a torre de resina de troca de íons, de acordo com a presente invenção, e para a torre de troca de íons em que dito método de controle do nível da superfície de líquido é empregado, o tempo de processo para a torre de resina de troca de íons pode ser reduzido. Além disso, o sistema de controle do nível da superfície de líquido para a torre de resina de troca de íons, de acordo com a presente invenção, permite que um tempo de processo seja reduzido.

Além disso, o método de controle do nível da superfície de líquido e o sistema de controle do nível da superfície de líquido para a torre de resina de troca de íons, de acordo com a presente invenção, podem restringir a diluição de um líquido em uma torre de resina de troca de íons.

Além disso, o sensor de nível de interface, de acordo com a presente invenção, permite que um nível de interface entre uma camada de resina de troca de íons submersa em um líquido e uma camada de líquido localizada na camada de resina de troca de íons seja detectado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Primeiramente, com referência à Figura 1, uma primeira forma de realização do sistema de controle do nível da superfície de líquido para uma torre de resina de troca de íons, de acordo com a presente invenção, será explicada. A Figura 1 é uma vista esquemática mostrando um sistema de controle do nível da superfície de líquido para torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção.

Como mostrado na Figura 1, um sistema de controle do nível da superfície de líquido 1, para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção, tem três torres de resina de troca de íons conectadas em série, que são uma torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, uma torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b e uma torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, dispostas em ordem de um lado a montante. Nesta forma de realização, o sistema de controle do nível da superfície de líquido 1 para as torres de resina de troca de íons será exemplarmente explicado, presumindo-se que seja usado para uma aplicação de separar e extrair uma solução de aminoácidos purificada de uma solução de aminoácidos não purificada.

Cada uma das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c tem 5 resina de troca de íons 4 disposta a partir de uma parte central da torre de resina de troca de íons, até uma sua parte inferior, e um líquido 6 colocado dentro da torre de resina de troca de íons até um nível de superfície de líquido 6a, acima da resina de troca de íons 4, dentro da torre de resina de troca de íons. Isto é, em cada uma das torre de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, é 10 formada uma camada de resina de troca de íons 8, em que a resina de troca de íons 4 e o líquido 6 são misturados entre si e é formada uma camada de líquido 10, constituída de somente o líquido e localizada na camada de resina de troca de íons 8 e, assim, uma interface é definida entre a camada de resina de troca de íons 8 e a camada de líquido 10. Um nível desta interface é 15 referido como um nível de interface 4a. Genericamente, a resina de troca de íons 4 é classificada como resina de troca de cátions, que é capaz de adsorver resina de troca de cátion e ânion, que é capaz de adsorver ânion e é em uma forma de uma conta, por exemplo, “Amberlite (Registered Trademark)” Série IRA (Rohm and Haas Company), “Dunalite (Registered Trademark)” Série 20 A300 (Dunalite Company) e “Dialon (Registered Trademark)” Série WA (Mitsubishi Chemical Corporation). A resina de troca de íons usada para separar e extrair a solução de aminoácidos purificada é preferivelmente aquela capaz de adsorver cátion, por exemplo, “Dialon (Registered Trademark) Série-SK” (Mitsubishi Chemical Corporation)”, “Duolite C-Series” 25 (Sumitomo Chemtex Co., Ltd.) e “Lewatit (Registered Trademark) S-series” (LANXESS Corporation). Além disso, na presente invenção, três espécies dos líquidos são usadas, o líquido sendo uma solução de aminoácidos não purificada (solução de aminoácidos não diluída), água e um agente de eluição. A solução de aminoácidos não purificada é uma solução de aminoácidos que contém impurezas e é manufaturada, por exemplo, por meio de um método de fermentação ou um método enzimático, a solução de aminoácidos não purificada incluindo um líquido obtido removendo-se impurezas sólidas, tais como um corpo de fungo de fermentação de um líquido de fermentação, por 5 meio de uma separação centrífuga, uma filtragem, uma sedimentação de coagulação e assim em diante, e um líquido mãe de cristalização, obtido após um aminoácido alvo ser separado retirado de um líquido de fermentação por meio de um método de ajuste de pH (um método de cristalização de ponto isoelétrico) e assim em diante. Concretamente, a solução de aminoácidos não 10 purificada é um líquido para industrialmente produzir um aminoácido, tal como uma lisina, uma arginina, uma glutamina, uma histidina, uma isoleucina, uma prolina, uma treonina, uma serina e uma valina. O agente de eluição pode ser geralmente uma solução ácida ou uma solução alcalina, a solução ácida sendo, por exemplo, uma solução clorídrica ou uma solução de 15 ácido acético, a solução alcalina sendo, por exemplo, uma solução de hidróxido de sódio ou uma solução de hidróxido de amônio, o eluente sendo uma solução alcalina na presente forma de realização.

As torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, respectivamente, têm dispositivo de suprimento 20a, 20b, 20c conectado às 20 partes superiores das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, via linhas de suprimento 18a, 18b, 18c, para suprir o líquido 6 dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c e dispositivos de descarga 24a, 24b, 24c conectados às partes inferiores das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, via as linhas de descarga 22a, 22b, 22c, para descarregar o líquido 6 das torres 25 de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c.

As torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c respectivamente têm sensores de nível de superfície de líquido 12a, 12b, 12c, para detectar o nível de superfície de líquido 6a. Os sensores de nível de superfície de líquido 12a, 12b, 12c são, por exemplo, um sensor do tipo flutuante (por exemplo, “GY cRp-3000”, manufaturado pela Santest Co. Ltd.). A linha de descarga 22c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c é provida com um refratômetro 14 e um medidor de pH 16, para respectivamente medir um índice refrativo e um pH do líquido descarregado das torres de resina de troca 5 de íons 2a, 2b, 2c. O tipo de refratômetro 14 é, por exemplo, “PRM-75”, manufaturado por Atago Co., Ltd. e o tipo de medidor de pH 16 é, por exemplo, “HDM-136”, manufaturado por DKK Toa Corporation.

O dispositivo de suprimento 20a da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a tem três fontes de suprimento de líquido 26a, 26b, 10 26c, correspondendo às três espécies de líquidos, uma válvula de comutação de suprimento 28, por meio da qual as fontes de suprimento de líquido 26 e a linha de suprimento 18a são comutadamente conectadas entre si e um fluxímetro 30, localizado a jusante da válvula de comutação de suprimento 28. O fluxímetro 30 gera um sinal de vazão de suprimento S10, tendo uma 15 relação com (por exemplo, sendo em proporção a) uma vazão de suprimento do líquido 6 suprido dentro da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a.

A linha de descarga 22a da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a é conectada à linha de suprimento 18b da torre de resina 20 de troca de íons de segundo estágio 2b. Na presente forma de realização, o dispositivo de descarga 24a da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a é o dispositivo de suprimento 20b da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b e constituída por uma bomba 32a. A bomba 32a é operada através de um sinal de operação S18 do dispositivo de descarga 25 correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido 6 descarregado da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, por exemplo, um sinal de indicação de velocidade rotacional, que indica uma velocidade rotacional da bomba 32a.

Similarmente, a linha de descarga 22b da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b é conectada à linha de suprimento 18c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c. Na presente forma de realização, o dispositivo de descarga 24b da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b é o dispositivo de suprimento 20c da torre de resina de 5 troca de íons de terceiro estágio 2c e constituída por uma bomba 32b. A bomba 32b é operada através de um sinal de operação S28 do dispositivo de descarga correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido 6, descarregado da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b, por exemplo, um sinal de indicação de velocidade rotacional, que indica uma 10 velocidade rotacional da bomba 32b.

A linha de descarga 22c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c é conectada a quatro tanques de recuperação de líquido 36a, 36b, 36c, 36d, via uma bomba 32c e uma válvula de comutação de descarga 38, a válvula de comutação de descarga 38 comutadamente 15 conectando à bomba 32c com os tanques de recuperação de líquido 36a, 36b, 36c, 36d. A bomba 32c é operada através de um sinal de operação S38 do dispositivo de descarga correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido 6 descarregado da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, por exemplo, um sinal de indicação de velocidade rotacional, que indica 20 uma velocidade rotacional da bomba 32c.

O sistema de controle do nível da superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons tem um controlador de nível de superfície de líquido 40 incluindo os módulos de controle 40a, 40b, 40c para as torres de resina de troca de íons de primeiro estágio, segundo estágio e terceiro estágio 25 2a, 2b, 2c. Os módulos de controle 40a, 40b, 40c são conectados aos respectivos sensores de nível de superfície de líquido 12a, 12b, 12c e às respectivas bombas 32a, 32b, 32b das respectivas torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c. Além disso, o fluxímetro 30 é conectado ao módulo de controle 40a, a bomba 32a é conectada ao módulo de controle 40b e a bomba 32b é conectada ao módulo de controle 40c. Além disso, o refratômetro 14, o medidor de pH 16, a válvula de comutação de suprimento 28 e a válvula de comutação de descarga 38 são conectados, por exemplo, a um controlador (não mostrado) para controlar todas as torres de resina de troca de íons.

5 Em seguida, uma operação do sistema de controle do nível da

superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização de acordo com a presente invenção, será explicada.

Na torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, o líquido 6 é suprido da fonte de suprimento 20a, via a linha de suprimento 18a, para dentro da torre de resina 2a, e então descarregado dali via a linha de descarga 22a pela bomba 32a. Na torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b, o líquido 6 é suprido via a linha de suprimento 18b para dentro da torre de resina 2b pela bomba 32a e então descarregado dali via a linha de descarga 22b pela bomba 32b. Na torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, o líquido 6 é suprido, via a linha de suprimento 18c, para dentro da torre de resina 2c pela bomba 32b e então descarregado dali para os tanques de recuperação de líquido 36a, 36b, 36c, 36d, via a linha de descarga 22c pela bomba 32c. Assim, o líquido escoa das fontes de suprimento 26a, 26b, 26c através das torres de resina de troca de íons de primeiro estágio, segundo estágio e terceiro estágio 2a, 2b, 2c em ordem para dentro dos tanques de recuperação de líquido 36a, 36b, 36c, 36d. Como explicado em detalhes mais tarde, as bombas 32a, 32b, 32b são controladas de modo que o nível de superfície de líquido 6a de cada uma das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c se aproxime de um nível de superfície de líquido alvo.

Em detalhes, primeiramente, a válvula de comutação de suprimento 28 é comutada de modo que uma solução de aminoácidos não purificada seja suprida de sua fonte de suprimento 26a. Em seguida, o líquido

6, tal como água, dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c é substituído pela solução de aminoácidos não purificada da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a para a torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, na ordem. Em seguida, a válvula de comutação de descarga 38 é comutada de modo que o líquido substituído 6, tal como água, 5 seja descarregado da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c e recuperado para dentro do tanque de recuperação de líquido 36a. Contatando- se a solução de aminoácidos não purificada com a resina de troca de íons 4, o aminoácido é adsorvido para a resina de troca de íons 4. No início, a resina de troca de íons 4, a que o aminoácido é adsorvido, é principalmente aquela 10 dentro da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a. Após o aminoácido não poder ser adsorvido mais pela resina de troca de íons 4 na torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, a resina de troca de íons 4, em que o aminoácido é adsorvido, é mudada na direção a jusante na ordem, isto é, mudada para a resina de troca de íons 4 das torres de resina de 15 troca de íons 2b, 2c. Quando o aminoácido é adsorvido na resina de troca de íons 4, um impureza tal como um radical de sulfato, contido na solução de aminoácidos não purificada, permanece ali. Após uma quantidade da solução de aminoácidos não purificada ser suprida, a quantidade sendo predeterminada considerando uma quantidade do aminoácido que pode ser 20 adsorvida na resina de troca de íons 4, o suprimento da solução de aminoácidos não purificada é terminado.

Em seguida, a válvula de comutação de suprimento 28 é comutada de modo que a água seja suprida da fonte de suprimento 26b. Em seguida, a solução de aminoácidos não purificada dentro das torres de resina 25 de troca de íons 2a, 2b, 2c é substituída pela água da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a para a torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, na ordem. Além disso, o líquido substituído, que é uma água de passagem (um líquido remanescente após um aminoácido da solução de aminoácidos não purificada ser adsorvido na resina de troca de íons), é descarregado da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c e recuperado dentro do tanque de recuperação de líquido 36c. A água de passagem descarregada da torre de resina de troca de íons 2c contém pouco aminoácido. Descarregando-se a água de passagem das torres de resina de 5 troca de íons 2a, 2b, 2c, as impurezas contidas na solução de aminoácidos não purificada são precipitadas das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c. Após uma quantidade de água ser suprida, a quantidade sendo anteriormente determinada, com base em um teste para fazer com que as impurezas sejam completamente precipitadas, o suprimento de água é terminado.

Em seguida, a válvula de comutação de suprimento 28 é

comutada de modo que o agente de eluição é suprido de sua fonte de suprimento 26c. Em seguida, a água dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c é substituída pelo agente de eluição da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a para a torre de resina de troca de íons de 15 terceiro estágio 2c, na ordem. Além disso, a água substituída é descarregada da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c e recuperada para dentro do tanque de recuperação de líquido 36a. Contatando-se o agente de eluição com a resina de troca de íons 4, o aminoácido adsorvido na resina de troca de íons 4 é dessorvido dali e então incorporado dentro do agente de 20 eluição. Neste relatório, o agente de eluição, dentro do qual o aminoácido é incorporado, é referido como um líquido de eluição.

Após a água dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c ser substituída pelo agente de eluição, o líquido de eluição, dentro do qual o aminoácido é incorporado, é descarregado das torre de resina de troca de 25 íons de terceiro estágio 2c. Quando o líquido de eluição começa a ser descarregado da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, um valor do índice refrativo indicado pelo refratômetro 14, que é disposto na linha de descarga 22c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, aumenta. Quando o valor do índice refrativo começa a aumentar, a válvula de comutação de descarga 38 é comutada, de modo que o líquido de eluição é recuperado para dentro do tanque de recuperação de líquido 36b. Após uma quantidade do agente de eluição ser suprida, a quantidade sendo previamente determinada, de modo que o inteiro aminoácido adsorvido na resina de troca 5 de íons 4 seja completamente dessorvido, o suprimento do agente de eluição é terminado.

Finalmente, a válvula de comutação de suprimento 28 é comutada de modo que a água é suprida por sua fonte de suprimento 26b. Em seguida, o líquido de eluição dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c é substituído pela água da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a para a torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, na ordem. Por um instante, após o suprimento de água ser iniciado, o líquido de eluição que permanece dentro da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, é descarregado dali. Usualmente, uma vez que uma quantidade em excesso do agente de eluição é suprida, quando o agente de eluição, dentro do qual o aminoácido não é incorporado, começa a ser descarregado, a válvula de comutação de descarga 38 é comutada de modo que o agente de eluição é recuperado dentro do tanque de recuperação de líquido 36d. Quando a água começa a ser descarregada da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, um valor de pH, indicado pelo medidor de pH 16 que é disposto na linha de descarga 22c da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, diminui. Quando o valor de pH indicado pelo medidor de pH toma-se um valor predeterminado, o suprimento da água é terminado e a válvula de comutação de descarga 38 é comutada, de modo que o líquido 6 descarregado em seguida é recuperado dentro do tanque de recuperação de líquido 36a.

O líquido de eluição, recuperado para dentro do tanque de recuperação de líquido 36b e incluindo um aminoácido, é tratado por meio de recristalização de descoloração ativada por carbono, cristalização concentrada e ponto isoelétrico e, se necessário, recristalização e/ou hidratação para recuperar um aminoácido purificado. Em seguida, com referência à Figura 2, será explicado um método de controlar o nível de superfície de líquido 6a pelo controlador de nível de superfície de líquido 40, o nível de superfície de líquido 6a sendo controlado de modo que seja provocado um estado em que a resina de troca de íons esteja sempre submersa no líquido 6. Esquematicamente, na torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, os líquidos 6 são supridos dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c através de suas partes superiores pelos dispositivos de suprimento 20a, 20b, 20c e então os líquidos 6 são descarregados das partes inferiores das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c pelos dispositivos de descarga 24a, 24b, 24c, de modo que o nível de superfície de líquido 6a da camada de líquido 10 dentro das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c se aproxima da nível de superfície de líquido alvo. A Figura 2 é um diagrama de blocos da primeira forma de realização do método de controle do nível da superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção.

No módulo de controle 40a para a torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, primeiramente um sinal de nível de superfície de líquido S12, tendo uma relação para o (por exemplo, sendo proporcional ao) nível de superfície de líquido 6a, é obtido por meio do sensor de nível de superfície de líquido 12a. Em seguida, o cálculo PID é realizado para obter-se um sinal de operação PID de nível de superfície de líquido S16, uma entrada do cálculo PID sendo um sinal de nível de superfície de líquido S12 e um sinal de valor alvo S14 sendo um sinal tendo uma relação para o (por exemplo, sendo proporcional ao) nível de superfície de líquido alvo. Além disso, é obtido um sinal de vazão de suprimento S10, tendo uma relação para uma (por exemplo, sendo proporcional à) vazão de suprimento do líquido 6, suprido para dentro da torre de resina de troca de íons pela fonte de suprimento 20a, o sinal de vazão de suprimento SlO sendo um sinal transmitido pelo fluxímetro 30. Em seguida, com base no sinal de operação PID de nível de superfície de líquido S16 e no sinal de vazão de suprimento S10, é determinado um sinal de operação do dispositivo de descarga, correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido a ser descarregado 5 da torre de resina de troca de íons pelo dispositivo de descarga, o sinal de operação sendo um sinal de indicação de velocidade rotacional S18 da bomba 32a. Em seguida, a bomba 32a é operada com base no sinal de indicação de velocidade rotacional S18.

Um método de controle do nível da superfície de líquido do módulo de controle 40b, para a torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b, é o mesmo que no módulo de controle 40a para a torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, exceto que o sinal de operação do dispositivo de descarga da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, isto é, o sinal de indicação de velocidade rotacional S18 da bomba 32a substitui o sinal de vazão de suprimento S10. Por esta razão, os números de referência, indicando os sinais da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, são anexados aos sinais da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2b, correspondendo aos primeiros sinais, exceto que o dígito das dezenas dos números de referência dos últimos sinais é 2, e a explicação dos primeiros sinais é omitida.

Similarmente, o método de controle do nível da superfície de líquido do módulo de controle 40c, para a torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, é o mesmo que aquele do módulo de controle 40a para a torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a, exceto que o sinal de 25 operação do dispositivo de descarga da torre de resina de troca de íons de segundo estágio 2ba, isto é, o sinal de indicação de velocidade rotacional S28 da bomba 32b, substitui o sinal de vazão de suprimento S10. Por esta razão, os números de referência, indicando que os sinais da torre de resina de troca de íons de primeiro estágio 2a são anexados aos sinais da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio 2c, correspondendo aos primeiros sinais, exceto que o dígito das dezenas dos números de referência dos últimos sinais é 3, e a explicação dos últimos sinais é omitida.

Em seguida, com referência às Figuras 3 e 4, será explicada a comparação da mudança do nível de superfície de líquido das torres de resina de troca de íons, de acordo com a primeira forma de realização da presente invenção, usando-se o método de controle mostrado na Figura 2, com as mudanças do nível de superfície de líquido da torre de resina de troca de íons convencional 100, usando-se o método de controle mostrado na Figura 13. A Figura 3 é um gráfico mostrando os níveis da superfície de líquido no sistema de controle do nível da superfície de líquido convencional para as torres de resina de troca de íons, enquanto a Figura 4 é um gráfico dos níveis de superfície de líquido no sistema de controle do nível da superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção.

Como visto pelas Figuras 3 e 4, no sistema de controle do nível da superfície de líquido convencional 100 para a torre de resina de troca de íons, uma faixa das mudanças nos níveis de superfície de líquido é de aproximadamente 30 centímetros, enquanto no sistema de controle do nível 20 de superfície de líquido 1, para a torre de resina de troca de íons de acordo com a primeira forma de realização da presente invenção, uma faixa das mudanças nos níveis de superfície de líquido 6a é de aproximadamente 10 centímetros e as mudanças periódicas são menores do que no sistema de controle convencional. Portanto, o sistema de controle do nível de superfície 25 de líquido 1, para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção, permite que uma amplitude do nível de superfície de líquido 6a seja reduzido, de modo que o nível de superfície de líquido alvo pode ser facilmente determinado mais próximo do nível de interface 4a, por meio do que a extensão da diluição da solução de aminoácidos não purificada e do agente de eluição pode ser reduzida. Isto permite que o tempo requerido para a adsorção e a dessorção do aminoácido das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c seja reduzido e o tempo necessário para recuperar a solução de passagem e o líquido de eluição seja 5 reduzido, de modo que o tempo do processo para as torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c pode ser reduzido. Além disso, quantidades de água empurrada para fora e da água empurrando pode ser reduzido, de modo que o tempo do processo para as torres de resina de troca de íons 102a pode ser reduzido.

Em seguida, com referência às Figuras 5 e 6, uma segunda

forma de realização do sistema de controle do nível de superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção, será explicada. A Figura 5 é uma vista esquemática mostrando um sistema de controle de líquido para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda 15 forma de realização da presente invenção. A Figura 6 é uma vista esquemática de um sinal de nível de interface.

Como mostrado na Figura 5, o sistema de controle de líquido 50 das torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, compreende os mesmos componentes usados no 20 sistema de controle do nível de superfície de líquido 1 das torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção, exceto que os sensores de nível de interface 52a, 52b, 52b, para detectar o nível de interface 4a entre a camada de resina de troca de íons 8 e a camada de líquido 10, são providos nas torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c e 25 conectados a um controlador de nível de superfície de líquido 53. Por esta razão, os números de referência, que são similares àqueles para os componentes do sistema de controle do nível de superfície de líquido 1, para as torres de resina de troca de íons, são fixados aos componentes do sistema de controle do nível de superfície de líquido 50 para as torres de resina de troca de íons correspondendo aos primeiros componentes, e a explicação dos últimos componentes é omitida. O controlador de nível de superfície de líquido 53 inclui módulos de controle 53a, 53b, 53c para as torres de resina de troca de íons de primeiro estágio, segundo estágio e terceiro estágio, 2a, 2b, 2c. O sensor de nível de interface será explicado mais detalhadamente mais tarde.

Como mostrado na Figura 6, os respectivos sensores de nível de interface 52a, 52b, 52c têm partes de suporte 54, fixadas nas partes superiores da torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, e dois corpos tubulares 56a, 56b, estendendo-se para baixo a partir da parte de suporte 54, através da camada de líquido 10, para dentro da camada de resina de troca de íons 8.

As partes de suporte 54, respectivamente, incluem partes de flange 54a fixadas às torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, partes de corpo ocas 54b estendendo-se em uma direção vertical através das partes de flange 54a e partes de conexão ocas 54c, conectando as partes de corpo 54b aos corpos tubulares 56a, 56b. Controladores de sensor 58 são respectivamente contidos em partes superiores das partes de corpo 54 e conectadas aos módulos de controle 53a, 53b, 53c, respectivamente, correspondendo às torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, a que os controladores de sensor 58 pertencem (vide Figura 5).

Os dois corpos tubulares 56a, 56b são afastados entre si e dispostos em paralelo em relação entre si. Cada um dos corpos tubulares 56a, 56b inclui um corpo de tubo interno 60 selado em uma sua parte inferior e um corpo tubular externa 62, disposto em tomo do corpo tubular interno 60.

Treze partes emissoras de luz 64a-64m são dispostas em uma direção vertical dentro do corpo tubular interno 60 de um dos corpos tubulares 56a., enquanto treze partes receptoras de luz 66a - 66m são dispostas em uma direção vertical dentro do corpo tubular interno 60 do outro corpo tubular 56b. O corpo tubular interno 60 é feito de um material tendo uma propriedade de transmissão de luz, por exemplo, vidro. Concretamente, as partes emissoras de luz 64a - 64m e as partes receptoras de luz 66a — 66 m são fibras ópticas fixadas a placas de fixação 68 e conectadas ao controlador de sensor 5 58. As partes emissoras de luz 64a - 64m e as partes receptoras de luz 66a - 66m são opostas entre si, de modo que as luzes emitidas pelas partes emissoras de luz 64a - 64m penetram nas respectivas partes receptoras de luz 66a - 66m em uma relação um-para-um. O controlador de sensor 58 permite que a luz seja emitida pelas partes emissoras de luz 64a - 64m e uma 10 intensidade da luz seja mudada. Além disso, o controlador de sensor 58 é capaz de distinguir que parte(s) receptoras de luz 66a - 66m a luz penetra. O número das partes emissoras de luz e das partes receptoras de luz não é limitada a 13 e é arbitrariamente selecionada de acordo com uma mudança da interface e/ou uma precisão do nível de interface a ser detectado.

O corpo tubular externo 62 é para proteger o corpo tubular

interno 60, é feito de, por exemplo, um aço inoxidável, e tem janelas 70, através das quais a luz emitida pelas partes emissoras de luz passa para entrar nas partes receptoras de luz.

Em seguida, uma operação do sensor de nível de interface será 20 explicada. Por exemplo, quando o nível de interface 4a é localizado entre as partes emissoras/receptoras de luz 64b, 66b, que são as segundas na ordem do lado inferior, e as partes emissoras/receptoras de luz 64c, 66c, que são as terceiras em tal ordem, a luz não penetra na segunda parte receptora de luz 66b e na parte receptora de luz abaixo 66a, enquanto a luz penetra na terceira 25 parte receptora de luz 66c e nas partes receptoras de luz acima 66d — 66m. Assim, o controlador de sensor 58 pode determinar em que espaço entre as partes emissoras de luz adjacentes 64a - 64m ou entre as partes receptoras de luz adjacentes 66a — 66m o nível de interface 4a está localizado.

Uma operação do sistema de controle do nível de superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, que é uma segunda forma de realização da presente invenção, é similar à operação do sistema de controle do nível de superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção.

5 Em seguida, com referência à Figura 7, o método de controle

do nível da superfície de líquido, das torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, será explicado. A Figura 7 é um diagrama de blocos do método de controle do nível da superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção.

Como pode ser visto pela Figura 7, o método de controle do nível da superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, é similar ao método de controle do nível da superfície de líquido 1, para as torres de resina de troca 15 de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção, exceto que um sinal de nível de interface S15, S25, S35, tendo uma relação para o (por exemplo, sendo proporcional ao) nível de interface 4a, é obtido por meio do sinal de nível de interface 52, um sinal de diferença de nível alvo S17, S27, S37, tendo uma relação para (por exemplo, sendo proporcional à) a diferença 20 de nível alvo entre o nível de interface 4a e o nível de superfície de líquido 6a, é obtido, e o nível de superfície de líquido alvo é uma soma do sinal de nível de interface S15, S25, S35 e do sinal de diferença de nível alvo S17, S27, S37. Isto é, o nível de superfície de líquido alvo é aumentado e diminuído de acordo com o aumento e diminuição do sinal de nível de interface S15, S25, 25 S35, respectivamente. O uso do sensor de nível de interface 52 permite que o nível de interface 4a seja automaticamente medido. Além disso, o nível de superfície de líquido alvo pode ser ajustado ao nível de interface 4a.

Em seguida, com referência às Figuras 8 - 11, as diferenças entre o sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, e o sistema de controle do nível de superfície de líquido 100, para as torres de resina de troca de íons, serão explicados.

A Figura 8 é um gráfico mostrando uma mudança na diferença 5 entre o nível de superfície de líquido 106a e o nível de interface 104a do sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100, para as torres de resina de troca de íons mostradas na Figura 12, enquanto a Figura

9 é um gráfico mostrando uma mudança na diferença entre o nível de superfície de líquido e o nível de interface do sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, mostrada na Figura 5.

Como pode ser visto pela Figura 8, no sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100, para as torres de resina de troca de íons, uma diferença entre o nível de superfície de líquido 106a e o 15 nível de interface 104a, isto é, uma espessura da camada de líquido 110 em uma direção vertical é de 30 - 40 centímetros, enquanto no sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, uma diferença entre o nível de superfície de líquido 6a e o nível de interface 4a, 20 isto é, uma espessura da camada de líquido 10 em uma direção vertical é de 10-20 centímetros, que é menor do que no primeiro sistema. Assim, o sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons, que é a segunda forma de realização da presente invenção, permite que o nível de superfície de líquido alvo se aproxime do 25 nível de interface 4a, de modo que uma extensão da diluição da solução de aminoácidos não purificada e do agente de eluição pode ser reduzida. Além disso, um tempo requerido para a adsorção e a dessorção do aminoácido das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c pode ser reduzido e um tempo necessário para recuperar a solução atravessante e o líquido de eluição pode ser reduzido, de modo que o tempo do processo das torres de resina de troca de íons 102a, 102b, 102c pode ser reduzido. Além disso, as quantidades da água empurrada para fora e da água de empurrar pode ser reduzido, de modo que o tempo do processo das torres de resina de troca de íons 102a, 5 102b, 102c pode ser reduzido. Com relação à Figura 8, o nível de interface 4a do sistema de controle do nível de superfície de líquido 100, para as torres de resina de troca de íons, foi visualmente medido através de janelas providas nas torres de resina de troca de íons.

A Fig. 10 e um gráfico mostrando uma regulação da 10 recuperação de partida do líquido de eluição do sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100, com referência a uma vazão de integração. Um eixo geométrico horizontal indica uma vazão de descarga de integração da torre de resina de troca de íons de terceiro estágio a partir do processo de eluição. Além disso, na Figura 10, a linha representando o 15 sistema de controle do nível de superfície de líquido da presente invenção é mudada, de modo que os valores de pico medidos por meio do refratômetro

14 do presente sistema de controle de nível de líquido e do sistema de líquido convencional 100 sobrepõem-se ao mesmo tempo. Como pode ser visto pela Figura 10, no sistema de controle do nível de superfície de líquido 20 convencional 100, o valor medido por meio do refratômetro 14 gradualmente aumenta e começa a recuperação do líquido de eluição em um momento QO1, enquanto o sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção, o valor medido por meio do refratômetro 14 rapidamente aumenta e começa a 25 recuperação do líquido de eluição em um momento Ql 1, que é posterior ao momento QO1. Assim, pode ser constatado pela Figura 10 que, no sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100, quando o agente de eluição começa a ser suprido, o agente de eluição é misturado com a água e então diluído, de modo que muita água é contida no líquido de eluição recuperado do momento QO1. Quanto a um momento Q02, Ql2 do suprimento do agente de eluição com respeito ao momento em que o valor medido por meio do refratômetro 14 toma-se um pico (base da Figura 10), o momento Q12 do sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção, é posterior ao momento Q02 no sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100 para as torres de resina de troca de íons. Estes momentos Q02, Q12 indicam que a água é contida dentro da torre de resina de troca de íons antes do agente de eluição ser suprido e a quantidade de água é pequena. Assim, pode ser constatado pela Figura 10 que uma quantidade da água suprida no sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção, é menor do que uma quantidade da água suprida no sistema de controle do nível de superfície de líquido 100. Isto é, foi confirmado que o tempo do processo das torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c, do sistema de controle do nível de superfície de líquido para ele, pode ser reduzido e a quantidade da água usada pode ser reduzida.

A Figura 11 é um gráfico mostrando um momento de término do suprimento da água com que o agente de eluição é substituído após o agente de eluição ter sido suprido. No sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional 100, para as torres de resina de troca de íons, um valor de pH do medidor de pH 16 diminui e o suprimento de água é terminado em momento T03, enquanto no sistema de controle do nível de superfície de líquido 50, para as torres de resina de troca de íons de acordo com a presente invenção, o valor de pH diminui e o suprimento de água é terminado em um momento Tl3, que é mais cedo do que o momento T03. Assim, foi confirmado que o tempo do processo no método de controle do nível da superfície de líquido, para as torres de resina de troca de íons, pode ser reduzido. Embora as formas de realização da presente invenção tenham sido explicadas, a presente invenção não é limitada às formas de realização acima citadas e várias de suas modificações são possíveis, de modo que é evidente que tais modificações poderiam situar-se dentro do escopo da presente invenção referida nas reivindicações.

Na forma de realização acima citada, o sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons foi explicado, as torres sendo três torres de resina de troca de íons 2a, 2b, 2c dispostas em série, porém o número das torres de resina de troca de íons é arbitrário e as torres de resina de troca de íons podem ser conectadas em série em uma forma anular. Quando as torres de resina de troca de íons são dispostas em tal forma anular, o líquido pode ser recuperado provendo-se passagens de líquido a jusante do dispositivo de descarga de cada uma das torres de resina de troca de íons, as passagens sendo comutavelmente comunicadas com os tanques de recuperação de líquido 36a, 36b, 36c.

Nas formas de realização acima citadas, o sinal de vazão de suprimento é o sinal do fluxímetro e o sinal de operação do dispositivo de descarga é o sinal de indicação de velocidade rotacional da bomba. Entretanto, estes sinais podem ser quaisquer sinais indicando a mudança da vazão de suprimento ou a vazão de descarga, por exemplo, um sinal obtido de uma válvula com atuador e um sinal obtido de um fluxímetro é provido.

Na forma de realização acima descrita, embora as partes emissoras de luz e as partes receptoras de luz sejam as fibras ópticas, elas podem ser quaisquer partes ópticas que possam emitir ou receber uma luz.

Nas formas de realização acima descritas, os sistemas de controle de nível superfície de líquido 1, 50, para as torres de resina de troca de íons usadas para separar e extrair a solução de aminoácido purificada da solução de aminoácidos não purificada, são ilustrativamente explicados. Entretanto, o método de controle do nível da superfície de líquido e o sistema de controle do nível de superfície de líquido de acordo com a presente invenção podem ser usados para outras aplicações, por exemplo, uma aplicação de purificar um grupo açúcar, se uma diluição da aplicação puder ser evitada, e uma aplicação de remover uma solução salina em água, se um tempo de processo da aplicação puder ser reduzido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons, que é uma primeira forma de realização da presente invenção;

A Figura 2 é um diagrama de blocos de um método de controle para o sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção;

A Figura 3 é um gráfico de mudanças dos níveis de superfície de líquido no sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons;

A Figura 4 é um gráfico de mudanças dos níveis de superfície de líquido no sistema de controle do nível de superfície de líquido para torres de resina de troca de íons, que é a primeira forma de realização da presente invenção;

A Figura 5 é uma vista esquemática mostrando um sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons de acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção;

A Figura 6 é uma vista esquemática de um sensor de nível de

interface;

A Figura 7 é um diagrama de blocos de um método de controle do nível da superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons, que a segunda forma de realização da presente invenção; A Figura 8 é um gráfico mostrando uma mudança da diferença entre o nível de superfície de líquido e o nível de interface do sistema de controle do nível de superfície de líquido convencional para as torres de resina de troca de íons;

A Figura 9 é um gráfico mostrando uma variação da diferença entre o nível de superfície de líquido e o nível de interface do sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons de acordo com a segunda forma de realização da presente invenção;

A Figura 10 é um gráfico mostrando um momento de iniciar a recuperação do eluente;

A Figura 11 é um gráfico mostrando um momento de terminar o suprimento da água, após o eluente ter sido suprido;

A Figura 12 é uma vista esquemática de um sistema de controle do nível de superfície de líquido para as torres de resina de troca de íons; e

A Figura 13 é um diagrama de blocos do método de controle do nível da superfície de líquido convencional para as torres de resina de troca

Claims

1. Método de controle de nível de superfície de líquido para controlar um nível de superfície de líquido em pelo menos uma torre de resina de troca de íons, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: suprir um líquido dentro de uma torre de resina de troca de íons através de uma sua parte superior, por um dispositivo de suprimento; e descarregar o líquido de uma parte inferior da torre de resina de troca de íons por um dispositivo de descarga, de modo que um nível de superfície de líquido, de uma camada de líquido localizada sobre uma camada de resina de troca de íons da torre de resina de troca de íons, se aproxime de um nível de superfície de líquido; dita etapa de descarrregar compreendendo as etapas de: obter um sinal de nível de superfície de líquido correspondendo ao nível de superfície de líquido por um sensor de nível de superfície de líquido; realizar um cálculo PID para obter um sinal de operação PID de nível de superfície de líquido, uma entrada do cálculo PID sendo o sinal de nível de superfície de líquido e um valor do cálculo PID sendo um nível de superfície de líquido alvo; obter um sinal de vazão de suprimento, correspondendo a uma vazão de suprimento do líquido suprido dentro da torre de resina de troca de íons, pelo dispositivo de suprimento; determinar um sinal de operação do dispositivo de descarga, correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido a ser descarregado da torre de resina de troca de íons pelo dispositivo de descarga, com base no sinal de operação PID de nível de superfície de líquido e no sinal de vazão de suprimento; e operar dito dispositivo de descarga com base no sinal de operação do dispositivo de descarga.

2. Método de controle de nível de superfície de líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma torre de resina de troca de íons incluir uma torre de resina de troca de íons de primeiro estágio e uma torre de resina de troca de íons de segundo estágio, que são conectadas em série, e o dispositivo de descarga de torre de resina de troca de íons de primeiro estágio ser o dispositivo de suprimento de torre de resina de troca de íons de segundo estágio, e dita etapa de obter o sinal de vazão de suprimento na torre de resina de troca de íons de segundo estágio ser a mesma dita etapa de obter o sinal de operação do dispositivo de descarga determinado na torre de resina de troca de íons de primeiro estágio.

3. Método de controle de nível de superfície de líquido de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de dita etapa de descarga incluir ainda as etapas de obter um sinal de nível de interface, correspondendo a um nível de interface entre a camada de resina de troca de íons e a camada de líquido, por meio de um sensor de nível de interface; e aumentar e diminuir o nível de superfície de líquido alvo de acordo com um aumento e diminuição do sinal de nível de interface, respectivamente.

4. Sistema de controle de nível de superfície de líquido para controlar um nível de superfície de líquido em uma torre de resina de troca de íons, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos uma torre de resina de troca de íons; uma camada de resina de troca de íons disposta em dita torre de resina de troca de íons; uma camada de líquido formada em dita camada de resina de troca de íons por um líquido suprido dentro de dita torre de resina de troca de íons, a fim de submergir dita camada de resina de troca de íons; um sensor de nível de superfície de líquido para detectar um nível de superfície de líquido de dita camada de líquido; um dispositivo de suprimento conectado a uma parte superior de dita torre de resina de troca de íons, para suprir o líquido dentro de dita torre de resina de troca de íons; um dispositivo de descarga conectado a uma parte inferior de dita torre de resina de troca de íons para descarregar o líquido de dita torre de resina de troca de íons; e um controlador de nível de superfície de líquido conectado a dito sensor de nível de superfície de líquido, dito dispositivo de suprimento e dito dispositivo de descarga, em que dito controlador de líquido obtém um sinal de vazão de suprimento correspondendo a uma vazão de suprimento do líquido suprido dentro de dita torre de resina de troca de íons, com base em um sinal recebido de dito dispositivo de suprimento; realiza um cálculo PID para obter um sinal de operação PID de nível da superfície de líquido, uma entrada do cálculo PID sendo um sinal do nível de superfície de líquido detectado por dito sensor de nível de superfície de líquido, e um valor alvo do cálculo PID sendo um nível de superfície de líquido alvo; determina uma operação de sinal de dito dispositivo de descarga correspondendo a uma quantidade de descarga do líquido a ser descarregado de dito dispositivo de descarga, com base em dito sinal de operação PID de nível da superfície de líquido e dito sinal de vazão de suprimento; e opera dito dispositivo de descarga com base no sinal de operação de dito dispositivo de descarga.

5. Sistema de controle de nível de superfície de líquido de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um sensor de nível de interface para detectar um nível de interface entre dita camada de resina de troca de íons e dita camada de líquido, em que dita controlador de líquido obtém ainda um sinal de nível de interface correspondendo ao nível de interface e aumenta e diminui o nível de superfície de líquido de acordo com um aumento e diminuição da superfície interna, respectivamente.

6. Sensor de nível de interface para detectar um nível de interface entre uma camada de resina de troca de íons submersa em um líquido e uma camada de líquido localizada na camada de resina de troca de íons, caracterizado pelo fato de compreender: dois corpos tubulares estendendo-se através da camada de líquido para dentro da camada de resina de troca de íons, os corpos tubulares sendo selados em suas partes inferiores afastadas entre si e feitos de um material com uma propriedade de transmitância de luz, uma pluralidade de partes emissoras de luz dispostas em uma direção vertical dentro de um dos corpos tubulares; uma pluralidade de partes receptoras de luz dispostas em uma direção vertical dentro do outro dos corpos tubulares, ditas partes receptoras de luz sendo opostas a ditas partes emissoras de luz em uma relação um-para- um, de modo que a luz emitida por ditas partes emissoras de luz penetra em ditas respectivas partes receptoras de luz; e um controlador de sensor conectado a ditas partes emissoras de luz e ditas partes receptoras de luz, em que dito sensor de controle determina em que espaço entre as partes emissoras de luz/partes receptoras de luz adjacentes o nível de interface é localizado.

7. Sensor de nível de interface de acordo com a reivindicação6, caracterizado pelo fato de compreender ainda um corpo tubular externo, disposto em tomo de ditos corpos tubulares, dito corpo tubular externo incluindo uma janela através da qual a luz passa, a luz sendo emitida de dita parte emissora de luz e recebida por dita parte receptora de luz.