Inline-Analysenmesstechnik für Kristallisationsüberwachung: Sättigungsgrad, Übersättigung, Kristallgehalt, metastabiler Bereich und Partikelgröße
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Inline-Analysenmesstechnik für • Sättigungsgrad • Übersättigung • Kristallgehalt • metastabiler Bereich • P

Qualität erhöhen, Ressourcen sparen: LiquiSonic®. Mit hochwertiger, innovativer Sensortechnologie. Robust, präzise, bedienerfreundlich. LiquiSonic® LiquiSonic® ist ein Inline-Analysesystem, das direkt im Prozess ohne Zeitverzug die Konzentration in einer Flüssigkeit bestimmt. Das Gerät basiert auf der hochpräzisen Messung der absoluten Schallgeschwindigkeit und Prozesstemperatur und erlaubt so die Berechnung und Überwachung von Konzentrationen. Nutzen für den Anwender: • optimale Anlagensteuerung durch Online-Information über den Prozesszustand • maximaler Wirkungsgrad der Prozesse •...

Inline-Prozessanalyse Inhalt LiquiSonic®2 Grundlagen der Kristallisation

Grundlagen der Kristallisation Zur Bestimmung von Kristallisationsparametern und zur Steuerung von Kristallisationsvorgängen wird die Schallgeschwindigkeitsmessung eingesetzt. Mit diesem Messverfahren lässt sich der Nukleations- und Sättigungspunkt und somit der metastabile Bereich ermitteln. Im Prozess kann während der Kristallisation die Differenz zur Sättigung (Sättigungsgrad), der Grad der Übersättigung oder der Kristallgehalt gemessen und als Steuergröße zur gezielten Beeinflussung der Kristallisation abgeleitet werden. Wird in einer Flüssigkeit eine feste Substanz gelöst, ist die...

Prozesse Über die kontinuierliche Messung der Schallgeschwindigkeit mittels LiquiSonic® Messtechnik können die Kristallisationsvorgänge sowohl im Konti- als auch im Batch-Prozess überwacht werden. Bei Störungen oder Abweichungen vom idealen Prozessverlauf kann sofort reagiert werden, um die gewünschte Produktqualität zu erzielen. Die folgende Abbildung beinhaltet die Auswertung dreier unterschiedlicher Chargendurchläufe hinsichtlich Temperatur, Schallgeschwindigkeit und Standardabweichung. In den meisten Fällen wird durch eine Voruntersuchung das charakteristische Prozessband ermittelt,...

Anwendungen Kristallisationsparameter Für die Aufnahme der im Prozess relevanten Parameter wird während der Abkühlung und Erwärmung einer Lösung die Schallgeschwindigkeit und die Temperatur gemessen. Bei einer Darstellung der Schallgeschwindigkeit als Funktion der Temperatur können direkt wichtige Kristallisationsparameter wie Sättigungstemperatur, Keimbildungstemperatur und Lage im metastabilen Bereich bestimmt werden. Die folgende Abbildung beschreibt die Kristallisationscharakteristik von 42,6 m% Ammoniumsulfat während des Aufheizens und Abkühlens bei unterschiedlichen Temperaturrampen....

Sättigungsgrad Die Online-Messung des Sättigungsgrades beruht auf den veränderlichen Sättigungskonzentrationen bei unterschiedlichen Temperaturen. Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch das Sättigungsverhalten eines großtechnischen Kristallisationsprozesses. Durch die Schallgeschwindigkeits- und Temperaturmessung wird die aktuelle Konzentration ermittelt. Weiterhin kann die Differenz zur Sättigung (Sättigungsgrad) der nachgeschalteten Prozesssteuerung bei Bedarf zur Verfügung gestellt werden. Mit dieser Information ist es über die Prozesstemperatur möglich, optimal an die Sättigungskurve...

Übersättigung Mit der Schallgeschwindigkeit als Funktion der Temperatur kann ebenfalls der Grad der Übersättigung bestimmt werden. Wie in der folgenden Abbildung ersichtlich, spiegelt der Grad der Übersättigung einen Punkt im metastabilen Bereich wieder. Je näher sich dieser Punkt an der Nukleationslinie befindet, desto größer ist der Grad der Übersättigung. Mit der Annäherung an die obere Grenze des metastabilen Bereichs (Übersättigung 2) wächst die Gefahr der spontanen Keimbildung eines zu feinen Endproduktes. Findet die Kristallisation wiederum zu nahe an der Sättigungskurve...

Übersättigungsabbau und Kristallwachstumskinetik Der Grad des Abbaus der Übersättigung während der Kristallisation kann als Funktion der Zeit dargestellt werden (Übersättigungsabbaukurve). In der folgenden Abbildung sind unterschiedliche Wachstumskinetiken dargestellt, die durch Abnahme der Schallgeschwindigkeit und der Übersättigung detektiert wurden. Aus der Übersättigungsabbaukurve kann die Kristallwachstumskinetik bestimmt werden. Diese sagt aus, wie schnell die Kristalle in der Mutterlösung wachsen und ist somit eine wichtige Größe zur Auslegung und Dimensionierung von...

Kristallgehalt Jede Suspension ist durch einen von Temperatur und Konzentration abhängigen Verlauf der Schallgeschwindigkeit gekennzeichnet. Die entsprechenden Kennlinienfelder sind ebenfalls im LiquiSonic® System hinterlegt, was somit die direkte Inline-Messung der Feststoffkonzentration bzw. des Kristallgehalts oder TS-Gehalts ermöglicht. Bei kontinuierlichen Kristallisationsverfahren ist durch die Ermittlung des Kristallgehalts die Überwachung und Steuerung der Separation möglich. Bei Batch-Prozessen kann der Endpunkt der Kristallisation und das Kristallwachstum bestimmt und überwacht...

Zubehör Um die LiquiSonic® Systeme adäquat zu installieren und die Einbindung in das jeweilige Prozessleitsystem zu erleichtern, stehen individuelle Möglichkeiten zur Verfügung. Dabei haben sich die folgenden Produkte als nützlich erwiesen. Controller- und Feldgehäuse Der Controller ist für den Einbau in Schalttafeln konzipiert. Er ist alternativ in einem 19“-Gehäuse 4 HE erhältlich. Um den Controller im Feld einzusetzen, sind Feldgehäuse aus Kunststoff oder Edelstahl lieferbar, die den Bedingungen vor Ort optimal entsprechen. • Material: eloxiertes Aluminium • Abmaße: 482,9 (19“) x 177 (4...