Echtzeitanalyse von Partikelgröße und Konzentration in Prozessumgebung von unter 0,1 µm bis 3.000 µm
Das Ultraschallextinktionsspektrometer OPUS analysiert sowohl die Partikelgrößenverteilung, als auch die Volumenkonzentration Ihrer Suspensionen oder Emulsionen in einem Partikelgrößenbereich von unter 1 µm bis 3 mm. OPUS ist in Prozessen wie Kristallisation, Mahlung oder Homogenisierung erfolgreich im Einsatz und stellt die besonderen Fähigkeiten der Ultraschallextinktion vielseitig unter Beweis. Nicht nur in reinen Produktionsanlagen, sondern auch im Technikumsbetrieb sowie in der Laboranwendung eröffnet OPUS permanent neue Anwendungsmöglichkeiten mit vorher nicht gekannten Ergebnissen.
Flüssige Dispersionen mit einem hohem Anteil von Feststoffen bzw. Tropfen, wie sie im Produktionsprozess typischerweise vorliegen, sind oft optisch undurchdringlich. Lichtoptische Analyseverfahren bedingen hier einen erheblichen Präparationsaufwand (z.B. Verdünnung) wobei der originäre Status der Dispersion meist massiv verändert wird. Für solche Prozessanwendungen, die typischerweise mit hohen Konzentrationen zwischen 5 und 50 Vol.-% einhergehen, bietet die Ultraschallextinktion mit OPUS eine leistungsfähige Lösung zur Analyse der Partikelgrößenverteilung und der Konzentration von Suspensionen und Emulsionen. Dabei können selbst pastöse Systeme mit bis zu 70 Vol.-% analysiert werden.
- In-line und on-line Analyse in Echtzeit von hochkonzentrierten Suspensionen, Emulsion, Schlämmen oder Pasten ohne Verdünnung oder Probenmanipulation
- Partikelgröße und Konzentration im Messbereich von < 0,1 µm to 3,000 µm
- robuste Sonde für Prozesseinsatz bis 120°C | bis 40 bar | pH-Wert 1-14 | IP65 | ATEX optional
- keine bewegten Teile
- sanfte akustische Methode ohne optischen Restriktionen
- einfach installierbar & wartungsarm
- leistungsfähige Auswertemodi
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OPUS Serie
Die Prozessanbindung in einen Behälter oder eine Rohrleitung erfolgt typischerweise über einen 100 mm-Anschlussflansch (AF). Auch die Anbindung an kleinere Rohrsysteme oder an Bypassleitungen erfolgt sehr einfach über entsprechende Prozessadapter, wie z.B. Durchfluss (FT)- oder Bypass (BP)-Adapter. Der Sensor kann dabei flexibel in einem Standby-Rack positioniert werden.
| Sensor | Typ | Installation | Durchflussmenge | Analysevolumen |
|---|---|---|---|---|
| OPUS AF | Flanschadapter | in Rohrleitungen >200 mm oder in Behältern | >10.000 l/h | 10-1.000 l/h |
| OPUS BP | Bypass-Adapter | in Rohrleitungen von DN50 | max. 10.000 l/h | 10-1.000 l/h |
| OPUS FT | Durchflussadapter | in Schlauch- und Rohrleitungen DN10-DN25 oder mit Standby-Rack | max. 2.000 l/h | 10-1.000 l/h |
| OPUS MPX | Multiplexer | an bis zu 4 Produktionslinien | >20.000 l/h | 10-1.000 l/h |
Zur Ultraschallextinktion werden niederenergetische Schallwellen anstelle elektromagnetischer Wellen (Licht) eingesetzt. Diese werden in Form von 31 variierten Frequenzen mittels piezoelektrischer Hochfrequenzwandler in die zu analysierende Suspension oder Emulsion eingekoppelt. Nach dem Durchwandern der Dispersion wird die Schallenergie über einen weiteren piezoelektrischen Wandler aufgefangen. Aus dem Verhältnis von eingekoppelter zu empfangener Energie resultiert ein sogenanntes Dämpfungsspektrum, aus dem die 31 variablen Größenklassen umfassende Partikel- bzw. Tropfengrößenverteilung berechnet wird.
Durch die Verwendung von Schallwellen anstelle von Lichtwellen, können Analysen unabhängig von der Transparenz einer Suspension oder Emulsion auch in völlig opaken Stoffsystemen, wie z.B. Wassertropfen in Rohöl, Erzsuspensionen oder Kohlepartikeln in Pech durchgeführt werden. Aber auch intransparente Suspensionen infolge hoher Feststoffkonzentrationen, wie z.B. Farben, Zuckerpasten oder Pharmasuspensionen, gehören zum Standardanwendungsfeld für die Ultraschallextinktion.
Darüber hinaus erlaubt die Ultraschallextinktionsmethode konstruktiv die Ausführung besonders robuster Sonden, die den üblichen Prozessparametern wie Temperaturen bis 120°C, Drücken bis 40 bar, pH-Werten von 1-14, aber auch aggressiven Medien und abrasiven Materialen widerstehen. Für den Einsatz im Ex-Bereich steht OPUS als ATEX-Variante zur Verfügung.
Zur Berechnung und Darstellung aller relevanten und charakteristischen Merkmale der Partikelgrößenverteilung steht die intuitiv bedienbare und leistungsstarke Steuerungs- und Auswertungssoftware zur Verfügung. OPUS erfüllt dabei die Sicherheitsanforderungen der FDA und entspricht 21 CFR Rule 11. Anbindungen an Prozessleitsystem per TCP/IP, Profibus, Modbus, digitaler oder analoger SPS Signale werden selbstverständlich unterstützt.
