OPUS-AF

Echtzeit-Partikelgrößenmessung von < 0,1 µm bis 3.000 µm in Suspensionen und Emulsionen mit Ultraschallextinktion in Prozessleitungen oder Reaktorbehältern

Der robuste Ultraschallextinktionssensor OPUS wird über einen Adapterflansch (AF) direkt in Prozessleitungen oder Reaktorbehälter integriert und überwacht in kontinuierlichen Echtzeitanalysen die Veränderungen der Partikelgrößenverteilung und der Konzentration von Suspensionen und Emulsionen in einem Bereich von unter 0,1 µm bis 3.000 µm. Das akustische Messverfahren bietet herausragende Fähigkeiten für die in-situ-Messung auch in hoch konzentrierten Medien. Durch die Verwendung von Schallwellen können Analysen unabhängig von der Transparenz des Stoffsystems in ihrem originären Zustand durchgeführt werden – ohne Verdünnung und unter Prozessbedingungen. Die kontinuierliche Messwerterfassung ermöglicht eine optimierte Prozessführung und Qualitätskontrolle in der Kristallisation, Polymerisation und Partikelsynthese.

Die Ultraschallextinktion erlaubt ein konstruktiv äußerst robust ausgeführtes Messsystem mit einer Fingersonde, die einem Temperaturbereich von -20°C bis 120°C, hohen Drücken bis PN40, aggressiven Medien und abrasiven Produktströmen widersteht. Alle produktberührten Komponenten werden an die jeweiligen Bedingungen angepasst und sind in beständigen Materialien ausgeführt: Finger, Messzone und Gehäuse aus Edelstahl (Typ 1.4571 | Typ 1.4539 optional) oder hoch korrosionsbeständiger Nickel-Chrom-Molybdänlegierung (Hastelloy® C-22, Typ 2.4602), Schallfenster aus glasförmigem Kohlenstoff (Sigradur®) und Dichtungen aus PTFE (Teflon™) oder FFKM (Kalrez®). Für den Dauerbetrieb unter hohen Prozess- und Umgebungstemperaturen steht bei Bedarf eine Sensorkühlung mit Druckluft zur Verfügung. Der sichere Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich (ATEX) wird über eine optionale Überdruckkapselung gewährleistet. Im Gegensatz zu optischen Messverfahren ist der akustisch arbeitende OPUS-Sensor auch gegen Ablagerungen und Produktrückstände auf den Oberflächen weitgehend unempfindlich. Zur Unterstützung eines unterbrechungsfreien Betriebs in Medien, die zu Ablagerungen neigen, können einfache Spüldüsen eingesetzt werden.

Das OPUS-System kann flexibel über gängige Kommunikationsstandards wie Modbus® RTU, Modbus® TCP, Profibus®, OPC (Open Platform Communications), TCP/IP, FTP, oder analoge SPS-Signale in ein Leitsystem eingebunden werden, um eine ferngesteuerte oder autonome Durchführung von Messungen einzurichten. Die in Echtzeit gewonnenen Informationen über die Partikelgrößenverteilung und die Konzentration werden dem Prozessleitsystem zur Prozessüberwachung oder -steuerung zur Verfügung gestellt.

Der Ultraschallmessfinger ist mit einem Durchmesser von 89 mm und einer Standardlänge von 336 mm für die Installation in Rohrleitungen mit Durchmessern ab 200 mm oder kleinere Reaktorbehälter passend ausgelegt. Die Sonde wird mit einem DN100-Standardflansch montiert und taucht in den Produktstrom oder das Reaktormedium ein. Alternativ zum DN100-Flansch können auch bereits vorhandene Flanschstutzen mit DN150 oder DN200 genutzt werden. Applikationen in Prozessleitungen mit Durchflussmengen von ca. 10 l/h bis deutlich über 10.000 l/h und Reaktorbehälter mit Volumen von ca. 20 l bis über 100.000 l bilden das übliche Spektrum. Der an der Spitze des Messfingers befindliche Messspalt wird je nach zu messendem Produkt zwischen 1 mm und 10 mm geöffnet und erfasst in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit ein Analysenvolumen von bis zu 1.000 l/h.

Für den Sondenbetrieb in großen Reaktorbehältern stehen Messfingerlängen bis 3.500 mm zur Verfügung – beispielsweise für die Installation durch den Reaktordeckel. In Verbindung mit einer Verfahr- und Reinigungseinheit (Docking Positioner & Cleaner) wird die Messzone in die im Behälter befindliche Suspension oder Emulsion zur Messung eingetaucht und bei Bedarf zur Reinigung oder Wartung herausgefahren, ohne dass der Prozess gestört wird.

Die OPUS-Sonde kommt auch als Unterwassermesssonde zur Kontrolle der in Fließgewässern mitgeführten Sedimente zum Einsatz. Bei dieser Applikation ist der Sensor wasserdicht eingehaust und wird im Gewässer in der gewünschten Tiefe positioniert. Nur der Messfinger ragt aus dem Gehäuse heraus und erfasst kontinuierlich den durch den Messspalt fließenden Sedimentstrom.