Produktionsüberwachung in der Prozessindustrie Partikelströme in großen Behältern sicher erfassen

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J. Engelsmann AG

AZO GmbH + Co. KG

PARSUM GmbH Partikel-, Strömungs- und Umweltmeßtechnik mbH

In der Prozessindustrie werden zahlreiche Stoffe zu Pulver, Granulat oder körnigen Materialien verarbeitet. Die Korngröße ist dabei einer der wichtigsten Parameter. Allerdings ermitteln herkömmliche Messmethoden die Partikelgröße nur punktuell, in zeitlich großen Abständen und können so die Prozesse häufig nicht repräsentativ abbilden. Eine neue Inline-Sonde schafft Abhilfe.

Mit der Inline-Sonde IPP 75-S kann die Partikelgröße selbst in großen Behältern während der Verarbeitung lückenlos ermittelt werden. Dank des patentierten, faseroptischen Ortsfilterverfahrens werden mithilfe eines Lasers die „Schatten-Signale“ einzelner Partikel erfasst und daraus die individuelle Geschwindigkeit sowie Sehnenlänge für jedes Teilchen und somit die Partikelgröße im Gefäß bestimmt.

„Besonders in der chemischen Industrie aber auch in anderen Branchen werden oft sehr große Wirbelschichten oder High-Shear-Mischer mit einem Durchmesser von mehreren Metern verwendet“, berichtet Stefan Dietrich, Geschäftsführer bei Parsum. „Damit auch an bisher unerreichbaren Stellen eines Prozess-Behälters die Partikelgröße ermittelt werden kann, haben wir das Optik-Konzept unserer bewährten IPP 70-Sonde für die IPP 75-S weiterentwickelt, um besonders lange Sondenrohre zu ermöglichen. So können wir an kritischen Stellen, die bisher für kleine Sonden unerreichbar waren, repräsentativ den Partikelstrom messen.

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Dadurch wird für solche Anlagen eine Optimierung erreicht und die Effizienz gesteigert.“ Durch die hohen Messraten von bis zu mehreren Tausend Partikeln pro Sekunde gewährleistet die IPP 75-S eine stabile Messung und hohe statistische Sicherheit. Das ermöglicht ein besseres Verständnis des Prozesses und somit eine effiziente Optimierung. Die Sonde ist als PAT-Tool ideal für die chemische Industrie sowie die Pharma- und Food-Branche geeignet.

Sonde mit Lichtleitfaser gleicht Vibrationen aus

Die IPP 75-S wird üblicherweise für Partikel mit einer Größe von 50 µm bis 6 mm und einer Partikelgeschwindigkeit von 0,01 m/s bis 50 m/s verwendet. Für eine besondere Widerstandsfähigkeit und um den Anforderungen in der Pharma- oder Food-Branche gerecht zu werden, besteht die Sonde aus Edelstahl und verfügt über zwei Saphirfenster, mit denen die Optik vor Verschleiß geschützt wird. Damit die Korngröße an repräsentativen Stellen im Partikelstrom gemessen werden kann, wird die Sonde in dem entsprechenden Gefäß installiert.

Dafür besitzt das Sondenrohr eine Länge von 380 bis 2000 mm bei einem Durchmesser von 25 mm. „Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung waren die sehr großen mechanischen Belastungen, denen eine solche Sonde im Partikelstrom ausgesetzt ist“, berichtet Dietrich. „Durch den Gegendruck des Pulvers, der Flüssigkeit oder des jeweils verwendeten Materials entstehen starke Kräfte und Vibrationen in den großen Behältern. Daher nutzen wir einen verstärkten Flansch zur Befestigung, damit mögliche Biegungen und Vibrationen des Sondenrohres im Arbeitsprozess keinen Einfluss auf das Messergebnis haben.“

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