Wie können Auflösungsprozesse überwacht werden?

LiquiSonic® misst kontinuierlich die Schallgeschwindigkeit in der Prozessflüssigkeit. Da sich die Schallgeschwindigkeit direkt mit der Konzentration gelöster Stoffe verändert, lässt sich der Auflösungsfortschritt in Echtzeit verfolgen. Gleichzeitig werden die Dämpfung des Signals und die Prozesstemperatur erfasst und zur Kompensation herangezogen, sodass der Messwert auch bei hohem Gasblasenanteil oder schwankenden Temperaturen zuverlässig bleibt.

Für welche Feststoffe und Medien ist das System geeignet?

Das Messprinzip ist stoffunabhängig und funktioniert überall dort, wo sich die Schallgeschwindigkeit der Flüssigkeit mit dem Auflösungsfortschritt verändert. Typische Anwendungen umfassen Salze wie Kaliumsulfat und Natriumchlorid, Zucker, Polymere, Laugen- und Säureansätze sowie CIP- und Tankspülprozesse. Für bestimmte Medien empfiehlt SensoTech eine applikationsspezifische Kalibrierung.

Wie zuverlässig ist das Messsystem in der Praxis?

Der Endpunkt wird anhand eines stabilen Plateaus der Schallgeschwindigkeit am definierten Zielwert erkannt. Es handelt sich um ein objektives, reproduzierbares Signal, das unabhängig von Bedienerurteil oder Laborergebnis ist. SensoTech passt die Erkennungsparameter applikationsspezifisch an den jeweiligen Prozess an, um das frühestmögliche zuverlässige Endpunktsignal und enge, wiederholbare Chargenzyklen zu gewährleisten.

Funktioniert die Messung auch bei langsam lösenden Feststoffen?

LiquiSonic® verfolgt den Auflösungsverlauf kontinuierlich und reagiert unmittelbar auf Veränderungen im Prozess. Auch bei langsam lösenden Feststoffen erkennt das System den Endpunkt des Auflösungsprozesses zuverlässig, da es nicht auf einen festen Zielwert wartet, sondern die Stabilisierung des Messwerts als Kriterium heranzieht. Applikationsspezifische Anpassungen der Erkennungslogik sind möglich.

Was passiert bei schwankenden Eingangsmengen?

LiquiSonic® erfasst den Fortschritt der Auflösung in Echtzeit und bildet Prozessänderungen ohne Verzögerung ab. Selbst bei schwer löslichen Feststoffen oder schwankenden Eingangsmengen bestimmt das System den Abschluss des Auflösungsprozesses zuverlässig. Grundlage dafür ist nicht allein das Erreichen eines starren Sollwerts, sondern die Stabilisierung des Messwerts. Die Logik zur Endpunkterkennung kann dabei an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Kann LiquiSonic gleichzeitig in mehreren Behältern eingesetzt werden?

Ja, mehrere Sensoren lassen sich über einen gemeinsamen Sensorbus mit bis zu 1000 m Leitungslänge an ein zentrales Auswertegerät anschließen. Das ermöglicht die parallele Überwachung mehrerer Reaktoren oder Behälter von einem einzigen System aus.

Wie lässt sich das Messsystem in eine bestehende Anlagensteuerung integrieren?

Das LiquiSonic® Messsystem unterstützt gängige Industriestandards für die Signalausgabe und lässt sich problemlos in bestehende Prozessleitsysteme einbinden. Der Endpunkt kann als digitales oder analoges Signal direkt an die Anlagensteuerung übergeben werden, beispielsweise um die Chargenfreigabe vollständig zu automatisieren.

Wie hoch ist der Wartungsaufwand im laufenden Betrieb?

LiquiSonic® arbeitet ohne bewegliche Teile, ohne Verbrauchsmaterialien und ohne regelmäßige Kalibrierung im Normalbetrieb. Der Sensor ist auf Dauerbetrieb ausgelegt und erfordert keine routinemäßigen Eingriffe, wodurch ungeplante Stillstände und Betriebskosten deutlich reduziert werden können.

Welche Nachteile hat ein timerbasierter Prozess bei Auflösungsprozessen?

Timerbasierte Prozessführung beruht auf konservativen Schätzwerten, nicht auf dem tatsächlichen Prozesszustand. Das führt systematisch zu überlangen Chargenzeiten, unnötigem Energieverbrauch und gebundener Reaktorkapazität. Wenn der Timer zu kurz angesetzt ist, hat eine unvollständige Auflösung negative Qualitätsfolgen. Eine kontinuierliche Messung der Schallgeschwindigkeit ersetzt den Timer durch ein objektives, echtzeitbasiertes Endpunktsignal und ermöglicht es, jede Charge exakt dann zu beenden, wenn die Auflösung tatsächlich abgeschlossen ist.

Welche Alternativen gibt es zur manuellen Probenahme bei Auflösungsprozessen?

Manuelle Laborproben liefern immer ein verzögertes Bild des Prozesszustands. Die Probe wird entnommen, analysiert und ausgewertet, während der Prozess weiterläuft. Zudem ist die manuelle Probenahme arbeitsintensiv, fehleranfällig und bei aggressiven oder temperaturempfindlichen Medien mit Sicherheitsrisiken verbunden. LiquiSonic® misst den Auflösungszustand mehrmals pro Sekunde direkt im Behälter und macht manuelle Eingriffe zur Endpunktkontrolle vollständig überflüssig.

Surveillance en temps réel des processus de dissolution

Ce que des intervalles de temps fixes ne font qu’estimer, LiquiSonic le mesure^® - en continu, en ligne et en temps réel.

Le défi

Par exemple, dans les réacteurs agités, les cuves de préparation ou les récipients batch, il n’est pas possible d’observer de l’extérieur l’avancement de la dissolution. C’est pourquoi la plupart des installations fonctionnent par défaut avec des minuteries fixes, car il est impossible de déterminer avec certitude quand la dissolution est complète et que le lot est réellement terminé. Cette marge de sécurité conservatrice coûte cher. Chaque minute superflue mobilise de la capacité de réacteur, consomme de l’énergie et retarde le batch suivant. À l’inverse, si le lot est arrêté trop tôt, des solides non dissous subsistent. Cela a également des conséquences directes sur la qualité du produit et sur les processus en aval. La seule alternative, l’échantillon manuel en laboratoire, demande beaucoup de travail et fournit le résultat bien trop tard.

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Notre solution

Le LiquiSonic^® Le système de mesure est installé directement dans la cuve et mesure en continu la vitesse du son dans le liquide du réservoir. Celle-ci varie avec la concentration : plus la quantité de solide dissous est élevée, plus la valeur mesurée est importante. Tant que la dissolution se poursuit, la vitesse du son mesurée augmente de façon continue. La température du procédé mesurée simultanément est utilisée pour la compensation, de sorte que la valeur mesurée reste toujours significative. Dès que tous les solides sont complètement dissous, elle se stabilise sur un plateau constant à la valeur cible.

En complément, l’atténuation du signal ultrasonore est surveillée. Elle fournit des indications supplémentaires sur des composants non dissous, des particules ou des bulles de gaz dans le milieu et aide ainsi à évaluer si le processus se déroule de manière homogène et stable.

Le processus étape par étape

Le LiquiSonic^® Le système de mesure accompagne le lot tout au long du processus. Dès que le solide est ajouté et que l’agitation commence, la mesure démarre sans délai. Dans cette première phase, la vitesse du son reste encore instable, car des particules non dissoutes ou des bulles de gaz peuvent influencer la mesure. La mesure d’atténuation effectuée en parallèle les rend visibles et soutient ainsi l’évaluation de l’avancement de la dissolution. À mesure que la dissolution progresse, la vitesse du son dans le liquide augmente continuellement. Le capteur enregistre cette augmentation en continu et réagit immédiatement à chaque changement dans le processus. Plus la quantité de solide dissous augmente, plus la valeur mesurée se déplace de manière régulière et ciblée vers la valeur cible.

Peu avant la valeur cible, la courbe s’aplatit. C’est un signe clair que la majeure partie du solide est désormais dissoute et que le processus de dissolution approche de sa fin. Le capteur détecte ce ralentissement et prépare la détection du point final. Dès que la vitesse du son reste stable à la valeur cible, le point final est objectivement atteint. La solution est complètement homogène, tous les solides sont dissous. Le système peut libérer automatiquement le lot, de sorte qu’aucune intervention, aucun échantillon de laboratoire et aucune marge de sécurité ne sont nécessaires.

Avantages

L’utilisation de LiquiSonic^® rend chaque processus de dissolution mesurable, efficace et fiable :

Temps de cycle plus courts : Les lots se terminent exactement lorsqu’ils sont prêts, et non lorsque s’écoule une minuterie prédéfinie
Plus de capacité : Les cuves sont libérées plus tôt pour le batch suivant
Consommation d’énergie réduite : Aucune agitation ou chauffe inutile après le point final
Qualité produit garantie : La dissolution complète est confirmée de manière objective
Aucun échantillonnage manuel : Le processus et la libération peuvent être entièrement automatisés

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Questions fréquentes

Comment les processus de dissolution peuvent-ils être surveillés ?

LiquiSonic^® mesure en continu la vitesse du son dans le liquide de procédé. Comme la vitesse du son varie directement avec la concentration des substances dissoutes, l’avancement de la dissolution peut être suivi en temps réel. En même temps, l’atténuation du signal et la température du procédé sont enregistrées et utilisées pour la compensation, de sorte que la valeur mesurée reste fiable même en cas de forte teneur en bulles de gaz ou de fluctuations de température.

Pour quels solides et milieux le système est-il adapté ?

Le principe de mesure est indépendant de la substance et fonctionne partout où la vitesse du son du liquide varie avec l’avancement de la dissolution. Les applications typiques comprennent des sels comme le sulfate de potassium et le chlorure de sodium, le sucre, les polymères, les préparations alcalines et acides ainsi que les processus de NEP/CIP et de rinçage de cuves. Pour certains milieux, SensoTech recommande un étalonnage spécifique à l’application.

Quelle est la fiabilité du système de mesure en pratique ?

Le point final est détecté sur la base d’un plateau stable de la vitesse du son à la valeur cible définie. Il s’agit d’un signal objectif et reproductible, indépendant du jugement de l’opérateur ou du résultat du laboratoire. SensoTech adapte les paramètres de détection de manière spécifique à l’application et au processus concerné afin de garantir le signal de point final fiable le plus précoce possible ainsi que des cycles de lots serrés et répétables.

La mesure fonctionne-t-elle aussi avec des solides à dissolution lente ?

LiquiSonic^® suit en continu l’évolution de la dissolution et réagit immédiatement aux changements dans le processus. Même avec des solides à dissolution lente, le système détecte de manière fiable le point final du processus de dissolution, car il n’attend pas une valeur cible fixe, mais utilise la stabilisation de la valeur mesurée comme critère. Des adaptations spécifiques à l’application de la logique de détection sont possibles.

Que se passe-t-il en cas de quantités d’entrée fluctuantes ?

LiquiSonic^® enregistre la progression de la dissolution en temps réel et cartographie les changements de processus sans délai. Même avec des solides peu solubles ou des quantités d'entrée fluctuantes, le système détermine de manière fiable l'achèvement du processus de dissolution. La base pour cela n'est pas seulement d'atteindre une valeur cible rigide, mais aussi de stabiliser la valeur mesurée. La logique de détection des points finaux peut être adaptée à l'application respective.

LiquiSonic peut-il être utilisé dans plusieurs récipients en même temps ?

Oui, plusieurs capteurs peuvent être connectés à un appareil d'évaluation central via un bus de capteurs commun avec une longueur de câble allant jusqu'à 1 000 m. Cela permet de surveiller plusieurs réacteurs ou cuves en parallèle à partir d’un seul système.

Comment le système de mesure peut-il être intégré dans un système de contrôle-commande existant ?

Le LiquiSonic^® Le système de mesure prend en charge les normes industrielles courantes en matière de sortie de signal et peut être facilement intégré aux systèmes de contrôle de processus existants. Le point final peut être transféré directement à la commande du système sous forme de signal numérique ou analogique, par exemple pour automatiser entièrement la libération des lots.

Quelle est l'ampleur des efforts de maintenance en cours d'exploitation ?

LiquiSonic^® fonctionne sans pièces mobiles, sans consommables et sans calibrage régulier en fonctionnement normal. Le capteur est conçu pour un fonctionnement continu et ne nécessite aucune intervention de routine, ce qui peut réduire considérablement les temps d'arrêt imprévus et les coûts d'exploitation.

Quels sont les inconvénients d’un processus basé sur un minuteur dans les processus de résolution ?

Le contrôle des processus par minuterie est basé sur des estimations prudentes et non sur l'état réel du processus. Cela conduit systématiquement à des durées de production excessivement longues, à une consommation d'énergie inutile et à une capacité de réacteur immobilisée. Si le temporisateur est trop court, une résolution incomplète aura des conséquences négatives sur la qualité. La mesure continue de la vitesse du son remplace la minuterie par un signal final objectif en temps réel, permettant à chaque lot de se terminer exactement lorsque la dissolution est réellement terminée.

Quelles sont les alternatives à l’échantillonnage manuel dans les processus de dissolution ?

Les échantillons manuels en laboratoire fournissent toujours une image différée de l’état du processus. L'échantillon est prélevé, analysé et évalué pendant que le processus se poursuit. De plus, l'échantillonnage manuel demande beaucoup de main d'œuvre, est sujet aux erreurs et est associé à des risques de sécurité lors de l'utilisation de milieux agressifs ou sensibles à la température. LiquiSonique^® mesure l'état de dissolution directement dans le récipient plusieurs fois par seconde et élimine complètement le besoin d'intervention manuelle pour le contrôle du point final.