Surveillance de la cristallisation

SensoTech est le spécialiste de l'analyse et de l'optimisation des processus techniques dans les liquides. Depuis sa fondation en 1990, nous sommes devenus l'entreprise leader pour les appareils de mesure pour la détermination en ligne des concentrations dans les liquides. Nos systèmes d'analyse définissent la tendance - dans le monde entier.

Ingénierie innovante fabriquée en Allemagne, dont le principe est la mesure de la vitesse du son absolue dans le processus en cours. Une méthode que nous avons perfectionnée en une technologie de capteur extrêmement précise et exceptionnellement conviviale.

Nos LiquiSonic^® Systèmes de mesure et d'analyse assurent une qualité de produit optimale, une sécurité maximale des installations ou réduisent les coûts grâce à une gestion efficace des ressources dans les secteurs les plus divers, tels que l'industrie chimique et pharmaceutique, l'industrie sidérurgique, la technologie alimentaire, la construction de machines et d'installations, la technologie des véhicules et d'autres.

Nous voulons que vous exploitiez pleinement le potentiel de vos installations de production à tout moment. Les systèmes de SensoTech fournissent des résultats de mesure très précis même dans des conditions de processus difficiles, de manière exacte et reproductible. Et ce, en ligne et sans prélèvements d'échantillons critiques pour la sécurité, immédiatement disponibles pour votre système d'automatisation. Tous les paramètres du système peuvent également être ajustés avec des outils de configuration puissants, afin que vous puissiez réagir immédiatement et facilement aux changements.

Nous offrons ainsi une technologie excellente et mature pour améliorer vos processus de fabrication et sommes partenaires pour des approches de solutions exigeantes, souvent insoupçonnées dans votre secteur, pour vos applications - aussi spécifiques soient-elles. Lorsqu'il s'agit de liquides, nous fixons les normes.

Principes de la cristallisation

La mesure de la vitesse du son est utilisée pour déterminer les paramètres de cristallisation et contrôler les processus de cristallisation. Cette méthode de mesure permet de déterminer le point de nucléation et de saturation et donc la zone métastable. Dans le processus, la différence par rapport à la saturation (degré de saturation), le degré de sursaturation ou la teneur en cristaux peuvent être mesurés et utilisés comme variable de contrôle pour influencer spécifiquement la cristallisation.

La température à laquelle la solution devient saturée est appeléetempérature de saturation. Si la température augmente, plus de substance peut être dissoute (sauf en cas de solubilité négative). En conséquence, la concentration de saturation augmente.

Si la concentration est inférieure à la concentration de saturation, on parle d'une solution insaturée.

À température constante, il est vrai que :

Si la température d'une solution insaturée est réduite, elle peut être refroidie à une valeur inférieure à la température de saturation dans de nombreuses solutions sans que la substance solide ne cristallise. La solution est alors sursaturée. Si elle est encore refroidie, une température spécifique, la température de nucléation, provoque une nucléation ou une cristallisation spontanée.
Si la suspension est ensuite chauffée, les cristaux se dissolvent à nouveau. Lorsque la température de saturation est atteinte, tous les cristaux sont finalement dissous. La température de saturation est généralement supérieure à la température de nucléation.

La zone sursaturée entre la température de saturation et la température de nucléation est appelée zone métastable. Grâce à l'utilisation de LiquiSonic^® systèmes dans les processus de cristallisation, les avantages suivants pour l'utilisateur se présentent :

• meilleure utilisation de l'installation grâce à
  • affichage continu de la sous- et sursaturation
  • contrôle du processus par les paramètres de cristallisation
  • prévention de la nucléation spontanée
    
• économie d'énergie grâce à
  • commande rapide du moment d'inoculation souhaité
  • détermination continue de la teneur en cristaux
  • démarrage optimal du point final du processus
    
• économie de matières premières grâce à
  • réglage optimal de la qualité de produit souhaitée
  • démarrage reproductible du moment d'inoculation

processus

Grâce à la mesure continue de la vitesse du son avec LiquiSonic^® technique de mesure les processus de cristallisation peuvent être surveillés à la fois dans le processus continu et par lots. En cas de perturbations ou de déviations par rapport au déroulement idéal du processus, il est possible de réagir immédiatement pour obtenir la qualité de produit souhaitée. L'illustration suivante contient l'évaluation de trois passages de lots différents en termes de température, de vitesse du son et d'écart type.

Dans la plupart des cas, une étude préliminaire détermine la bande de processus caractéristique, qui conduit à un déroulement optimal de la réaction et donc aux propriétés souhaitées du produit final.

De légères déviations par rapport au déroulement idéal sont mises à la disposition de l'opérateur ou du contrôle de processus via des interfaces analogiques ou numériques typiques, par exemple pour contrôler la cristallisation à nouveau dans le déroulement idéal via le contrôle de la température.

Évaluation statistique de plusieurs mesures acoustiques par seconde

Applications

Paramètres de cristallisation

Pour l'enregistrement des paramètres pertinents du processus, la vitesse du son et la température sont mesurées pendant le refroidissement et le chauffage d'une solution. En représentant la vitesse du son en fonction de la température, des paramètres de cristallisation importants tels que la température de saturation, la température de nucléation et la position dans la zone métastable peuvent être déterminés directement. Le schéma suivant décrit la caractéristique de cristallisation de 42,6 % m d'ammonium sulfate pendant le chauffage et le refroidissement à différentsramps de température.

L'illustration explique la détermination des paramètres de cristallisation : Si la solution est refroidie lentement, la vitesse du son change avec un certain coefficient de température. À partir d'une certaine température, la vitesse du son change plus fortement en raison de la formation de cristaux et de la réduction de la sursaturation. Cette température représente la température de nucléation. Ensuite, si la solution est réchauffée, elle présente un profil de vitesse du son différent de celui du refroidissement.À la température de saturation, les deux courbes se rejoignent à nouveau.

Par conséquent, la vitesse du son permet de déterminer la zone métastable et la courbe de solubilité. La zone métastable dépend de la composition chimique de la solution et de la vitesse de refroidissement. Avec la vitesse du son en fonction de la température, la zone métastable de toute solution peut être déterminée.

Processus de cristallisation dans le sulfate d'ammonium à une concentration de 42,6 m%

Degré de saturation

La mesure en ligne du degré de saturation repose sur les concentrations de saturation variables à différentes températures. L'illustration suivante montre à titre d'exemple le comportement de saturation d'un processus de cristallisation à grande échelle.

La mesure de la vitesse du son et de la température permet de déterminer la concentration actuelle. En outre, la différence par rapport à la saturation (degré de saturation) peut être mise à disposition de la commande du processus en aval si nécessaire. Avec cette information, il est possible, grâce à la température du processus, de s'ajuster de manière optimale à la courbe de saturation. Cela conduit à des économies de temps et d'énergie. Même en cas de fluctuations de concentration dans la solution initiale, le processus est ainsi contrôlé de manière reproductible.

Sur la ligne de nucléation, une nucléation spontanée se produit finalement. La zone entre la saturation et la nucléation est appelée zone métastable (sursaturée). La sursaturation sert d'indicateur pour le moment idéal d'inoculation lors de la nucléation contrôlée.

Saturation en fonction de la concentration, de la température et de la vitesse du son

Sursaturation

Avec la vitesse du son en fonction de la température, le degré de sursaturation peut également être déterminé. Comme illustré dans la figure suivante, le degré de sursaturation reflète un point dans la zone métastable. Plus ce point est proche de la ligne de nucléation, plus le degré de sursaturation est élevé.

À l'approche de la limite supérieure de la zone métastable (sursaturation 2), le risque de nucléation spontanée d'un produit final trop fin augmente. Si la cristallisation a lieu trop près de la courbe de saturation (sursaturation 1), il n'y a que très peu de gros cristaux.

Pendant la cristallisation, la sursaturation de la solution change en raison de la croissance des cristaux. Avec la croissance, le degré de sursaturation diminue. Si la température de la solution mère diminue ou si le solvant s'évapore, la sursaturation augmente à nouveau.

En mesurant la vitesse du son et la température dans la solution mère pendant la cristallisation, le processus de cristallisation peut être optimisé dans la zone métastable. Cela permet une influence directe sur la croissance et donc sur la morphologie des cristaux.

Sursaturation en fonction de la concentration, de la température et de la vitesse du son

Réduction de la sursaturation et cinétique de croissance cristalline

Le degré de réduction de la sursaturation pendant la cristallisation peut être représenté en fonction du temps (courbe de réduction de la sursaturation). Le graphique suivant montre différentes cinétiques de croissance détectées par la diminution de la vitesse du son et de la sursaturation.

Il s'avère que l'évolution temporelle de la vitesse du son pendant la cristallisation présente le même comportement que les courbes de réduction de la sursaturation connues. Dans le graphique, la courbe de réduction de la sursaturation est calculée à partir de la vitesse du son, comparée à l'analyse chimique selon Tavare et Chivate.

La cinétique de croissance des cristaux peut être déterminée à partir de la courbe de réduction de la sursaturation. Cela indique à quelle vitesse les cristaux se développent dans la solution mère et constitue donc une mesure importante pour la conception et la dimensionnement des cristallisoirs.

La relation entre la sursaturation et la vitesse du son permet de mesurer directement la courbe de réduction de la sursaturation.

Réduction de la sursaturation en fonction du temps

Contenu en cristaux

Chaque suspension est caractérisée par une évolution de la vitesse du son dépendant de la température et de la concentration. Les champs de courbes caractéristiques correspondants sont également dans LiquiSonic^® Système stocké, ce qui permet ainsi la mesure en ligne directe de la concentration en solides ou du contenu en cristaux ou du contenu en TS.

Dans les procédés de cristallisation en continu, la surveillance et le contrôle de la séparation sont possibles grâce à la détermination de la teneur en cristaux. Dans les processus par lots, le point final de la cristallisation et la croissance des cristaux peuvent être déterminés et surveillés.

Dépendance de la vitesse du son à la concentration de NaCl dans l'eau, 25 °C

Qualité et service

La passion pour le progrès technologique est notre force motrice pour façonner le marché de demain. Vous, nos clients, êtes au centre de nos préoccupations. Nous nous engageons à vous offrir des performances de pointe.

En étroite collaboration avec vous, nous empruntons le chemin de l'innovation – en développant la réponse appropriée à votre tâche de mesure exigeante ou en effectuant des ajustements système personnalisés. La complexité croissante des exigences spécifiques aux applications rend une compréhension globale des relations et interactions indispensable.

La recherche créative est un autre pilier fondamental de notre entreprise. Ainsi, les spécialistes de notre équipe de recherche et développement apportent une contribution précieuse à l'optimisation des propriétés des produits – comme l'essai de nouveaux designs de capteurs et de matériaux ou la fonctionnalité réfléchie des composants électroniques, matériels et logiciels.

Notre gestion de la qualité SensoTech n'accepte que l'excellence, même dans la production. Depuis 1995, nous sommes certifiés ISO 9001. Tous les composants des appareils subissent diverses procédures de test à différents stades de fabrication; les systèmes sont déjà soumis à une procédure de rodage dans nos locaux. Notre maxime : fonctionnalité maximale, robustesse et sécurité.

Tout cela n'est possible que grâce à l'engagement et à la conscience qualité prononcée de nos employés. Nous devons notre succès à leur excellente expertise et à leur motivation. Ensemble, avec passion et conviction, nous travaillons avec une excellence inégalée.

Nous entretenons les relations avec nos clients. Elles reposent sur le partenariat et la confiance acquise. Comme nos appareils fonctionnent sans maintenance, nous pouvons nous concentrer entièrement sur vos préoccupations en matière de service et vous soutenir activement par des conseils professionnels, une installation interne confortable ainsi que des formations clients. Dans la phase de conception, nous analysons vos conditions de situation directement sur place et effectuons, le cas échéant, des mesures de test. Nos appareils de mesure sont capables d'atteindre une précision maximale même dans des conditions défavorables.et de fiabilité. Même après l'installation : Nous sommes là pour vous, nos temps de réaction sont courts - grâce à des options d'accès à distance spécifiquement adaptées à vous.

La proximité avecclients, partout dans le monde : en plus de l'expérience complète du secteur, un facteur clé pour notre présence réussie dans le monde entier.