Monitoraggio della cristallizzazione

SensoTech è lo specialista per l'analisi e l'ottimizzazione dei processi di ingegneria di processo nei liquidi. Dalla nostra fondazione nel 1990, siamo diventati l'azienda leader nel settore dei dispositivi di misura per la determinazione in linea delle concentrazioni nei liquidi. I nostri sistemi di analisi determinano la tendenza – in tutto il mondo.

Ingegneria innovativa made in Germany, il cui principio è la misurazione della velocità assoluta del suono durante il processo in corso. Un metodo che abbiamo perfezionato in una tecnologia di sensori altamente precisa ed eccezionalmente facile da usare.

Oltre alla misurazione della concentrazione e della densità, le applicazioni tipiche includono il rilevamento di fase o il monitoraggio di reazioni complesse come la polimerizzazione e la cristallizzazione. Nostro LiquiSonic^® Sistemi di misura e analisi garantire una qualità ottimale del prodotto, la massima sicurezza del sistema o ridurre i costi attraverso una gestione efficiente delle risorse in un'ampia varietà di settori, come l'industria chimica e farmaceutica, l'industria siderurgica, la tecnologia alimentare, l'ingegneria meccanica e impiantistica, la tecnologia dei veicoli e altri.

Vogliamo che possiate sfruttare in ogni momento tutto il potenziale dei vostri sistemi di produzione. I sistemi SensoTech forniscono risultati di misura altamente accurati, esatti e riproducibili, anche in condizioni di processo difficili. E tutto questo in linea e senza campionamento critico per la sicurezza, immediatamente disponibile per il vostro sistema di automazione. Tutti i parametri del sistema possono anche essere regolati utilizzando potenti strumenti di configurazione in modo da poter reagire ai cambiamenti immediatamente e facilmente.

Offriamo una tecnologia eccellente e sofisticata per migliorare i vostri processi produttivi e siamo partner per soluzioni esigenti, spesso inimmaginabili, nel vostro settore e per le vostre applicazioni, indipendentemente da quanto specifiche siano. Quando si tratta di liquidi, stabiliamo gli standard.

Nozioni di base sulla cristallizzazione

La misurazione della velocità del suono viene utilizzata per determinare i parametri di cristallizzazione e per controllare i processi di cristallizzazione. Questo metodo di misurazione può essere utilizzato per determinare il punto di nucleazione e saturazione e quindi l'area metastabile. Durante il processo è possibile misurare la differenza rispetto alla saturazione (grado di saturazione), il grado di sovrasaturazione o il contenuto di cristalli e ricavarli come variabile di controllo per influenzare specificamente la cristallizzazione.

Se una sostanza solida viene sciolta in un liquido, il liquido è in grado di assorbire fino ad una certa concentrazione. Se si aggiunge una quantità maggiore di sostanza al liquido, questa non si dissolverà più perché la soluzione è satura. Ciò significa che la sostanza rimane in forma solida. Questa concentrazione “massima” di una soluzione è chiamata concentrazione di solubilità o saturazione. La concentrazione di saturazione dipende dalla temperatura del liquido. La temperatura alla quale la soluzione si satura è chiamata temperatura di saturazione. Se la temperatura aumenta, è possibile sciogliere più sostanza (ad eccezione della solubilità negativa). Di conseguenza, la concentrazione di saturazione aumenta.

Se la concentrazione è inferiore alla concentrazione di saturazione, si parla di soluzione insatura. Per molte soluzioni, se si riduce la temperatura di una soluzione insatura, è possibile raffreddarla fino ad un valore inferiore alla temperatura di saturazione senza che la sostanza solida cristallizzi. La soluzione è quindi sovrasatura. Se viene ulteriormente raffreddato, i nuclei spontanei o la formazione di cristalli (nucleazione) avvengono ad una certa temperatura, la temperatura di nucleazione.
Se poi la sospensione viene riscaldata, i cristalli si sciolgono nuovamente. Quando viene raggiunta la temperatura di saturazione, tutti i cristalli vengono finalmente sciolti. La temperatura di saturazione è solitamente maggiore della temperatura di nucleazione.

La regione sovrasatura compresa tra la temperatura di saturazione e la temperatura di nucleazione è chiamata regione metastabile. Utilizzando LiquiSonic^® sistemi I seguenti vantaggi si presentano per l'utente nei processi di cristallizzazione:

• migliore utilizzo del sistema
  • visualizzazione continua di sottosaturazione e sovrasaturazione
  • Controllo del processo tramite i parametri di cristallizzazione
  • Evitare la formazione spontanea di germi
• Risparmio energetico grazie
  • Controllo rapido del tempo di vaccinazione desiderato
  • determinazione continua del contenuto di cristalli
  • approccio ottimale al punto finale del processo
• Risparmiare materie prime attraverso
  • impostazione ottimale della qualità del prodotto desiderata
  • inizio riproducibile del periodo di vaccinazione

Processi

Informazioni sulla misurazione continua della velocità del suono utilizzando LiquiSonic^® Tecnologia di misurazione I processi di cristallizzazione possono essere monitorati sia in processi continui che discontinui. In caso di interruzioni o deviazioni dal processo ideale, potete reagire immediatamente per ottenere la qualità del prodotto desiderata. La figura seguente contiene la valutazione di tre diversi lotti in termini di temperatura, velocità del suono e deviazione standard.

Nella maggior parte dei casi, un'indagine preliminare determina la banda caratteristica del processo, che porta ad un decorso di reazione ottimale e quindi alle proprietà desiderate del prodotto finale.

Piccole deviazioni dal processo ideale vengono messe a disposizione dell'operatore o del controllo del processo attraverso tipiche interfacce analogiche o digitali, ad esempio per riportare la cristallizzazione al processo ideale tramite il controllo della temperatura.

Valutazione statistica di diverse misurazioni sonore al secondo

Applicazioni

Parametri di cristallizzazione

Per registrare i parametri rilevanti per il processo, vengono misurate la velocità del suono e la temperatura mentre una soluzione si raffredda e si riscalda. Visualizzando la velocità del suono in funzione della temperatura è possibile determinare direttamente importanti parametri di cristallizzazione come la temperatura di saturazione, la temperatura di nucleazione e la posizione nella regione metastabile. La figura seguente descrive le caratteristiche di cristallizzazione del solfato di ammonio al 42,6 m% durante il riscaldamento e il raffreddamento a diverse rampe di temperatura.

La figura spiega come vengono determinati i parametri di cristallizzazione: Se la soluzione viene raffreddata lentamente, la velocità del suono cambia con un certo coefficiente di temperatura. Ad una certa temperatura, la velocità del suono cambia maggiormente a causa della formazione di cristalli e della riduzione della sovrasaturazione. Questa temperatura rappresenta la temperatura di nucleazione. Se poi la soluzione viene nuovamente riscaldata, ha una velocità del suono diversa rispetto a quando si è raffreddata. Entrambe le curve si incontrano poi nuovamente alla temperatura di saturazione.

Di conseguenza, la regione metastabile e la curva di solubilità possono essere determinate utilizzando la velocità del suono. La regione metastabile dipende dalla composizione chimica della soluzione e dalla velocità di raffreddamento. Utilizzando la velocità del suono in funzione della temperatura, è possibile determinare la regione metastabile di qualsiasi soluzione.

Processo di cristallizzazione in solfato di ammonio alla concentrazione di 42,6 m%

Livello di saturazione

La misurazione online del grado di saturazione si basa sulla variazione delle concentrazioni di saturazione a diverse temperature. La figura seguente mostra un esempio del comportamento di saturazione di un processo di cristallizzazione su larga scala.

La concentrazione attuale viene determinata misurando la velocità del suono e la temperatura. Inoltre, se necessario, la differenza rispetto alla saturazione (grado di saturazione) può essere messa a disposizione del controllo di processo successivo. Con queste informazioni è possibile avvicinarsi in modo ottimale alla curva di saturazione utilizzando la temperatura di processo. Ciò porta ad un risparmio di tempo ed energia. Ciò significa che il processo può essere controllato in modo riproducibile anche se si verificano fluttuazioni di concentrazione nella soluzione di partenza.

Infine, sulla linea di nucleazione avviene la nucleazione spontanea. La regione tra saturazione e nucleazione è chiamata regione metastabile (sovracatura). La sovrasaturazione serve come indicatore del momento perfetto di vaccinazione durante la nucleazione controllata.

Sättigung in Abhängigkeit von Konzentration, Temperatur & Schallgeschwindigkeit

Supersaturazione

Il grado di sovrasaturazione può essere determinato anche utilizzando la velocità del suono in funzione della temperatura. Come mostrato nella figura seguente, il grado di sovrasaturazione riflette un punto nella regione metastabile. Quanto più questo punto è vicino alla linea di nucleazione, tanto maggiore è il grado di sovrasaturazione.

Con l'avvicinarsi del limite superiore della regione metastabile (supersaturazione 2), aumenta il rischio di nucleazione spontanea di un prodotto finale troppo fine. Se la cristallizzazione avviene troppo vicino alla curva di saturazione (sovrasaturazione 1), si hanno solo pochissimi e grandi cristalli.

Durante la cristallizzazione, la sovrasaturazione della soluzione cambia a causa della crescita dei cristalli. Man mano che avviene la crescita, il grado di sovrasaturazione viene ridotto. Se la temperatura della soluzione madre diminuisce o il solvente evapora, la sovrasaturazione aumenta nuovamente.

Misurando la velocità del suono e la temperatura nella soluzione madre durante la cristallizzazione, il processo di cristallizzazione può essere eseguito in modo ottimale nell'intervallo metastabile. Ciò consente un'influenza diretta sulla crescita e quindi sulla morfologia dei cristalli.

Supersaturazione dipendente dalla concentrazione, dalla temperatura e dalla velocità del suono

Degradazione per sovrasaturazione e cinetica di crescita dei cristalli

Il grado di riduzione della sovrasaturazione durante la cristallizzazione può essere rappresentato in funzione del tempo (curva di riduzione della sovrasaturazione). La figura seguente mostra diverse cinetiche di crescita, rilevate diminuendo la velocità del suono e la sovrasaturazione.

Si scopre che l'andamento temporale della velocità del suono durante la cristallizzazione ha lo stesso comportamento delle note curve di degrado per sovrasaturazione. Nella figura la curva di degrado per sovrasaturazione è calcolata dalla velocità del suono, confrontata con l'analisi chimica secondo Tavare e Chivate.

La cinetica di crescita dei cristalli può essere determinata dalla curva di degradazione della supersaturazione. Ciò indica la velocità con cui i cristalli crescono nella soluzione madre ed è quindi un parametro importante per la progettazione e il dimensionamento dei cristallizzatori.

La relazione tra sovrasaturazione e velocità del suono consente di misurare direttamente la curva di riduzione della sovrasaturazione.

Riduzione della sovrasaturazione in funzione del tempo

Contenuto di cristalli

Ogni sospensione è caratterizzata da una curva della velocità del suono che dipende dalla temperatura e dalla concentrazione. Sono inclusi anche i corrispondenti campi della curva caratteristica LiquiSonic^® sistema depositato, che consente la misurazione diretta in linea della concentrazione di solidi o del contenuto di cristalli o del contenuto di TS.

Nei processi di cristallizzazione continua, è possibile monitorare e controllare la separazione determinando il contenuto di cristalli. Nei processi batch, il punto finale della cristallizzazione e della crescita dei cristalli può essere determinato e monitorato.

Dipendenza della velocità del suono dalla concentrazione di NaCl nell'acqua, 25 °C

Qualità e servizio

L’entusiasmo per il progresso tecnologico è la nostra forza trainante nel plasmare il mercato di domani. Voi, i nostri clienti, siete al centro. Ci sentiamo obbligati a fornirti le massime prestazioni.

Lavoriamo a stretto contatto con voi sulla via dell'innovazione, sviluppando la risposta giusta al vostro impegnativo compito di misurazione o eseguendo adattamenti individuali del sistema. La crescente complessità dei requisiti specifici dell’applicazione rende essenziale una comprensione completa delle connessioni e delle interazioni.

La ricerca creativa è un altro pilastro della nostra azienda. Gli specialisti del nostro team di ricerca e sviluppo svolgono un lavoro prezioso per ottimizzare le proprietà del prodotto, come testare nuovi design e materiali di sensori o la funzionalità ben studiata di componenti elettronici, hardware e software.

La nostra gestione della qualità SensoTech accetta solo le migliori prestazioni nella produzione. Siamo certificati ISO 9001 dal 1995. Tutti i componenti dei dispositivi vengono sottoposti a molteplici procedure di collaudo nelle varie fasi produttive; Nella nostra azienda i sistemi sono già sottoposti a una procedura di rodaggio. La nostra massima: massima funzionalità, resistenza e sicurezza.

Tutto questo è possibile solo grazie all’impegno e alla forte consapevolezza della qualità dei nostri dipendenti. Dobbiamo il nostro successo alle loro eccellenti conoscenze specialistiche e alla loro motivazione. Insieme, con passione e convinzione, lavoriamo con un'eccellenza che non è seconda a nessuno.

Manteniamo i rapporti con i nostri clienti. Si basano sulla partnership e su una maggiore fiducia. Poiché i nostri dispositivi non richiedono manutenzione, possiamo concentrarci interamente sulle vostre preoccupazioni in termini di assistenza e supportarvi attivamente con consulenza professionale, comoda installazione interna e formazione del cliente. Durante la fase di progettazione analizziamo le vostre condizioni di situazione direttamente sul posto e, se necessario, effettuiamo misurazioni di prova. I nostri dispositivi di misurazione sono in grado di raggiungere il massimo livello di precisione e affidabilità anche in condizioni sfavorevoli. Anche dopo l'installazione: siamo a tua disposizione, i nostri tempi di risposta sono brevi, grazie alle opzioni di accesso remoto su misura per te.

Nell’ambito delle nostre collaborazioni internazionali, formiamo per i nostri clienti un team collegato in rete a livello globale che garantisce consulenza e servizio ottimali in tutti i paesi. Per questo motivo attribuiamo grande importanza a una gestione efficace delle conoscenze e delle qualifiche. I nostri numerosi rappresentanti internazionali in tutti i mercati geografici più importanti del mondo possono attingere alle conoscenze specialistiche all'interno dell'azienda e aggiornare continuamente la loro esperienza nell'applicazione e nei programmi di formazione pratica. Vicinanza ai clienti in tutto il mondo: oltre alla vasta esperienza nel settore, un fattore chiave per la nostra presenza di successo in tutto il mondo.