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.

Monitoraggio in tempo reale dei processi di dissoluzione

LiquiSonic misura solo ciò che gli intervalli di tempo fissi stimano^® - in modo continuo, in linea e in tempo reale.

La sfida

Ad esempio, nei reattori agitati, nei contenitori batch o nei recipienti batch, l'avanzamento della dissoluzione non può essere osservato dall'esterno. Pertanto, la maggior parte dei sistemi funziona normalmente con timer fissi perché è impossibile dire con certezza quando la dissoluzione è completa e il lotto è effettivamente finito. Questo buffer conservativo costa denaro. Ogni minuto in eccesso impegna la capacità del reattore, consuma energia e ritarda il lotto successivo. Tuttavia, se il lotto viene interrotto troppo presto, rimangono solidi non disciolti. Ciò ha anche conseguenze dirette sulla qualità del prodotto e sui processi a valle. L’unica alternativa, i test manuali di laboratorio, richiede molto lavoro e fornisce il risultato troppo tardi.

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La nostra soluzione

Il LiquiSonic^® Il sistema di misurazione è installato direttamente nel contenitore e misura continuamente la velocità del suono nel liquido nel serbatoio. Questo cambia con la concentrazione: quanto più solido si dissolve, tanto più alto è il valore misurato. Finché la dissoluzione continua, la velocità misurata del suono aumenta costantemente. La temperatura di processo misurata contemporaneamente viene utilizzata per la compensazione in modo che il valore misurato rimanga sempre significativo. Una volta che tutti i solidi sono completamente disciolti, si stabilizza su un plateau costante al valore target.

Inoltre viene monitorata l'attenuazione del segnale ultrasonoro. Fornisce informazioni aggiuntive su componenti non disciolti, particelle o bolle di gas nel mezzo e supporta quindi la valutazione se il processo è omogeneo e stabile.

Il processo passo dopo passo

Il LiquiSonic^® Il sistema di misura accompagna il lotto durante l'intero processo. Non appena viene aggiunto il solido e inizia il processo di agitazione, la misurazione inizia immediatamente. In questa prima fase la velocità del suono è ancora instabile poiché particelle non disciolte o bolle di gas possono influenzare la misurazione. La misurazione parallela dell'attenuazione lo rende visibile e quindi supporta la valutazione del progresso della risoluzione. Man mano che la dissoluzione procede, la velocità del suono nel liquido aumenta costantemente. Il sensore registra continuamente questo aumento e reagisce immediatamente a qualsiasi cambiamento nel processo. Quanto più solido entra nella soluzione, tanto più uniforme e mirato il valore misurato si sposta verso il valore target.

Poco prima del valore target, la curva si appiattisce. Questo è un chiaro segno che la maggior parte del solido è ormai dissolto e che il processo di dissoluzione è prossimo alla fine. Il sensore rileva questo rallentamento e si prepara per il rilevamento dell'endpoint. Non appena la velocità del suono rimane stabile al valore target, il punto finale è oggettivamente raggiunto. La soluzione è completamente omogenea, tutti i solidi sono disciolti. Il sistema può rilasciare il lotto automaticamente, quindi non è richiesto alcun intervento, nessun campione di laboratorio o tampone di sicurezza.

Vantaggi

L'uso di LiquiSonic^® rende ogni processo di dissoluzione misurabile, efficiente e affidabile:

Tempi di ciclo più brevi: I batch terminano esattamente quando sono finiti, non allo scadere di un timer predefinito
Più capacità: I contenitori vengono rilasciati prima per il lotto successivo
Minore consumo energetico: Nessuna ulteriore agitazione o riscaldamento non necessario dopo il punto finale
Qualità del prodotto garantita: La completa risoluzione è oggettivamente confermata
Nessun campionamento manuale: Il processo e il rilascio possono essere completamente automatizzati

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Domande frequenti

Come si possono monitorare i processi di scioglimento?

LiquiSonic^® misura continuamente la velocità del suono nel fluido di processo. Poiché la velocità del suono cambia direttamente con la concentrazione delle sostanze disciolte, l'avanzamento della dissoluzione può essere monitorato in tempo reale. Allo stesso tempo, l'attenuazione del segnale e la temperatura di processo vengono registrate e utilizzate per la compensazione, in modo che il valore misurato rimanga affidabile anche in caso di elevata percentuale di bolle di gas o temperature fluttuanti.

Per quali solidi e mezzi è adatto il sistema?

Il principio di misurazione è indipendente dal materiale e funziona ovunque la velocità del suono del liquido cambi con l'avanzamento della dissoluzione. Le applicazioni tipiche includono sali come solfato di potassio e cloruro di sodio, zuccheri, polimeri, soluzioni caustiche e acide, nonché processi CIP e di lavaggio dei serbatoi. Per alcuni fluidi SensoTech consiglia una calibrazione specifica per l'applicazione.

Quanto è affidabile nella pratica il sistema di misurazione?

Il punto finale viene riconosciuto sulla base di un plateau stabile della velocità del suono al valore target definito. È un segnale oggettivo e riproducibile, indipendente dal giudizio dell'operatore o dai risultati di laboratorio. SensoTech adatta i parametri di rilevamento specifici dell'applicazione al rispettivo processo per garantire il segnale finale affidabile più tempestivo possibile e cicli batch rigorosi e ripetibili.

La misurazione funziona anche con solidi che si dissolvono lentamente?

LiquiSonic^® segue continuamente il processo di dissoluzione e reagisce immediatamente ai cambiamenti nel processo. Anche in caso di solidi a dissoluzione lenta il sistema rileva in modo affidabile il punto finale del processo di dissoluzione perché non attende un valore target fisso, ma utilizza come criterio la stabilizzazione del valore misurato. Sono possibili adattamenti specifici dell'applicazione alla logica di rilevamento.

Cosa succede se le quantità di input fluttuano?

LiquiSonic^® registra l'avanzamento dello scioglimento in tempo reale e mappa senza ritardi i cambiamenti del processo. Anche con solidi scarsamente solubili o quantità di input variabili, il sistema determina in modo affidabile il completamento del processo di dissoluzione. La base per questo non è solo il raggiungimento di un valore target rigido, ma anche la stabilizzazione del valore misurato. La logica per il rilevamento degli endpoint può essere adattata alla rispettiva applicazione.

È possibile utilizzare LiquiSonic in più contenitori contemporaneamente?

Sì, è possibile collegare più sensori ad un dispositivo di valutazione centrale tramite un bus sensore comune con una lunghezza del cavo fino a 1000 m. Ciò consente di monitorare più reattori o contenitori in parallelo da un unico sistema.

Come si può integrare il sistema di misura in un sistema di controllo del sistema esistente?

Il LiquiSonic^® Il sistema di misura supporta gli standard industriali comuni per l'uscita del segnale e può essere facilmente integrato nei sistemi di controllo di processo esistenti. Il punto finale può essere trasferito direttamente al controllo del sistema come segnale digitale o analogico, ad esempio per automatizzare completamente il rilascio dei lotti.

Quanto è elevato lo sforzo di manutenzione durante il funzionamento in corso?

LiquiSonic^® funziona senza parti in movimento, senza materiali di consumo e senza calibrazione regolare durante il normale funzionamento. Il sensore è progettato per il funzionamento continuo e non richiede interventi di routine, il che può ridurre significativamente i tempi di fermo non pianificati e i costi operativi.

Quali sono gli svantaggi di un processo basato su timer nei processi di risoluzione?

Il controllo del processo basato su timer si basa su stime prudenti, non sullo stato effettivo del processo. Ciò porta sistematicamente a tempi di batch eccessivamente lunghi, a un consumo energetico non necessario e a una capacità limitata del reattore. Se il timer è impostato su un valore troppo breve, una risoluzione incompleta avrà conseguenze negative sulla qualità. La misurazione continua della velocità del suono sostituisce il timer con un segnale finale oggettivo e in tempo reale, consentendo a ciascun lotto di terminare esattamente quando la dissoluzione è effettivamente completa.

Quali alternative esistono al campionamento manuale nei processi di dissoluzione?

I campioni di laboratorio manuali forniscono sempre un quadro ritardato dello stato del processo. Il campione viene prelevato, analizzato e valutato mentre il processo continua. Inoltre, il campionamento manuale è laborioso, soggetto a errori e associato a rischi per la sicurezza quando si utilizzano fluidi aggressivi o sensibili alla temperatura. LiquiSonic^® misura lo stato di dissoluzione direttamente nel contenitore più volte al secondo ed elimina completamente la necessità di intervento manuale per il controllo dell'endpoint.