Monitoramento de cristalização

SensoTech é especialista em análise e otimização de processos de engenharia de processos em líquidos. Desde que fomos fundados em 1990, nos tornamos a empresa líder em dispositivos de medição para determinação em linha de concentrações em líquidos. Nossos sistemas de análise determinam a tendência – em todo o mundo.

Engenharia inovadora fabricada na Alemanha, cujo princípio é a medição da velocidade absoluta do som durante o processo em curso. Um método que aperfeiçoamos em uma tecnologia de sensor altamente precisa e excepcionalmente fácil de usar.

Além da medição de concentração e densidade, as aplicações típicas incluem detecção de fase ou rastreamento de reações complexas, como polimerização e cristalização. Nosso Liqui Sonic^® Sistemas de medição e análise garanta a qualidade ideal do produto, a máxima segurança do sistema ou reduza custos através do gerenciamento eficiente de recursos em uma ampla variedade de indústrias, como a indústria química e farmacêutica, a indústria siderúrgica, a tecnologia de alimentos, a engenharia mecânica e de instalações, a tecnologia de veículos e outras.

Queremos que você explore sempre todo o potencial dos seus sistemas de produção. Os sistemas SensoTech fornecem resultados de medição altamente precisos, exatos e reprodutíveis, mesmo sob condições de processo difíceis. E esta amostragem em linha e sem amostragem crítica de segurança, imediatamente disponível para o seu sistema de automação. Todos os parâmetros do sistema também podem ser ajustados usando ferramentas de configuração poderosas para que você possa reagir às alterações de forma imediata e fácil.

Oferecemos tecnologia excelente e sofisticada para melhorar seus processos de fabricação e somos parceiros para soluções exigentes, muitas vezes inimagináveis, em sua indústria, para suas aplicações - não importa quão específicas elas sejam. Quando se trata de líquidos, nós definimos os padrões.

Noções básicas de cristalização

A medição da velocidade do som é usada para determinar os parâmetros de cristalização e para controlar os processos de cristalização. Este método de medição pode ser usado para determinar o ponto de nucleação e saturação e, portanto, a área metaestável. No processo, a diferença em relação à saturação (grau de saturação), o grau de supersaturação ou o conteúdo de cristal pode ser medido durante a cristalização e derivado como uma variável de controle para influenciar especificamente a cristalização.

Se uma substância sólida for dissolvida em um líquido, o líquido será capaz de absorver até uma certa concentração. Se mais substância for adicionada ao líquido, ela não será mais dissolvida porque a solução está saturada. Isso significa que a substância permanece na forma sólida. Essa concentração “máxima” de uma solução é chamada de solubilidade ou concentração de saturação. A concentração de saturação depende da temperatura do líquido. A temperatura na qual a solução fica saturada é chamada de temperatura de saturação. Se a temperatura aumentar, mais substância pode ser dissolvida (exceto pela solubilidade negativa). Consequentemente, a concentração de saturação aumenta.

Se a concentração for inferior à concentração de saturação, é chamada de solução insaturada. Para muitas soluções, se a temperatura de uma solução insaturada for reduzida, ela pode ser resfriada a um valor inferior à temperatura de saturação sem que a substância sólida cristalize. A solução é então supersaturada. Se for ainda mais resfriado, núcleos espontâneos ou formação de cristais (nucleação) ocorrem a uma determinada temperatura, a temperatura de nucleação.
Se a suspensão for aquecida, os cristais dissolvem-se novamente. Quando a temperatura de saturação é atingida, todos os cristais são finalmente dissolvidos. A temperatura de saturação é geralmente maior que a temperatura de nucleação.

A região supersaturada entre a temperatura de saturação e a temperatura de nucleação é chamada de região metaestável. Usando Liqui Sonic^® sistemas As seguintes vantagens surgem para o usuário nos processos de cristalização:

• melhor utilização do sistema
  • exibição contínua de subsaturação e supersaturação
  • Controle do processo através dos parâmetros de cristalização
  • Evitando a formação espontânea de germes
• Economia de energia através
  • Controle rápido do tempo de vacinação desejado
  • determinação contínua do conteúdo de cristal
  • abordagem ideal para o ponto final do processo
• Economizando matérias-primas através
  • configuração ideal da qualidade de produto desejada
  • início reproduzível do tempo de vacinação

Processos

Sobre a medição contínua da velocidade do som usando Liqui Sonic^® Tecnologia de medição Os processos de cristalização podem ser monitorados tanto em processos contínuos quanto em lotes. Em caso de interrupções ou desvios do processo ideal, você pode reagir imediatamente para alcançar a qualidade desejada do produto. A figura a seguir contém a avaliação de três lotes diferentes em relação à temperatura, velocidade do som e desvio padrão.

Na maioria dos casos, uma investigação preliminar determina a faixa característica do processo, o que leva a um curso de reação ideal e, portanto, às propriedades desejadas do produto final.

Pequenos desvios do processo ideal são disponibilizados ao operador ou ao controle do processo através de interfaces analógicas ou digitais típicas, por exemplo, para controlar a cristalização de volta ao processo ideal através do controle de temperatura.

Avaliação estatística de diversas medições sonoras por segundo

Aplicativos

Parâmetros de cristalização

Para registrar os parâmetros relevantes para o processo, a velocidade do som e a temperatura são medidas enquanto uma solução é resfriada e aquecida. Ao exibir a velocidade do som em função da temperatura, parâmetros importantes de cristalização, como temperatura de saturação, temperatura de nucleação e posição na região metaestável, podem ser determinados diretamente. A figura a seguir descreve as características de cristalização de 42,6 m% de sulfato de amônio durante aquecimento e resfriamento em diferentes rampas de temperatura.

A figura explica como os parâmetros de cristalização são determinados: Se a solução for resfriada lentamente, a velocidade do som muda com um determinado coeficiente de temperatura. A uma determinada temperatura, a velocidade do som muda mais devido à formação de cristais e à redução da supersaturação. Esta temperatura representa a temperatura de nucleação. Se a solução for aquecida novamente, ela terá uma velocidade de som diferente daquela quando esfriou. Ambas as curvas se encontram novamente na temperatura de saturação.

Consequentemente, a região metaestável e a curva de solubilidade podem ser determinadas utilizando a velocidade do som. A região metaestável depende da composição química da solução e da taxa de resfriamento. Usando a velocidade do som em função da temperatura, a região metaestável de qualquer solução pode ser determinada.

Processo de cristalização em sulfato de amônio na concentração de 42,6 m%

Nível de saturação

A medição online do grau de saturação é baseada nas alterações das concentrações de saturação em diferentes temperaturas. A figura a seguir mostra um exemplo do comportamento de saturação de um processo de cristalização em larga escala.

A concentração atual é determinada medindo a velocidade do som e a temperatura. Além disso, a diferença em relação à saturação (grau de saturação) pode ser disponibilizada para o controle do processo a jusante, se necessário. Com esta informação, é possível abordar de forma otimizada a curva de saturação utilizando a temperatura do processo. Isto leva a economia de tempo e energia. Isto significa que o processo pode ser controlado de forma reprodutível mesmo se ocorrerem flutuações de concentração na solução inicial.

Finalmente, a nucleação espontânea ocorre na linha de nucleação. A região entre a saturação e a nucleação é chamada de região metaestável (supersaturada). A supersaturação serve como um indicador do tempo de vacinação perfeito durante a nucleação controlada.

Sättigung in Abhängigkeit von Konzentration, Temperatur & Schallgeschwindigkeit

Supersaturação

O grau de supersaturação também pode ser determinado usando a velocidade do som em função da temperatura. Conforme mostrado na figura abaixo, o grau de supersaturação reflete um ponto na região metaestável. Quanto mais próximo este ponto estiver da linha de nucleação, maior será o grau de supersaturação.

À medida que o limite superior da região metaestável se aproxima (supersaturação 2), aumenta o risco de nucleação espontânea de um produto final demasiado fino. Se a cristalização ocorrer muito perto da curva de saturação (supersaturação 1), haverá apenas poucos e grandes cristais.

Durante a cristalização, a supersaturação da solução muda devido ao crescimento do cristal. À medida que ocorre o crescimento, o grau de supersaturação é reduzido. Se a temperatura da solução mãe diminuir ou o solvente evaporar, a supersaturação aumenta novamente.

Medindo a velocidade do som e a temperatura na solução mãe durante a cristalização, o processo de cristalização pode ser realizado de forma ideal na faixa metaestável. Isto permite uma influência direta no crescimento e, portanto, na morfologia dos cristais.

Supersaturação dependendo da concentração, temperatura e velocidade do som

Degradação de supersaturação e cinética de crescimento de cristais

O grau de redução da supersaturação durante a cristalização pode ser representado em função do tempo (curva de redução da supersaturação). A figura a seguir mostra diferentes cinéticas de crescimento, que foram detectadas pela diminuição da velocidade do som e pela supersaturação.

Acontece que o curso da velocidade do som durante a cristalização tem o mesmo comportamento que as curvas conhecidas de degradação da supersaturação. Na figura, a curva de degradação da supersaturação é calculada a partir da velocidade do som, comparada com a análise química segundo Tavare e Chivate.

A cinética de crescimento do cristal pode ser determinada a partir da curva de degradação da supersaturação. Isto indica a rapidez com que os cristais crescem na solução mãe e é, portanto, um parâmetro importante para o projeto e dimensionamento de cristalizadores.

A relação entre a supersaturação e a velocidade do som permite que a curva de redução da supersaturação seja medida diretamente.

Redução da supersaturação em função do tempo

Conteúdo de cristal

Cada suspensão é caracterizada por uma curva na velocidade do som que depende da temperatura e da concentração. Os campos de curva característica correspondentes também estão incluídos Liqui Sonic^® sistema depositado, o que permite a medição direta em linha da concentração de sólidos ou conteúdo de cristais ou conteúdo de TS.

Em processos de cristalização contínua, é possível monitorar e controlar a separação através da determinação do conteúdo de cristais. Em processos descontínuos, o ponto final da cristalização e do crescimento do cristal pode ser determinado e monitorado.

Dependência da velocidade do som da concentração de NaCl na água, 25 °C

Qualidade e serviço

O entusiasmo pelo progresso tecnológico é a nossa força motriz na formação do mercado de amanhã. Vocês, nossos clientes, são o foco. Sentimo-nos obrigados a oferecer-lhe o melhor desempenho.

Trabalhamos em estreita colaboração com você no caminho da inovação - desenvolvendo a resposta certa para sua exigente tarefa de medição ou realizando ajustes individuais no sistema. A crescente complexidade dos requisitos específicos da aplicação torna essencial uma compreensão abrangente das conexões e interações.

A pesquisa criativa é outro pilar da nossa empresa. Os especialistas da nossa equipe de pesquisa e desenvolvimento realizam um trabalho valioso para otimizar as propriedades dos produtos - como testar novos designs e materiais de sensores ou a funcionalidade bem pensada de componentes eletrônicos, de hardware e de software.

Nosso gerenciamento de qualidade SensoTech aceita apenas o melhor desempenho na produção. Temos certificação ISO 9001 desde 1995. Todos os componentes do dispositivo passam por uma variedade de procedimentos de teste nas diversas etapas de produção; Os sistemas já estão passando por processo de burn-in em nossa empresa. Nossa máxima: máxima funcionalidade, resiliência e segurança.

Tudo isto só é possível graças ao empenho e à forte consciência de qualidade dos nossos colaboradores. Devemos nosso sucesso ao seu excelente conhecimento especializado e motivação. Juntos, com paixão e convicção, trabalhamos com excelência incomparável.

Mantemos relacionamentos com nossos clientes. Eles são baseados na parceria e no aumento da confiança. Como os nossos dispositivos não necessitam de manutenção, podemos concentrar-nos inteiramente nas suas preocupações quando se trata de assistência e apoiá-lo ativamente com aconselhamento profissional, instalação interna conveniente e formação do cliente. Durante a fase de concepção, analisamos as condições da sua situação diretamente no local e realizamos medições de teste, se necessário. Nossos dispositivos de medição são capazes de atingir o mais alto nível de precisão e confiabilidade, mesmo sob condições desfavoráveis. Mesmo após a instalação: Estamos ao seu lado, nossos tempos de resposta são curtos - graças às opções de acesso remoto personalizadas especificamente para você.

Como parte das nossas colaborações internacionais, formamos uma equipa em rede global para os nossos clientes que garante aconselhamento e serviços ideais em todos os países. Por isso, atribuímos grande importância à gestão eficaz do conhecimento e da qualificação. Nossos numerosos representantes internacionais em todos os mercados geográficos importantes do mundo podem aproveitar o conhecimento especializado da empresa e atualizar continuamente seus conhecimentos em aplicações e programas de treinamento prático. Proximidade com clientes em todo o mundo: além de ampla experiência no setor, fator chave para nossa presença de sucesso em todo o mundo.