Контроль кристаллизации

SensoTech является специалистом по анализу и оптимизации технологических процессов в жидкостях. С момента основания в 1990 году мы стали ведущей компанией по производству приборов для определения концентраций в жидкостях в режиме реального времени. Наши системы анализа определяют тренды – по всему миру.

Инновационная инженерия из Германии, принципом которой является измерение абсолютной скорости звука в текущем процессе. Метод, который мы довели до высочайшей точности и исключительной удобства использования сенсорной технологии.

Типичные применения помимо измерения концентрации и плотности включают обнаружение фаз или отслеживание сложных реакций, таких как полимеризация и кристаллизация. Наши ЛиквиСоник^® Измерительные и аналитические системы обеспечивают оптимальное качество продукции, максимальную безопасность установки или снижают затраты за счет эффективного управления ресурсами в различных отраслях, таких как химическая и фармацевтическая промышленность, сталелитейная промышленность, пищевая технология, машиностроение и автомобилестроение и другие.

Мы хотим, чтобы вы в любой момент полностью использовали потенциал ваших производственных установок. Системы SensoTech обеспечивают высокоточные результаты измерений даже в сложных процессных условиях, точно и воспроизводимо. И это в режиме онлайн и без критически важных для безопасности выборок, сразу доступно для вашей автоматизированной системы. Все параметры системы также можно настроить с помощью мощных инструментов конфигурации, чтобы вы могли немедленно и без проблем реагировать на изменения.

Мы предлагаем отличные, зрелые технологии для улучшения ваших производственных процессов и являемся партнером для сложных, часто неожиданных решений в вашей отрасли, для ваших приложений, какими бы специфичными они ни были. Когда дело касается жидкостей, мы устанавливаем стандарты.

Основы кристаллизации

Для определения параметров кристаллизации и управления процессами кристаллизации используется измерение скорости звука. С помощью этого метода измерения можно определить точку нуклеации и насыщения, а также метастабильную область. В процессе кристаллизации может быть измерена разница до насыщения (степень насыщения), степень пересыщения или содержание кристаллов, и это может быть использовано как управляющий параметр для целенаправленного влияния на кристаллизацию.

температура насыщенияназывается. При повышении температуры может быть растворено больше вещества (кроме случаев с отрицательной растворимостью). Соответственно, концентрация насыщения увеличивается.

Если концентрация ниже концентрации насыщения, это называется ненасыщенным раствором. Если температура ненасыщенного раствора снижается, он может быть охлажден до более низкого значения, чем температура насыщения, без кристаллизации твердого вещества. Раствор становится пересыщенным. Если его дальше охлаждать, при определенной температуре, температуре зародышеобразования, происходит спонтанное зародышеобразование или кристаллизация (нуклеация).
При нагревании суспензии кристаллы снова растворяются. При достижении температуры насыщения все кристаллы растворяются. Температура насыщения, как правило, выше температуры зародышеобразования.

Пересыщенная область между температурой насыщения и температурой зародышеобразования называется метастабильной областью. Используя ЛиквиСоник^® системы в процессах кристаллизации, пользователь получает следующие преимущества:

• улучшенное использование оборудования благодаря
  • непрерывное отображение недонасыщения и перенасыщения
  • управление процессом через параметры кристаллизации
  • предотвращение спонтанного зародышеобразования
• экономия энергии благодаря
  • быстрое управление желаемым моментом инокуляции
  • непрерывное определение содержания кристаллов
  • оптимальный запуск конечной точки процесса
• экономия сырья благодаря
  • оптимальная настройка желаемого качества продукта
  • воспроизводимый запуск момента инокуляции

Процессы

Через непрерывное измерение скорости звука с помощью ЛиквиСоник^® измерительной техники могут контролироваться процессы кристаллизации как в непрерывном, так и в пакетном процессе. При нарушениях или отклонениях от идеального хода процесса можно немедленно отреагировать, чтобы достичь желаемого качества продукта. Следующий рисунок содержит оценку трех различных циклов партии с точки зрения температуры, скорости звука и стандартного отклонения.

В большинстве случаев предварительное исследование определяет характерную полосу процесса, которая приводит к оптимальному ходу реакции и, следовательно, к желаемым свойствам конечного продукта.

Незначительные отклонения от идеального процесса предоставляются оператору или процессу управления через типичные аналоговые или цифровые интерфейсы, чтобы, например, с помощью регулирования температуры вернуть кристаллизацию в идеальный ход.

Статистическая оценка нескольких звуковых измерений в секунду

Приложения

Параметры кристаллизации

Для регистрации параметров, актуальных для процесса, во время охлаждения и нагрева раствора измеряются скорость звука и температура. При представлении скорости звука как функции температуры можно непосредственно определить важные параметры кристаллизации, такие как температура насыщения, температура зарождения и положение в метастабильной области. Следующая диаграмма описывает характеристики кристаллизации 42,6 м% сульфата аммония во время нагрева и охлаждения при различныхтемпературных режимах.

На рисунке объясняется определение параметров кристаллизации: если раствор медленно охлаждается, скорость звука изменяется с определенным температурным коэффициентом. Начиная с определенной температуры скорость звука меняется сильнее из-за образования кристаллов и снижения перенасыщения. Эта температура представляет собой температуру зародышеобразования. При последующем нагревании раствора его скорость звука отличается от скорости при охлаждении. При температуре насыщенияобе кривые снова пересекаются.

Следовательно, скорость звука может использоваться для определения метастабильной области и кривой растворимости. Метастабильная область зависит от химического состава раствора и скорости охлаждения. Скорость звука как функция температуры позволяет определить метастабильную область любого раствора.

Процесс кристаллизации в сульфате аммония при концентрации 42,6 м%

Степень насыщения

Онлайн-измерение степени насыщения основано на изменяющихся концентрациях насыщения при различных температурах. Следующий рисунок иллюстрирует поведение насыщения в крупномасштабном процессе кристаллизации.

Измерение скорости звука и температуры позволяет определить текущую концентрацию. Кроме того, разница с насыщением (степень насыщения) может быть предоставлена для последующего управления процессом при необходимости. С этой информацией можно оптимально управлять процессом по температуре, что приводит к экономии времени и энергии. Даже при колебаниях концентрации в исходном растворе процесс управляется воспроизводимо.

На линии зародышеобразования происходит спонтанное образование зародышей. Область между насыщением и зародышеобразованием называется метастабильной (перенасыщенной) областью. Перенасыщение служит индикатором для идеального момента инокуляции при управляемом зародышеобразовании.

Sättigung in Abhängigkeit von Konzentration, Temperatur & Schallgeschwindigkeit

Перенасыщение

Скорость звука как функция температуры также позволяет определить степень перенасыщения. Как видно на следующем рисунке, степень перенасыщения отражает точку в метастабильной области. Чем ближе эта точка к линии нуклеации, тем выше степень перенасыщения.

При приближении к верхней границе метастабильной области (перенасыщение 2) возрастает опасность спонтанного образования зародышей слишком мелкого конечного продукта. Если кристаллизация происходит слишком близко к кривой насыщения (перенасыщение 1), образуются только очень редкие и крупные кристаллы.

Во время кристаллизации перенасыщение раствора изменяется из-за роста кристаллов. С ростом степень перенасыщения уменьшается. Если температура маточного раствора снижается или растворитель испаряется, перенасыщение снова увеличивается.

Измеряя скорость звука и температуру в маточном растворе во время кристаллизации, можно оптимально управлять процессом кристаллизации в метастабильной области. Это позволяет непосредственно влиять на рост и, следовательно, на морфологию кристаллов.

Перенасыщение в зависимости от концентрации, температуры и скорости звука

Уменьшение перенасыщения и кинетика роста кристаллов

Степень уменьшения перенасыщения во время кристаллизации может быть представлена как функция времени (кривая уменьшения перенасыщения). На следующем рисунке показаны различные кинетики роста, которые были обнаружены путем уменьшения скорости звука и перенасыщения.

Показано, что временной ход скорости звука во время кристаллизации проявляет такое же поведение, как и известные кривые уменьшения перенасыщения. На рисунке кривая уменьшения перенасыщения рассчитывается по скорости звука и сравнивается с химическим анализом по Таваре и Чиватэ.

Из кривой уменьшения перенасыщения можно определить кинетику роста кристаллов. Это показывает, насколько быстро кристаллы растут в маточном растворе и, следовательно, является важной величиной для проектирования и масштабирования кристаллизаторов.

Благодаря связи между перенасыщением и скоростью звука можно напрямую измерить кривую уменьшения перенасыщения.

Уменьшение перенасыщения как функция времени

Содержание кристаллов

Каждая суспензия характеризуется зависимостью скорости звука от температуры и концентрации. Соответствующие поля характеристик также находятся в ЛиквиСоник^® Система хранятся, что позволяет проводить прямое инлайн-измерение концентрации твердого вещества или содержания кристаллов или TS-содержания.

При непрерывных процессах кристаллизации контроль и управление разделением возможны за счет определения содержания кристаллов. В пакетных процессах можно определить и контролировать конечную точку кристаллизации и рост кристаллов.

Зависимость скорости звука от концентрации NaCl в воде, 25 °C

Качество и обслуживание

Страсть к технологическому прогрессу является нашей движущей силой в формировании рынка завтрашнего дня. При этом в центре внимания находитесь вы, наши клиенты. Мы чувствуем себя обязанными предоставлять вам максимальную производительность.

В тесном сотрудничестве с вами мы идем по пути инноваций – разрабатывая подходящий ответ на вашу сложную измерительную задачу или осуществляя индивидуальные системные настройки. Растущая сложность специфических требований приложений делает необходимым полное понимание взаимосвязей и взаимодействий.

Креативные исследования – еще одна важная опора нашей компании. Специалисты нашей команды исследований и разработок вносят ценный вклад в оптимизацию характеристик продукции – например, в тестирование новых конструкций сенсоров и материалов или в продуманную функциональность электронных, аппаратных и программных компонентов.

Наше управление качеством SensoTech принимает только лучшие результаты даже в производстве. С 1995 года мы сертифицированы по ISO 9001. Все компоненты устройств проходят различные процедуры тестирования на разных этапах производства; системы подвергаются процедуре испытания на выгорание уже в нашем доме. Наша максима: высочайшая функциональность, надежность и безопасность.

Все это возможно только благодаря приверженности и высокому уровню качества наших сотрудников. Мы обязаны нашим успехом их отличным профессиональным знаниям и мотивации. Вместе, с увлечением и убежденностью, мы работаем с превосходством, которому нет равных.

Мы поддерживаем отношения с нашими клиентами. Они основаны на партнерстве и выросшем доверии. Поскольку наши устройства не требуют технического обслуживания, мы можем полностью сосредоточиться на ваших потребностях в обслуживании и активно поддерживать вас через профессиональные консультации, удобную установку на месте и обучение клиентов. На этапе концепции мы анализируем ваши условия на месте и, при необходимости, проводим тестовые измерения. Наши измерительные приборы способны достигать наивысшей точности даже в неблагоприятных условиях.и надежности. Даже после установки: мы всегда рядом, наши времена реакции короткие – благодаря специально настроенным для вас вариантам удаленного доступа.

Благодаря нашим международным сотрудничествам мы формируем глобальную сеть для наших клиентов, которая обеспечивает оптимальные консультации и сервис по всему миру. Поэтому мы придаем большое значение эффективному управлению знаниями и квалификацией. Наши многочисленные международные представительства во всех важных географических рынках мира могут использовать экспертные знания внутри компании и постоянно обновлять свою компетенцию в программах дополнительного обучения, ориентированных на приложения и практику. Близость кклиентам по всему миру: наряду с обширным отраслевым опытом, ключевой фактор нашего успешного присутствия на международной арене.