Перейти к содержимому

Поточное измерение концентрации уксусной кислоты
от разбавленного раствора до ледяной уксусной кислоты

LiquiSonic® определяет содержание кислоты там, где оно формируется: в трубопроводе, в мешалочном резервуаре, в обратном потоке колонны. Никакого отбора проб, никакого титрования по сменному графику, никакого ожидания результата лаборатории.

При этом ультразвуковой метод значительно лучше переносит увлечённый газ, чем измерения плотности или рефрактометрические методы — преимущество везде, где происходит сброс давления, нагрев или аэрация.

Получить бесплатную консультацию

Измерение в реальном времени

Непрерывный контроль без задержек

Не требует обслуживания

Без подвижных частей и изнашиваемых компонентов

Максимальная точность

Точное измерение даже в сложных условиях

Сниженные эксплуатационные расходы

Экономичное решение с коротким сроком окупаемости

Концентрацию уксусной кислоты можно определять поточно по скорости звука. Датчик LiquiSonic®измеряет, сколько времени ультразвуковому импульсу требуется для прохождения известного расстояния через кислоту, и исключает влияние температуры. На основе этого определяется массовая доля CH₃COOH в воде. Поскольку плотность водной уксусной кислоты на больших участках диапазона реагирует на концентрацию лишь слабо и не всегда однозначно, акустическое измерение здесь эффективнее, чем измерение плотности или рефрактометрия. Какой диапазон концентраций можно оценивать в вашем процессе, мы определяем совместно с вами.

Почему на практике содержание кислоты часто становится известным слишком поздно

Уксусная кислота используется практически в любой концентрации: как ледяная уксусная кислота на резервуарном складе, как техническая кислота 60% или 80% при дозировании, в сильно разбавленном виде в травильных и моющих растворах, как подкислитель в пищевом производстве. Между этими этапами находятся станции разбавления, дистилляционные колонны и контуры регенерации, и на каждом из этих шагов содержание изменяется. Обычно это замечают только тогда, когда проанализирована лабораторная проба предыдущего дня.

Где меняется концентрация

  • Разбавление ледяной уксусной кислоты до целевой концентрации
  • Колеблющиеся обратные потоки из дистилляции и регенерации растворителей
  • Промывная вода и остатки CIP, незаметно разбавляющие партию
  • Повышение концентрации за счёт испарения в нагреваемых ёмкостях
  • Рост содержания кислоты во время ферментации уксуса

Во что это обходится в эксплуатации

  • Партии вне спецификации, доработка или отбраковка
  • Передозировка кислоты при нейтрализации и в линии сточных вод
  • Потери выхода при регенерации, ненужная закупка свежей кислоты
  • Коррозия там, где одновременно выходят из-под контроля концентрация и температура
  • Пробелы в подтверждении между двумя лабораторными значениями

Ограничения обычных методов

  • Титрование: надёжный эталон, но точечный и зависящий от персонала
  • Измерение плотности: плотность водной уксусной кислоты проходит через максимум, одно значение может соответствовать двум концентрациям
  • Проводимость: уксусная кислота — слабая кислота, сигнал скорее зависит от солей и ацетата
  • Значение pH: буферизовано и малоинформативно для определения содержания
  • Рефрактометр: смотровые окна загрязняются, мешают цвет и мутность

Решение: LiquiSonic® прямо в потоке кислоты

Датчик непосредственно погружён в кислоту. Между излучателем и приёмником находится фиксированный измерительный путь; по времени прохождения ультразвукового импульса определяется скорость звука, а из неё, с температурной компенсацией, концентрация.

Никакой оптики, никакой механики в процессе
Нет смотрового окна, которое покрывается отложениями, и нет вибрационной трубки, которая засоряется. Окрашенная или мутная кислота не влияет на результат измерения.

Температура измеряется, а не оценивается
Каждый датчик с высокой точностью регистрирует температуру процесса и исключает её влияние на скорость звука.

Высокая устойчивость к газовым пузырькам
Ультразвуковое измерение значительно лучше переносит увлечённые пузырьки, чем методы на основе плотности. Необычно высокое содержание газа датчик дополнительно выдаёт как сигнал помехи.

Материалы для концентрированной и горячей кислоты
Нержавеющая сталь для разбавленных, холодных сред; Hastelloy, а также покрытия PFA, ETFE или Halar там, где уксусная кислота горячая и высококонцентрированная.

Измеренное значение непосредственно в процессе

ЛиквиСоник® Контроллер показывает концентрацию непосредственно на установке — даже тогда, когда никто не следит за системой управления.

Целевой диапазон вместо столбца чисел
Полосы слева сразу показывают, находятся ли содержание и температура в пределах допустимых границ.

Предельные значения передаются наружу
Превышения и недостижения пределов можно выводить на цифровые выходы и использовать их напрямую для дозирования или переключения.

Тренд для подтверждения параметров партии
Запись тренда без пробелов подтверждает, с какой концентрацией партия фактически велась.

Техническая основа

Скорость звука как измеряемая величина

Вода и уксусная кислота акустически заметно различаются: ультразвуковой импульс проходит через воду ощутимо быстрее, чем через чистую кислоту. Именно эту разницу и анализирует датчик. Измерительный путь механически фиксирован, температура измеряется одновременно, значение является абсолютным и не уходит из-за дрейфа.

Как и во многих водных системах, зависимость не является однозначной во всём диапазоне от 0 до 100 масс. %. Поэтому анализируемый участок задаётся в соответствии с конкретным применением, и для него сохраняется подходящий набор данных продукта. Это касается и смесей, в которых помимо уксусной кислоты присутствуют другие компоненты, такие как ацетаты или ангидриды.

Газовые пузырьки как фактор помех

Газ в среде — обычное явление на установках с уксусной кислотой: сброс давления после насосов и клапанов, дегазация в нагреваемых ёмкостях, интенсивная аэрация в уксусном ферментёре, обратные потоки колонны вскоре после конденсатора.

Пузыри меняют не только время прохождения, но и всю форму принимаемого сигнала. Таким образом, ультразвуковые измерения остаются стабильными в широком диапазоне, в котором методы, основанные на плотности, долгое время колебались. Датчик выдает заметно повышенное содержание газа в качестве сигнала помех – дополнительного признака газовыделения или попадания воздуха в систему трубопроводов.

Что это дает

Меньше лабораторных усилий
  • Титрование только в целях контроля, а не для контроля процесса
  • Нет отбора проб горячей концентрированной кислоты
  • Одобрения проходят без ожидания результатов лабораторных исследований.
Меньше кислоты в браке
  • Разбавление попадает в целевой диапазон, а не выходит за его пределы по соображениям безопасности.
  • Более высокий выход при перегонке и восстановлении
  • Нейтрализующее средство дозируется по необходимости, а не по принятому
Больше безопасности в работе
  • Непрерывная проверка каждой партии вместо случайных выборок
  • Оповещение, как только зарплата уйдет из освобожденного диапазона
  • Индикация газовыделения и попадания воздуха в систему трубопроводов

Дизайн для вашей кислоты

Установка

  • Монтажная длина от 92 мм до 3000 мм.
  • Все распространенные фланцы, резьбы и технологические соединения.
  • Адаптер для небольших сечений и байпасных линий
  • Гигиенические конструкции для пищевой промышленности
  • Версии датчика для требований Ex

Материалы
Разбавленную холодную уксусную кислоту можно контролировать с помощью нержавеющей стали. По мере увеличения концентрации и температуры выбор становится решающим: доступны Hastelloy, а также покрытия из PFA, ETFE или Halar. Уточним, какая комбинация подойдет, исходя из ваших эксплуатационных данных.

OEM и специальные конструкции
Мы также производим конструкции, соединения и интерфейсы по индивидуальному заказу в небольших количествах. Поговорите с нами о ваших требованиях.

Краткий обзор
Диапазон измерения, точность, пределы температуры и давления, а также материалы зависят от конструкции и влияют друг на друга. Поэтому мы разрабатываем датчик вместе с вами и предоставляем надежные значения для вашего процесса.

  • Принцип измерения: Ультразвуковое измерение времени прохождения, с температурной компенсацией, в линию
  • Измеряемые переменные: Концентрация уксусной кислоты, температура процесса, обнаружение нарушений (например, пузырьков газа)
  • Установка: трубопровод, контейнер или байпас; Длина и подключение в зависимости от применения
  • Интерфейсы: Аналоговые выходы, цифровые выходы для предельных значений, Modbus, Profibus, Profinet, EtherNet/IP
  • Обслуживание: не требует обслуживания, однократная заводская калибровка

Где измеряется уксусная кислота

Производство и переработка

Дистилляция и обезвоживание при производстве уксусной кислоты, регенерация растворителей на установках для ацетата целлюлозы, винилацетата или терефталевой кислоты. Верхние и кубовые потоки непрерывно контролируются вместо периодического анализа лабораторных проб.

Разбавление и розлив

Ледяная уксусная кислота доводится до технических концентраций и разливается. Поточное измерение замыкает контур регулирования подачи воды и подтверждает для каждой партии, какая концентрация фактически поступила в тару.

Уксус и подкислители

При производстве уксуса содержание кислоты в аэрируемом ферментере непрерывно возрастает, после чего продукт доводится до товарной концентрации. Гигиеническое исполнение позволяет устанавливать оборудование в контакте с продуктом.

Травление, очистка, нейтрализация

Кислотные моющие и технологические ванны с каждой партией теряют активное вещество. Непрерывное измерение показывает, когда требуется дополнительное дозирование и сколько щёлочи действительно нужно для последующей нейтрализации.

Более 35 лет специализации на измерении концентрации

SensoTech разрабатывает и производит поточную аналитическую измерительную технику в Магдебурге-Барлебене. ЛиквиСоник® SensoTech разрабатывает и производит оборудование для поточного аналитического измерения в Магдебург-Барлебене. Системы LiquiSonic используются по всему миру в применениях с кислотами и щелочами, в химической промышленности, производстве пищевых продуктов и полупроводников.

35+

лет опыта

50+

стран по всему миру

ISO 9001

сертифицировано по качеству

Опишите ваше применение — мы свяжемся с вами для технического согласования!
Вместе мы уточним граничные условия и возможные подходы к решению.

* Обязательные поля

Детали

* Обязательные поля
Назад

Часто задаваемые вопросы

Заменяет ли поточное измерение титрование?

Для управления процессом — да: вы работаете по текущему измеренному значению, а не по последней пробе. В качестве аналитической референции титрование сохраняет своё значение. Некоторые пользователи продолжают применять его, чтобы через большие интервалы проверять поточное значение и документировать результаты.

Разве это не то же самое, что измерение плотности?

Нет. Измеряется скорость звука, а не плотность. Для уксусной кислоты это особенно важно: плотность водной смеси в верхнем диапазоне концентраций проходит через максимум, поэтому одному значению плотности могут соответствовать две разные концентрации. Акустическая величина ведёт себя иначе и, кроме того, менее чувствительна к газовым пузырькам. Если на вашей установке используются значения плотности, мы при необходимости можем пересчитать измеренное значение в плотность и вывести его в таком виде.

Как ведёт себя измерение при наличии газовых пузырьков в трубе?

Значительно более щадящий метод, чем методы, основанные на плотности или рефрактометре. Умеренная доля пузырьков существенно не влияет на измеренное значение. Но есть предел: если доля газа продолжит увеличиваться, оценка станет неопределенной. Датчик в определенной степени обнаруживает это состояние и выдает его в виде сигнала помех. При наличии постоянного потока газа также помогает выбор места установки, например, на хорошо затапливаемом участке с восходящим потоком.

Работает ли измерение также с ледяной уксусной кислотой?

Практически безводная уксусная кислота затвердевает уже примерно при 16,7 °C, поэтому трубопроводы и ёмкости оснащаются сопутствующим подогревом. Датчик можно установить в таких обогреваемых участках. Достижимо ли требуемое разрешение в области высоких концентраций, мы проверим на основе ваших данных. Именно там ход кривой определяет результат.

Какие материалы устойчивы к уксусной кислоте?

Для разбавленной холодной кислоты, как правило, достаточно нержавеющей стали. Горячая и высококонцентрированная уксусная кислота предъявляет более высокие требования; в таких случаях применяются Hastelloy или исполнения с покрытиями PFA, ETFE или Halar. Сообщите нам концентрацию, температуру и сопутствующие вещества, и мы предложим подходящую комбинацию.

Нужно ли мне взрывозащищённое исполнение?

Концентрированная уксусная кислота горюча, её температура вспышки составляет около 39 °C. Поэтому в резервуарных парках и обогреваемых частях установок часто имеется зонирование. Для требований по взрывозащите доступны соответствующие исполнения датчиков, а также большой выбор материалов. Сообщите нам классификацию вашей точки измерения, и мы предложим подходящий вариант.

Насколько точным является измерение?

Это зависит от диапазона концентраций, температурного разброса и состава. В узко заданном целевом диапазоне достижимое разрешение высокое, а в очень широком диапазоне оно ниже. Мы сообщим вам достоверное значение именно для вашего случая, вместо того чтобы обещать общую цифру.

Как быть со смесями, в которых уксусная кислота является лишь одним из компонентов?

Часто это решаемо. Пока сопутствующие вещества остаются в известных пределах, можно сохранить набор данных продукта для конкретной смеси, например уксусной кислоты с ацетатом, ангидридом или остаточным растворителем. При сильно изменяющемся составе мы заранее проверяем реализуемость по образцу в лаборатории.

Как измеренное значение поступает в мою систему управления?

Через 4–20 мА, а также по Modbus, Profibus, Profinet или EtherNet/IP. Предельные значения для концентрации и возмущающих величин также можно вывести на цифровые выходы и использовать напрямую для дозирующих клапанов или переключений.

Как понять, что содержание кислоты уходит между двумя лабораторными пробами?

Обычно нет, пока не заметят партию. Немного слишком слабое разбавление первоначально кажется незаметным в процессе, но оказывает негативное влияние на эффект, выход или характеристики. Только непрерывная прогрессия показывает, действительно ли контент был стабильным или он мигрировал между двумя выборками.

Какое обслуживание требуется?

Во время текущих операций нет. На пути измерения нет движущихся частей, уплотнений и оптического окна, требующего очистки. Заводская калибровка остается стабильной в течение многих лет; регулярная повторная калибровка не является абсолютно необходимой.

Похожие статьи

Geben Sie Ihre E-Mailadresse an, damit wir Ihnen die Datei per Электронная почта zusenden können.

* Обязательные поля