结晶监测

SensoTech是液体工艺技术过程分析和优化的专家。自1990年成立以来，我们已发展成为液体浓度在线测定仪器的领先企业。我们的分析系统引领全球趋势。

创新工程德国制造，其原理是在进行过程中测量绝对声速。这是一种我们已完善为高度精确且极其用户友好的传感器技术的方法。

我们的 LiquiSonic^® 测量和分析系统 确保最佳的产品质量，最高的设备安全性，或通过高效的资源管理降低成本，适用于化学和制药行业、钢铁行业、食品技术、机械和设备制造、车辆工程等不同行业。

我们希望您随时充分利用生产设备的潜力。SensoTech的系统即使在困难的工艺条件下也能提供高精度的测量结果，精确且可重复。这些系统可以在线使用，无需安全关键的样品提取，立即可用于您的自动化系统。此外，所有系统参数都可以通过强大的配置工具进行调整，以便您可以立即和轻松地对变化做出反应。

我们提供卓越、成熟的技术来改善您的生产过程，是您行业中高要求、常常出乎意料的解决方案的合作伙伴，无论您的应用多么具体。涉及液体时，我们设定了标准。

结晶的基础

为了确定结晶参数和控制结晶过程，使用声速测量。通过这种测量方法可以确定成核点和饱和点，从而确定亚稳区。在过程中，可以在结晶期间测量与饱和的差异（饱和度）、过饱和度或结晶含量，并作为控制变量用于有针对性地影响结晶。

在液体中溶解固体物质时，液体能够吸收一定浓度的物质。如果继续向液体中添加更多的物质，该物质将不再溶解，因为溶液已达到饱和状态。因此，物质保持固态。溶液的这种“最大”浓度称为溶解度或饱和浓度。饱和浓度取决于液体的温度。溶液达到饱和状态的温度称为饱和温度。如果温度升高，可以溶解更多的物质（负溶解度除外）。因此，饱和浓度增加。

如果浓度小于饱和浓度，则称为不饱和溶液。降低不饱和溶液的温度，许多溶液可以冷却到低于饱和温度的值，而不会结晶出固体物质。此时溶液为过饱和。如果继续冷却，在某一温度（成核温度）会发生自发成核或晶体形成（成核）。
将悬浮液加热后，晶体会再次溶解。达到饱和温度时，所有晶体最终溶解。通常，饱和温度大于成核温度。

饱和温度与成核温度之间的过饱和区域称为亚稳区域。通过使用 LiquiSonic^® 系统 在结晶过程中，用户将获得以下优势：

• 通过提高设备利用率
  • 连续显示欠饱和和过饱和
  • 通过结晶参数控制过程
  • 避免自发成核
• 通过节能
  • 快速控制所需的接种时间
  • 连续测定晶体含量
  • 优化过程终点的启动
• 通过节约原材料
  • 优化设置所需的产品质量
  • 可重复的接种时间启动

过程

通过连续测量声速 LiquiSonic^® 测量技术 可以监测连续和批量过程中的结晶过程。在出现干扰或偏离理想过程时，可以立即做出反应，以实现所需的产品质量。下图显示了三个不同批次过程在温度、声速和标准偏差方面的评估。

在大多数情况下，通过预先研究确定特征过程带，这将导致最佳反应过程，从而实现所需的最终产品特性。

通过典型的模拟或数字接口向操作员或过程控制提供轻微偏差，以便通过温度控制将结晶过程重新调整到理想状态。

每秒多次声测量的统计分析

应用

结晶参数

在冷却和加热溶液过程中测量声速和温度以记录过程相关参数。通过将声速表示为温度的函数，可以直接确定重要的结晶参数，如饱和温度、成核温度和亚稳态区域的位置。下图描述了42.6 m%硫酸铵在不同加热和冷却条件下的结晶特性。温度梯度。

该图说明了晶体化参数的确定：当溶液缓慢冷却时，声速会以特定的温度系数变化。在某个特定温度下，由于晶体形成和过饱和度的降低，声速最终变化更大。此温度表示成核温度。随后，当溶液再次加热时，其声速变化与冷却时不同。在饱和温度下，两个曲线再次相交。

因此，可以通过声速确定亚稳区和溶解度曲线。亚稳区取决于溶液的化学组成和冷却速度。通过声速作为温度的函数，可以确定任何溶液的亚稳区。

在42.6 m%浓度下硫酸铵的结晶过程

饱和度

饱和度的在线测量基于不同温度下可变的饱和浓度。下图示例性地显示了大型结晶过程的饱和行为。

通过声速和温度测量确定当前浓度。此外，饱和差（饱和度）可以根据需要提供给下游过程控制。通过这些信息，可以通过过程温度最佳地接近饱和曲线。这导致时间和能源的节省。即使在原始溶液浓度波动的情况下，过程也能因此可重复地进行控制。

在成核线上，最终发生自发成核。饱和和成核之间的区域被称为亚稳（过饱和）区域。在控制的成核过程中，过饱和作为完美接种时机的指标。

Sättigung in Abhängigkeit von Konzentration, Temperatur & Schallgeschwindigkeit

过饱和

通过声速作为温度的函数，也可以确定过饱和的程度。如下图所示，过饱和程度反映了亚稳区的一个点。该点越接近成核线，过饱和程度越大。

随着接近亚稳区的上限（过饱和2），自发成核的过细终产品的风险增加。相反，如果结晶发生在过于接近饱和曲线（过饱和1）的地方，则只有非常少量的大晶体。

在结晶过程中，由于晶体生长，溶液的过饱和度发生变化。随着生长，过饱和度被降低。如果母液的温度降低或溶剂蒸发，过饱和度会再次增加。

通过在结晶过程中测量母液中的声速和温度，可以在亚稳态区域优化结晶过程。这使得可以直接影响晶体的生长及其形态。

过饱和度取决于浓度、温度和声速

过饱和度降低和晶体生长动力学

在结晶过程中，过饱和度的降低程度可以作为时间的函数表示（过饱和度降低曲线）。在下图中，展示了通过声速和过饱和度的降低检测到的不同生长动力学。

结果表明，结晶过程中声速的时间变化与已知的过饱和度降低曲线表现出相同的行为。图中显示了根据声速计算的过饱和度降低曲线，并与Tavare和Chivate的化学分析进行了比较。

从过饱和度降低曲线可以确定晶体生长动力学。这表明晶体在母液中生长的速度，因此是结晶器设计和尺寸确定的重要参数。

通过过饱和度和声速的关系，可以直接测量过饱和度降低曲线。

过饱和度降低作为时间的函数

晶体含量

每种悬浮液的特征是声速随温度和浓度的变化。相应的特征曲线也在 LiquiSonic^® 系统 中存储，从而实现了固体浓度或晶体含量或总固体含量的直接在线测量。

在连续结晶过程中，通过确定晶体含量可以实现分离的监控和控制。在批处理过程中，可以确定和监控结晶的终点和晶体生长。

声速对水中NaCl浓度的依赖性，25°C

质量和服务

对技术进步的热情是我们塑造未来市场的驱动力。您，我们的客户，是我们关注的中心。我们感到有责任向您提供卓越的表现。

与您紧密合作，我们走在创新的道路上——通过开发适合您复杂测量任务的解决方案或进行个性化的系统调整。应用特定要求的日益复杂性使得对关系和相互作用的全面理解变得至关重要。

创造性研究是我们公司另一根支柱。我们的研发团队专家为优化产品特性做出了宝贵贡献——例如测试新型传感器设计和材料，或电子、硬件和软件组件的周到功能。

我们的SensoTech质量管理在生产中也只接受最佳性能。自1995年以来，我们通过了ISO 9001认证。所有设备组件在不同的生产阶段都经过多种测试程序；系统在我们公司内部已经经过了老化程序。我们的格言：最高的功能性、耐用性和安全性。

所有这些都只能通过我们员工的投入和强烈的质量意识来实现。我们成功归功于他们出色的专业知识和动力。我们一起，以热情和信念，追求无与伦比的卓越。

我们维护与客户的关系。这些关系建立在伙伴关系和不断增长的信任基础上。由于我们的设备免维护，我们可以在服务方面专注于您的需求，并通过专业咨询、便捷的内部安装和客户培训为您提供积极支持。在概念阶段，我们会直接在现场分析您的情况条件，并在必要时进行测试测量。我们的测量设备即使在不利条件下也能实现最高精度和可靠性。安装后：我们随时为您服务，我们的响应时间很短——这要归功于专门为您量身定制的远程访问选项。

与我们国际合作伙伴的合作中，我们为客户组建了一个全球联网的团队，确保跨国界的最佳咨询和服务。因此，我们重视有效的知识和资格管理。我们在世界所有重要地理市场的众多国际代表可以利用公司内部的专业知识，并在应用和实践相关的培训计划中不断更新他们的能力。接近客户，全球范围内：除了广泛的行业经验外，这是我们在全球成功存在的关键因素。