结晶监测

SensoTech是液体工艺过程分析和优化的专家。自1990年成立以来，我们已发展成为用于液体浓度在线测定的测量设备的领先公司。我们的分析系统引领全球趋势。

德国制造的创新工程，其原理是测量正在进行的工艺中的绝对声速。我们将这种方法完善为一种高度精确且异常用户友好的传感器技术。

除了浓度和密度测量的典型应用外，还包括相检测或复杂反应的跟踪，如聚合和结晶。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在不同行业中的成本，如化学和制药工业、钢铁工业、食品技术、机械和设备制造、车辆技术等。

我们希望您在任何时候都能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，准确且可重复。而且这是在线的，无需安全关键的样品提取，即时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，以便您能够立即轻松地对变化做出反应。

我们因此提供卓越的、成熟的技术来改善您的生产过程，并成为您所在行业中高要求、常常意想不到的解决方案的合作伙伴，无论您的应用程序多么具体。当涉及到液体时，我们设定标准。

结晶的基础

为了确定结晶参数并控制结晶过程，使用了声速测量。通过这种测量方法，可以确定成核点和饱和点，从而确定亚稳态区域。在过程中，可以在结晶期间测量与饱和的差异（饱和度）、过饱和度或晶体含量，并将其作为控制变量以有针对性地影响结晶。

当在液体中溶解固体物质时，液体可以容纳到一定浓度。 如果继续向液体中添加更多的物质，则不再溶解，因为溶液已饱和。 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。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）。 相应地，饱和浓度增加。

如果浓度小于饱和浓度，则称为不饱和溶液。

在恒定温度下适用：

如果降低不饱和溶液的温度，可以在许多溶液中将其冷却到低于饱和温度的值，而不会有固体物质析出。此时溶液为过饱和溶液。如果进一步冷却，在某个特定温度，即成核温度，会出现自发的成核或结晶（成核）。
如果随后加热悬浮液，晶体会重新溶解。达到饱和温度后，所有晶体最终溶解。饱和温度通常大于成核温度。

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 在结晶过程中为用户带来以下优点：

• 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
  • 连续确定晶体含量
  • 最佳启动过程终点
    
• 通过节约原材料
  • 最佳设定所需的产品质量
  • 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 可以监控连续和批次过程中的结晶过程。在出现故障或偏离理想过程时，可以立即采取措施以实现所需的产品质量。下图包含对三个不同批次运行的温度、声速和标准偏差的评估。

在大多数情况下，通过预先研究确定特征过程带，从而实现最佳反应过程并获得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与理想过程的轻微偏差，以便例如通过温度控制将结晶恢复到理想过程。

每秒多个声学测量的统计分析

应用

结晶参数

在溶液冷却和加热过程中测量声速和温度，以记录过程相关参数。在将声速表示为温度函数时，可以直接确定重要的结晶参数，如饱和温度、成核温度和亚稳区的位置。下图描述了42.6 m%硫酸铵在不同加热和冷却过程中的结晶特性。温度斜坡。

图示说明了结晶参数的确定：当溶液缓慢冷却时，声速会以一定的温度系数变化。在某个特定温度下，由于结晶形成和过饱和的消除，声速会发生更大的变化。这个温度就是成核温度。然后当溶液再次加热时，它会显示出与冷却时不同的声速变化。在饱和温度时，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成分和冷却速度。通过将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可以确定当前浓度。此外，根据需要，可以将与饱和（饱和度）的差异提供给下游过程控制。利用这些信息，可以通过工艺温度最优地接近饱和曲线。这导致时间和能源的节省。即使在原始溶液浓度波动时，过程也能以可重复的方式进行控制。

在晶核形成线上最终发生自发晶核形成。饱和和晶核形成之间的区域被称为亚稳（过饱和）区域。在控制晶核形成时，过饱和作为完美接种时机的指标。

饱和度取决于浓度、温度和声速

过饱和

通过将声速作为温度的函数，也可以确定过饱和度。如下面的图所示，过饱和度反映了亚稳区的一个点。此点越接近晶核形成线，过饱和度就越大。

随着接近亚稳区的上限（过饱和2），自发晶核形成过细最终产品的风险增加。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，可以在亚稳区内优化结晶过程。这使得可以直接影响晶体的生长，从而影响晶体的形态。

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，显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的生长速度，是设计和确定结晶器尺寸的重要参数。

通过过饱和度和声速之间的关系，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

每种悬浮液都以声速随温度和浓度变化的曲线为特征。相应的特征曲线字段也在 LiquiSonic^® 系统 中存储，这样可以直接在线测量固体浓度或晶体含量或TS含量。

在连续结晶工艺中，通过确定晶体含量可以实现分离的监测和控制。在批处理过程中，可以确定和监测结晶的终点和晶体的生长。

在25°C下，NaCl在水中的浓度与声速的关系

质量和服务

对技术进步的热情是我们塑造未来市场的动力。您，我们的客户，是我们的中心。我们承诺为您提供卓越的表现。

通过与您的密切合作，我们走上创新之路——为您的复杂测量任务提供合适的解决方案或进行个性化系统调整。应用特定要求的日益复杂性使得对关联和相互作用的全面理解变得必不可少。

创造性研究是我们公司的另一根支柱。我们的研发团队的专家通过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、硬件和软件组件的精心功能设计。

我们的SensoTech质量管理即使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。所有设备组件在各个生产阶段都经过多种测试程序；系统在我们公司内部已经进行过烧机程序。我们的宗旨：最高的功能性、耐用性和安全性。

这一切都归功于我们员工的辛勤工作和强烈的质量意识。我们成功的秘诀在于他们出色的专业知识和积极性。我们共同以无与伦比的热情和信念追求卓越。

我们维护与客户的关系。这些关系建立在伙伴关系和长期信任的基础上。由于我们的设备免维护运行，我们可以在服务方面完全专注于您的需求，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。即使在安装后：我们也为您提供支持，我们的反应时间很短——得益于专为您量身定制的远程访问选项。

在我们国际合作的过程中，我们为客户组建了一个全球联网的团队，以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处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，遍布全球：除了广泛的行业经验外，这是我们在全球范围内成功存在的关键因素。