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Verfahrenstechnik 1-2/2017

Verfahrenstechnik 1-2/2017

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Prozessüberwachung leicht gemacht Messumformer und Leitfähigkeitsmessung in neuem Gewand Prozesse wie Chromatografie, Fermentation, Filtration und Phasentrennung lassen sich durch neue Messumformer mit Mehrkanal- und Multiparameter- Funktionalität benutzerfreundlicher gestalten. Autoren: Maria Knopf, Hermann Hüter, beide Produktmanagement, Endress+Hauser Viele Verfahren in der Prozessindustrie erfordern die Überwachung mehrerer Einflussgrößen. Liquiline CM44P misst 16 verschiedene Parameter und ermöglicht gleichzeitig den Anschluss von bis zu zwei Prozessfotometern und vier Memosens- Sensoren für die Messung von pH-Wert, Leitfähigkeit, Sauerstoff und vieles mehr. Anlagenbetreiber können alle erforderlichen Qualitätsparameter mit nur einem Messumformer messen. Dies verringert den Installationsaufwand, reduziert die Investitionskosten und ermöglicht so höheren Profit. Liquiline CM44P bietet eine ganze Reihe von I/O-Optionen und Plug & Play für Memosens-Sensoren und lässt sich daher an eine Vielzahl von Applikationen anpassen. Dank seiner digitalen Feldbusse wie Hart, Profibus, Modbus und EtherNet/IP ermöglicht es außerdem die nahtlose Integration in Prozessleitsysteme. Die standar- disierte Messumformer-Plattform Liquiline sorgt dafür, dass die Bedienung aller Geräte identisch ist und Bedienfehler praktisch ausgeschlossen sind. Der optionale Webserver erlaubt Fernzugriff auf den Messumformer, sodass Messwerte oder Diagnosemeldungen über einen beliebigen Webbrowser angezeigt oder sogar die Gerätekonfiguration angepasst werden kann. Dabei werden alle Diagnosemeldungen gemäß NE107-Kategorien angezeigt und somit die Prozesssicherheit erhöht. 01 Das Keramik/Platin-Sensorelement ist garantiert spaltfrei für aseptische Hygiene 32 VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Kosteneffizient, aber sicher Das optische Messprinzip von Inline-Prozessfotometern basiert auf der einfachen Wechselwirkung von eingestrahltem Licht mit dem Prozessmedium. In Abhängigkeit von der emittierten Strahlung, der Auswahl des Messwellenlängenbereiches und der Detektionsart (Absorption und Streulicht) eignen sie sich zur präzisen und kontinuierlichen Messung von UV-Absorption, Farbe, NIR-Absorption, Trübung sowie Zellwachstum. Die Kombination des UV-Prozessfotometers OUSAF44 mit pH- und Leitfähigkeitsmessung garantiert die präzise Erkennung des Zielprodukts und stellt in der Chromatografie sicher, dass die Pufferqualität in der Säule stimmt, um eine optimale Produktausbeute zu erzielen. Außerdem wird der Übergang von Produkt- zur Reinigungsphase exakt erkannt, sodass die Reinigungs- und Spülzyklen der Säule optimiert werden können. Die Kombination eines Inline-Trübungssensors OUSTF10 mit der Sauerstoffmessung gibt einen genauen Überblick über den Filtrationsprozess. Die Sauerstoffmessung zeigt an, ob Sauerstoff in den Prozess eingedrungen ist, was eine Beeinträchtigung der Produktqualität zur Folge hätte. Die Trübungsmessung gibt Aufschluss über die Produktreinheit und den Zustand des Filters. Der Sensor verwendet die Vorwärtsstreulichtmethode, bei der große Partikel sofort eine große Streuintensität verursachen, sodass Filterdurchbrüche sofort detektiert und Produktverluste vermieden werden. Die Kombination des Farbsensors OUSAF22 mit einer Leitfähigkeitsmessung unterstützt bei der Optimierung des Abfüllprozesses. Diese Farbmessung erkennt die Spektren z. B. von unterschiedlichen Bieren und ermöglicht zusammen mit der Leitfähigkeitsmessung die präzise Unterscheidung verschiedener Getränke, sodass Fehler bei der Abfüllung praktisch ausgeschlossen sind. Alleskönner für kleine Leitungen Die Leitfähigkeitsmessung ist die am häufigsten eingesetzte Inline-Analysenmessung in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Sie wird in weiten Bereichen angewendet, von der Messung niedrigster Werte bei der Überwachung der Wassergüte oder bei Spülvorgängen mit Reinstwasser bis hin zu mittleren oder hohen Werten bei Konzentrationsmessungen und Phasentrennungen im Prozess. 4-Elektroden-Leitfähigkeitssensoren sind mit ihrem großen Messbereich ideal für diese Applikationen. 02 Der Multiparameter- Messumformer Liquiline CM44P ermöglicht die Kombination von Prozessfotometern und Memosens-Sensoren für pH, Leitfähigkeit oder Sauerstoff Der Leitfähigkeitssensor Memosens CLS82D ist ein konduktiver 4-Elektroden-Sensor, der wie folgt arbeitet: Über das äußere Elektrodenpaar wird ein Wechselstrom angelegt. Gleichzeitig wird die an den beiden inneren Elektroden anliegende Spannung gemessen. Aus der gemessenen Spannung und dem aus dem Widerstand der Flüssigkeit resultierenden Stromfluss wird zuverlässig die zwischen den Elektroden liegende elektrolytische Leitfähigkeit ermittelt. Dieses Messprinzip kompensiert die Polarisationseffekte, die bei hohen Leitfähigkeitswerten auftreten und zu verfälschten Messergebnissen führen. Es sorgt somit für konstant zuverlässige Werte über einen Messbereich von 1 µS/cm bis 500 mS/cm mit einer außergewöhnlichen Systemgenauigkeit von kleiner 4 % vom Messwert über den gesamten Messbereich sowie einer Wiederholbarkeit von 0,2 % vom Messwert. Aseptische Hygiene Liquiline CM44P ist der erste Messumformer, der die Kombination von Prozessfotometern mit Memosens-Sensoren ermöglicht und so optimale Messstellenkombinationen für eine Vielzahl von Anwendungen bietet. Dr. Monika Heisterkamp, Endress+Hauser Leitfähigkeitssensoren, die in Prozessen der Biotechnologie und Pharmaindustrie eingesetzt werden, müssen spaltfrei konstruiert sein und aus Kunststoffen bestehen, aus denen keine Schadstoffe in das Produkt diffundieren können. Das neue Sensorelement des 4-Elektroden-Leitfähigkeitssensors CLS82D ist aus Keramik und Platin gefertigt. Die Platinelektrodenstifte sind in den Keramikisolations-körper eingesintert. Durch dieses Verfahren entsteht eine dauerhafte spaltfreie Verbindung beider Materialien, die auch nach 1000 Reinigungs- und Sterilisationszyklen noch geschlossen ist, da Platin und Keramik nahezu gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben. PEEK-Sensoren, bei denen die Edelstahlelektroden eingesteckt und gesichert sind, neigen aufgrund der großen unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien nach kurzem Gebrauch zu mikroskopisch kleinen Spalten und teilweisen Undichtigkeiten. Das Platin-Keramik-Sensorelement ist mit dem Edelstahl-Schaft verklebt und der gesamte produktberührende Teil des Sensors hat eine Oberflächenrauigkeit von Ra < 0,38 µm, somit wird eine Produktanhaftung, gerade bei höher viskosen Medien, unterbunden und die sichere Inline-Reinigung der Anlage gewährleistet. Der Keramikwerkstoff ist ein Zirkonoxidmaterial mit Aluminiumoxid stabilisiert für hohe Beständigkeit beim Dampfsterilisieren. Er entspricht allen Richtlinien für Keramik in Lebensmitteln, ist FDAkonform gemäß CPG 7117.06 und CPG 7117.07 und erfüllt die EU-Richtlinie 2005/31/EG. de.endress.com VERFAHRENSTECHNIK 1-2/2017 33

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