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Verfahrenstechnik 4/2023

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Verfahrenstechnik 4/2023

SENSORIK REIN- UND

SENSORIK REIN- UND REINSTWASSER ÜBERWACHEN Grundsätzlich stellt Wasser, wie es aus der Leitung kommt, Prozesssensorik vor keine großen Herausforderungen. Anders sieht es bei der Aufbereitung von Reinstwasser aus. Die in einem solchen Prozess eingesetzten Sensoren müssen einiges mehr leisten und aushalten. Das Unternehmen Envirofalk mit Sitz in Westerburg hat sich auf Rein- und Reinstwasser spezialisiert. Mitgründer und Geschäftsführer Peter Leyendecker: „Wir entwickeln Konzepte aus den verschiedenen Wasseraufbereitungstechniken, die es auf dem Markt zu kaufen gibt: Umkehrosmose- Systeme, Ultrafiltration, Nanofiltration oder Ionenaustauscher- Systeme. Oftmals ist es eine Kombination aus verschiedensten Techniken, die sich in einer Anlage wiederfinden.“ Maximilian Meurer, Techniker MSR bei Envirofalk, erklärt die Funktionsweise einer solchen Anlage: „An dieser Prozesswasser-Aufbereitungsanlage setzen wir Leitungswasser ein. In einem ersten Schritt wird es enthärtet. Mit diesem sogenannten Weichwasser werden mittels Umkehrosmose alle Feststoffe herausgefiltert.“ Im nächsten Reinigungsschritt durchläuft das Wasser eine Ionenaustauscherpatrone. Diese ist mit einem Mischbettharz gefüllt, das dem Wasser sämtliche Mineralien entzieht. Dieses vollentsalzte Wasser wird auch mit den Leitfähigkeitssensoren von Ifm auf seine Qualität überprüft. „Anhand dieses Prozesswerts erkennen wir auch direkt einen Anstieg der Leitfähigkeit, sobald die Patrone erschöpft ist und ausgetauscht werden muss“, so Meurer. Das Reinwasser wird zur Zwischenlagerung in einen Tank gepumpt und teilweise auch erhitzt, damit der Kunde es jederzeit für verschiedene Anwendungen flexibel nutzen kann. Für einen hohen Reinheitsgrad wird dieses entsalzte Wasser zusätzlich mit UV-Licht bestrahlt, damit das Wasser keimfrei bleibt. Zahlreiche Sensoren des Automatisierungs-Spezialisten Ifm 32 VERFAHRENSTECHNIK 2023/04 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 01 Der Leitfähigkeitssensor LDL101 signalisiert rechtzeitig einen erforderlichen Tausch der Ionentauscherpatronen 02 Das Messrohr des Ultraschall-Durchflusssensors ist frei von Messelementen oder beweglichen Teilen 03 Über das Kommunikationsprotokoll IO-Link erhält der Anwender Zugriff bis in den Sensor überwachen den anspruchsvollen Aufbereitungsprozess, um die Qualität des Reinstwassers dauerhaft zu sichern. Selbst kleinste Verunreinigungen oder Remineralisierungen könnten diese mindern und müssen daher unbedingt vermieden werden. Aus diesem Grund setzt EnviroFalk auf frontbündige Sensoren in den Leitungen und Tanks. Der Vorteil: es ergeben sich keinerlei Toträume, in denen das Wasser nicht ausreichend zirkuliert und sich dadurch wieder ungewollt anreichern könnte. ZENTRALER MESSWERT: LEITFÄHIGKEIT Der Leitfähigkeitssensor LDL101 ist immer dort die richtige Wahl, wo die exakte Einhaltung der Reinheit von Wasser entscheidend für die Produktqualität oder die Prozesssicherheit ist. Bei dem Leitfähigkeitswert handelt es sich um den Kehrwert des elektrischen Widerstandwerts von Wasser. Je reiner das Wasser, desto höher ist dessen Widerstand und umso kleiner ist andererseits der Leitfähigkeitswert. Maximilian Meurer: „Der Leitfähigkeitssensor LDL101 hat uns beeindruckt, weil er eine sehr große Messspanne von 0,04 bis 1.000 µS/cm besitzt. Das ist für uns perfekt, weil wir damit alle Wasserstufen unserer Anlage, also vom normalen ‚Stadtwasser‘ am Eingang bis hin zum Reinstwasser am Ausgang, mit einem Sensortyp messtechnisch abdecken können. Durch Verwendung nur eines Sensortyps können wir unsere Lagerhaltungskosten reduzieren. Auch für die Servicetechniker sinkt die Komplexität, da diese weniger verschiedene Sensoren im Außeneinsatz benötigen. Außerdem überzeugt uns die kompakte Bauweise des Sensors. Wir können den Sensor mit Standard-M12-Verbindungstechnik anschließen und benötigt weder ein teures Datenkabel noch eine externe Auswerteeinheit im Schrank, was uns Zeit, Platz und Kosten spart.“ SAUBERE DRUCKMESSUNG An vielen Stellen der Anlage muss der Druck in den Leitungen überwacht werden. Der Drucksensor PL15 wird in Zukunft an einer komplexen Aufbereitungsanlage gleich für mehrere Aufgaben erfolgreich eingesetzt. „Wir setzen den Sensor zum einen zur Steuerung unserer Pumpen ein. Er bietet dank IO-Link eine optimale Auflösung über den gesamten Druckbereich von 0 bis 10 bar. Über IO-Link können wir die Messwerte direkt digital und damit ohne Wandlungsverluste auslesen, was die Präzision nochmals erhöht. Zudem müssen wir am Sensor selbst nichts mehr einstellen, was uns die Handhabung sehr vereinfacht.“ PRÄZISE DURCHFLUSSMESSUNG Eine für den Kunden relevante Messgröße ist die Menge des am Ende der Aufbereitung zur Verfügung stehenden Reinwassers. Denn bei der Umkehrosmose bilden sich aus dem zugeführten Stadtwasser zum einen das auch Permeat genannte Reinwasser und zum anderen das mit Partikeln besetzte Konzentrat. Aus dem Vergleich beider Mengen kann der Anlagenbetreiber erkennen, ob Filter wartungsbedürftig sind oder ob das zugeführte Stadtwasser von vornherein zu stark mit Fremdstoffen belastet ist. Zur Ermittlung eines exakten Ergebnisses ist 01 02 03 eine präzise Durchflussmessung an verschiedenen Stellen der Anlage erforderlich. Der Ultraschall-Durchflusssensor SU erfasst Durchflussmengen bis 1.000 l/min mit hoher Präzision. Dank der Ultraschalltechnologie gilt das auch für Reinstwasser mit geringer Leitfähigkeit. In Kombination mit den Leitfähigkeitssensoren der LDL-Familie lässt sich dort eine zuverlässige Qualitäts- und Mengenkontrolle im Filtrationsprozess etablieren. Das Messrohr des Durchflusssensors ist aus höherwertigem Edelstahl gefertigt und frei von Messelementen, Dichtungen und beweglichen Teilen. Damit sind Fehler, verursacht durch Ablagerungen, Beschädigungen, Undichtigkeiten oder Blockaden, die bei mechanischen Systemen www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2023/04 33