Verfahrenstechnik 9/2022

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 03 Schemazeichnung des Filtrationmodules 02 Analytische Fotozentrifuge Lumisizer mittels) nimmt der Filtrationsdruck bei konstanter Rotordrehgeschwindigkeit kontinuierlich ab. Bei Verwendung einer geeigneten zeitlichen Rotordrehzahlanpassung lassen sich analog zu konventionellen Methoden auch quasi konstante Filtrationsdrücke einstellen. MESSUNG DES FILTERMITTEL-LEER- WIDERSTANDS Zur Bestimmung des Filtermittel-Leerwiderstands wird das Filtermittel mit der kontinuierlichen Phase der Dispersion durchströmt. Bei der Filtration von Suspensionen werden dispergierte Partikel, die meist größer sind als die Poren des Filtermittels, auf dessen Oberfläche zurückgehalten. Die so entstandene Schicht wird als Filterkuchen bezeichnet. Der Filterkuchen selbst baut sich mit fortschreitender Filtration zunehmend auf, sodass die kontinuierliche Phase einen stetig größer werdenden Widerstand überwinden muss. Die Durchströmung poröser Medien wird durch die Darcy- Gleichung beschrieben. Sie definiert den Volumenstrom als Quotient der gesamten Druckdifferenz und des gesamten Filterwiderstands normiert mit der Viskosität der kontinuierlichen Phase der Dispersion. Aus diesem kann der spezifische Filterkuchenwiderstand abgeleitet werden. Der Filtermittel-Leerwiderstand und der spezifische Kuchenwiderstand sind additiv. Für Vergleichsmessungen wird eine konventionelle Filternutsche (für Fluidvolumina etwa 250 ml) verwendet. Die Filtermittelauflagefläche beträgt 20 cm 2 . Das Filtratvolumen wird gravimetrisch bestimmt. Als Filtermittel dienen Polymer-Flachmembranen (Polypropylen) mit einem nominellen Porendurchmesser von 100 nm. Aufgrund der Hydrophobizität werden diese vor den Versuchen mit Ethanol benetzt. Als kontinuierliche Phase wird vollentsalztes Wasser verwendet. Die disperse Phase sind Vollglaskugeln mit einem mittleren Durchmesser von etwa 11 µm. Um eine Vergleichbarkeit mit konventioneller Nutschenfiltration nach VDI 2762 zu erreichen, wird die Zentrifuge mit einer kontinuierlich steigender Drehzahlrampe programmiert, um einen konstanten Überdruck einzustellen. Das miniaturisierte Mehrproben-Fotozentrifugalfiltrationsverfahren eignet sich zur schnellen, ökologischen und ökonomischen Quantifizierung der Filtermedien bzw. -membranen sowie der Filtrierbarkeit von Dispersionen. Gerade für die Zielapplikationen (kleine Probenmengen von wertigen Materialien, Gefahrstoffe) bietet dies deutliche Vorteile zur effizienten Entwicklung von neuen Materialien oder Prozessoptimierungen. Zudem bietet die Möglichkeit zur simultanen Messung von bis zu zwölf Proben gleichzeitig eine effiziente Arbeitsweise. Die im Rahmen dieser Untersuchungen vorgestellten Ergebnisse mit konventioneller Nutschenfiltration und der analytischen Zentrifugalfiltration zeigen gute Übereinstimmungen. Bilder: LUM, Begiz – stock.adobe.com www.lum-gmbh.de AUTOREN Sebastian Boldt und Arnold Uhl, beide LUM GmbH, Berlin ONLINE-SEMINARE ZUR PARTIKELCHARAKTERISIERUNG webinars.lum-gmbh.com 30 VERFAHRENSTECHNIK 2022/09 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN IO-LINK DIGITALISIERT PROZESSANLAGEN IO-Link ist eine Feldbus-unabhängige Technologie für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Sie überzeugt durch einfache Handhabung und ermöglicht die kostengünstige Digitalisierung von Anlagen. Vor allem in der Lebensmittelindustrie sei die Nachfrage nach dem Kommunikationsstandard stark gewachsen, so Endress+Hauser. IO-Link gilt als etablierter Standard für Messgeräte mit Basisfunktionalität, die dadurch Vorteile wie Datentransparenz und zusätzliche Kontrolle durch die digitale Technologie bieten. Gerade Anbieter von Maschinen oder ganzen Prozesseinheiten (Skids) für die Lebensmittelindustrie tendieren dazu, IO-Link-fähige Sensoren und Aktoren einzubinden. Insbesondere für Hilfskreisläufe sind Messgeräte mit Basisfunktionalität gut geeignet; Geräte mit zusätzlichen Funktionen würden Komplexität und Kosten unnötig steigern. Ein Großteil der IO-Link-Sensoren kann durch eine einfache Änderung der Gerätekonfiguration optional auch im Analogmodus (4–20 mA) betrieben werden. So können Arbeitsabläufe in der Produktion zunächst bestehen bleiben. Werden neben dem eigentlichen Prozessparameter auch Zusatzinformationen wie Diagnose- und Servicedaten benötigt, kann ein installiertes IO-Link-fähiges Gerät einfach auf ein digitales Signal umgestellt werden. www.endress.com FEUCHTEMESSUNG MIT MIKROWELLEN Der neue Sensor FL-Wapp-2 der Ludwig Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik misst Feuchte und Temperatur von Schüttgütern mittels Mikrowellentechnologie. Er unterstützt moderne Industrie-4.0-Konzepte, sodass Anwender damit dynamische Produktionsprozesse intelligent vernetzen können. Sowohl die Messwerte als auch die Parametrierung des Sensors werden wireless übertragen. Der Sensor soll also sicher außerhalb von Gefahrenbereichen bedient werden können. Die Analogausgabe der Messwerte lässt laut Hersteller die einfache Integration in Neu- oder Bestandsanlagen zu. Durch die kompakte Bauform mit einem Durchmesser von 2" und der Befestigungsmöglichkeit über Tri-Clamp-Anschluss kann der Sensor problemlos auch unter schwierigen Platzverhältnissen wie in konischen Mischbehältern, pneumatischen Fördersystemen oder Sprühtrocknern montiert werden. Es liegen Zertifikate für den Einsatz in der Lebensmittelproduktion wie auch in Staub-Ex-Bereichen vor. www.fludwig.com H2-Anwendungen Druckmessumformer und individuelle Lösungen REconnect Schnellkupplung Sicheres Trennen und Verbinden von Druckmittlersystemen Weitere Infos unter www.labom.com