Dichtemessung zur Qualitätsüberwachung und ... - Endress+Hauser

Dichtemessung zur Qualitätsüberwachung
und Prozesskontrolle

Endress+Hauser –
People for Process Automation
„Was kann Endress+Hauser alles bieten?“
Unsere Kompetenzen in Produkten,
Lösungen und Dienstleistungen sind stetig
gewachsen. So haben wir uns vom Messtechniklieferanten
zum Komplettanbieter
weiterentwickelt, mit dem Ziel, unsere
Kunden über den gesamten Lebenszyklus
ihrer Anlagen hinweg zu begleiten und deren
industrielle Produktivität zu steigern.
Wenn irgendwo auf der Welt Messtechnik
für Füllstand, Druck, Durchfluss,
Temperatur, Flüssigkeitsanalyse und
Registrierung gefragt ist oder Systeme
und Komponenten zum Einsatz kommen,
dann schätzen viele die Erfahrung von
Endress+Hauser. Wir sind ein weltweit
führender Partner für Mess-, Steuer- und
Automatisierungslösungen für Produktion
und Logistik in der Prozessindustrie.
Mehr über uns: www.endress.com
Endress+Hauser ist ein Familienunternehmen
mit weltweit über 8400 Mitarbeitern und
einem Umsatz von mehr als 1 Milliarde Euro.
Unser weltweites Vertriebs- und Servicenetz
sowie insgesamt 19 Produktionsstätten
in Europa, Asien und den USA garantieren
einen ständigen und engen Dialog mit
unseren Kunden. Dieser Dialog fördert ein
ganz wichtiges Ziel von Endress+Hauser
– die Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden
durch ein Höchstmaß an Qualität, Sicherheit
und Effizienz nachhaltig zu stützen.
Durch eine kontinuierliche Optimierung
unserer Prozesse und den Einsatz innovativer,
modernster Technologien sind wir
in der Lage, Anwendungsgrenzen in der
Mess-, Steuer- und Automatisierungstechnik
zu erweitern und gleichzeitig
sichere und effizientere Lösungen zu finden
– zum Nutzen für Sie als Anwender.
Dabei stellen wir sicher, dass unsere
Prozesse im Einklang mit der Umwelt
stehen, um den Verbrauch an Energie und
Ressourcen zu schonen.
All das gibt Ihnen heute die Sicherheit, dass
Sie sich auch morgen auf uns verlassen
können – auf uns, die „People for Process
Automation“.
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Unsere Dichtemessgeräte
auf einen Blick
Vibronik – Liquiphant Coriolis – Promass Radiometrie – Gammapilot M
Vorzüge
• Große Auswahl an Prozessanschlüssen:
universell einsetzbar
• Dichteinformation und
Pumpenschutz mit einem
Liquiphant realisierbar
• Umrechnung in kundenspezifische
Einheiten wie °Brix,
°Plato, °Baumé etc. möglich
• Bis zu 5 Liquiphant Dichtesensoren
an einem Dichterechner
FML621 anschließbar
• Maximale Prozesssicherheit
durch direkte Erfassung von
Dichte, Temperatur und
Massedurchfluss
• Zulassung für eichpflichtigen
Verkehr
• Keine Wartung erforderlich
• Einfache nachträgliche
Installation ohne Prozessunterbrechung,
kein Auftrennen der
Rohrleitungen notwendig
• Keine Wartung erforderlich
Einbaumöglichkeiten
Direkt im Tank und
in der Rohrleitung
Direkte Messung
in der Rohrleitung
Von außen durch die Rohrleitung,
im Bypass oder im Tank
Prozesstemperatur 0…+80 °C –50…+200 °C
(–200…+350 °C optional)
Unabhängig
Prozessdruck 25 bar 400 bar Unabhängig
Genauigkeit 0,002 g/cm 3 0,0005 g/cm 3 ±0,001 g/cm 3
Reproduzierbarkeit 0,0007 g/cm 3 0,00025 g/cm 3 ±0,0005 g/cm 3
Dichteeinheiten
Normdichte, °Brix, °Baumé, °Plato,
%-Volumen, Konzentrationen etc.
mit 2D und 3D Tabellen.
Formeleditor zur Umrechnung in
kundenspezifische Einheiten
Normdichte, Normvolumenfluss
und Bilanzierung, %-Masse, %-
Volumen, Alkoholtabellen (Masse,
Volumen), Fluss Zielmessstoff,
°Brix, °Plato, °Baumé, °API usw.
g/cm 3 , g/l, lb/gal, Konzentration,
%-Masse, °Brix, °Baumé, °API
usw.
Ausgang/
Kommunikation
4…20 mA, Relais, Ethernet,
PROFIBUS ® DP
4...20 mA, HART ® , PROFIBUS ®
PA/DP, FOUNDATION fieldbus,
MODBUS, Ethernet I/IP
4…20 mA, HART ® , PROFIBUS ®
PA, FOUNDATION fieldbus
Zulassungen
ATEX, FM, CSA, IECEx, 3A,
EHEDG, CRN, FDA
ATEX, FM, CSA, TIIS, SIL2, 3A,
EHEDG, IECEx
ATEX, FM, CSA, IECEx, TIIS,
NEPSI
Weitere
Informationen
Temperatur- und Drucksensor zur
Kompensation anschließbar
Zulassungen für Anwendungen
im eichpflichtigen Verkehr (PTB,
NMI, EAM/METAS, BEV)
Mit Anschluss für einen Pt100-
Temperatursensor zur Temperaturkompensation
Anwendungsgrenzen
• Gasblasen oder Ansatz an der
Sensorgabel
• Strömungsgeschwindigkeiten
> 2 m/s in Rohren
• Hochviskose Flüssigkeiten
> 350 mPa∙s
• Nicht für inhomogene Medien
• Nur für Rohrleitungen bis
DN 250
• Nicht bei Ausgasungen im
Medium
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Dichtemessung von Endress+Hauser
Die Erfassung der Messstoffdichte und
-konzentration gewinnt in industriellen
Produktionsprozessen unter den Aspekten
Qualitätsüberwachung, Prozesskontrolle
und Umwelt immer mehr an Bedeutung.
Zum einen gilt es, die Konzentration von
Messstoffen exakt zu erfassen, zum anderen
kann damit die Überdosierung von
teuren Vor-, Zwischen- und Endprodukten
vermieden werden. Somit ist es möglich,
auf einfache und kostengünstige Art
wesentlich engere Produktionstoleranzen
zu gewährleisten.
Der wirtschaftliche Vorteil einer solchen
Qualitätsüberwachung lässt sich leicht
überprüfen. In der Tat kann dadurch
in vielen praktischen Einsatzfällen die
Messstoffkonzentration kontinuierlich
(inline) überwacht und geregelt werden.
Dies bedeutet eine drastische Reduzierung
des Aufwandes für regelmäßige Probenahmen
und Laboranalysen, die oft auch
ganz entfallen können. Hinzu kommt die
Einsparung von Rohstoffen, die sich aus
einer deutlich verbesserten Prozesskontrolle
ergibt.
Ihr Vorteil
• Steigerung der Produktqualität
• Reduzierung von Ausschussmengen
• Einhaltung von Toleranzen
Unsere Messprinzipien für Ihre Messaufgaben
Vibronik Messprinzip
Die Schwinggabel des Liquiphant wird
durch einen piezoelektrischen Antrieb
auf ihre Resonanz-frequenz angeregt.
Verändert sich die Dichte des flüssigen
Mediums, ändert sich dadurch auch die
Resonanz-frequenz der Schwinggabel.
Die Mediendichte hat einen direkten
Einfluss auf die Resonanzfrequenz der
Schwinggabel. Durch die Hinterlegung
von spezifischen Mediumseigenschaften
und mathematischen Zusammenhängen
kann z. B. die genaue Konzentration eines
Mediums ermittelt werden.
Coriolis-Messprinzip
Im Innern von Coriolis-Messgeräten
befinden sich zwei Rohre, die vom
Messstoff durchflossen werden. Diese
Messrohre werden immer in ihrer Resonanzfrequenz
zum Schwingen angeregt.
Als Resonanzfrequenz bezeichnet man
diejenige Frequenz, in der die Messrohre
„am liebsten“ schwingen. Ändert sich die
Dichte des durchfließenden Messstoffes,
so ändert sich auch die Resonanzfrequenz
des gesamten Schwingsystems (Messrohr
und Flüssigkeit). Die Resonanzfrequenz ist
somit eine Funktion der Messstoffdichte
– je höher die Messstoffdichte, desto tiefer
ist die Resonanzfrequenz.
Radiometrisches Messprinzip
Das radiometrische Messprinzip beruht
darauf, dass Isotope – eingebaut in einen
Strahlenbehälter – eine Strahlung aussenden,
die beim Durchdringen von
Materialien (= Messstoff) eine Dämpfung
erfährt. Auf der gegenüberliegenden Seite
einer von diesem Messstoff durchflossenen
Rohrleitung ist ein Transmitter montiert,
der die empfangene Strahlung in ein elektrisches
Signal umwandelt. Der eigentliche
Messeffekt ergibt sich daraus, dass der
Messstoff Strahlung absorbiert. Aus der
empfangenen (abgeschwächten) Strahlung
berechnet Gammapilot M die Dichte bzw.
die Konzentration des Messgutes.
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Für jede Aufgabe die richtige Lösung
Dichtemessung mittels Vibronik-
Prinzip
Der Vibrationsgrenzschalter kann direkt
im Tank oder in der Rohrleitung, d. h. in
situ, die Dichte des Mediums messen.
Eine weitergehende Verrohrung ist nicht
notwendig. Zusammen mit dem Auswertegerät
kann der Liquiphant gleichzeitig als
Pumpenschutz eingesetzt werden und
bietet die Möglichkeit weitere Parameter
zu berechnen.
• Relative Dichte zur qualitativen Überwachung
der Prozessschritte
• Errechnung der Konzentration einer
gelösten Flüssigkeit wie z. B. Alkohol
• Errechnung der spezifischen Dichte,
bezogen auf beispielsweise 20 °C
Des Weiteren kann zusammen mit einer
kontinuierlichen Füllstandsinformation
die Masse des gelagerten Produktes gleichbleibend
genau, unabhängig von der
Füllstandshöhe, ermittelt werden.
Dichtemessung mittels Coriolis-Prinzip
Coriolis-Durchfluss-Messgeräte können
gleichzeitig Massedurchfluss, Temperatur
und Dichte eines Mediums erfassen. Diese
Art der Dichtemessung wurde entwickelt,
um Prozesse direkt in der Rohrleitung
(inline) kontrollieren und überwachen zu
können. Dies ermöglicht eine verbesserte
Qualitätskontrolle sowie eine höhere
Zuverlässigkeit von Prozessen in verschiedensten
Anwendungen. Falls die Messstoffdichte
bekannt ist, lassen sich daraus
weitere Parameter berechnen, beispielsweise
Dichteeinheiten und Stoffanteile:
• Temperaturkompensierte Dichtewerte
(Normdichte, Normvolumenfluss,
Bilanzierungen)
• Prozentuale Stoffanteile in zweiphasigen
Medien (Konzentrationen, %-Masse,
%-Volumen, Alkoholgehalt, Ziel- und
Trägermessstoffe usw.)
• Umrechnen der gemessenen Messstoffdichte
in spezielle Dichteeinheiten
(°Brix, °Plato, °Baumé, °API usw.)
Endress+Hauser bietet zudem eine
spezielle Sonderdichtekalibrierung an.
Diese garantiert auch im aktuellen
Prozessgeschehen – also nicht nur bei
Referenzbedingungen – eine absolut exakte
Messung der Mediumsdichte über einen
breiten Dichte- und Temperaturbereich!
Dichtemessung mit Radiometrie
Die radiometrische Dichtemessung kommt
überall dort zum Einsatz, wo andere
Messprinzipien aufgrund extremer
Prozessbedingungen ausscheiden, z. B. bei
stark abrasiven, aggressiven oder toxischen
Medien oder aufgrund mechanischer,
geometrischer oder baulicher Gegebenheiten
vor Ort. Dieses berührungslose und
wartungsfreie Messverfahren gewährleistet
– unabhängig von den Messstoffeigenschaften
– höchste Sicherheit im
Messbetrieb und damit eine hohe Anlagenverfügbarkeit.
Für eine radiometrische Dichte- und
Konzentrationsmessung werden die
entsprechenden Sensoren von außen auf
bestehende Rohrleitungen montiert, d. h.
ein Unterbrechen des laufenden Prozessgeschehens
ist nicht erforderlich. Durch
den Einsatz zusätzlicher Temperatursensoren
können auch temperaturkompensierte
Dichtewerte berechnet werden. Alle
ermittelten Werte lassen sich in unterschiedlichen
Dichteeinheiten anzeigen, z. B.
g/cm 3 , %-Feststoffanteil, %-Konzentration,
°Brix usw.
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Dichtemessung in der Chemie/Petrochemie
Ob in der Chemie oder Petrochemie, beim
Lösen oder Aufschließen von Feststoffen,
dem Neutralisieren von Säuren, bei der
Bestimmung der Kristallisationstemperatur
oder bei der fraktionierten Destillation
– stets spielen Themen wie Sicherheit,
Beständigkeit gegen aggressive Medien,
Überwachung und Dokumentation des
Produktionsprozesses sowie Sicherstellung
der Produktqualität eine zentrale Rolle.
Um diese Anforderungen erfüllen zu
können, müssen die Produktionsprozesse
in allen Details beherrscht und zugleich
immer mehr Prozessgrößen erfasst werden.
Denn bei der Prozessüberwachung sind
genaue Informationen über die Produktqualität,
wie z. B. Konzentrationen von
festen und flüssigen Medien durch Inline-
Messungen, unentbehrlich.
Gleichzeitig den Prozess und das Produkt
überwachen zu können, bedeutet für den
Anlagenbetreiber einen enormen Vorteil.
Die Dichte- und Konzentrationsmessung
mit Hilfe verschiedener physikalischer
Messprinzipien liefern diesen immer
wichtiger werdenden Zusatznutzen.
Foto: BASF
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Produktprüfung und Qualitätskontrolle mit Promass
Durch eine Überwachung der Dichte mit Promass lassen sich
Änderungen im Messstoff sofort erkennen. Damit können
beispielsweise Verunreinigungen in Verladerampen durch
verschiedene Produkte verhindert werden. Ob bei chemischen
Grundstoffen oder Spezialchemikalien – Dichtemessungen zur
Prozesssteuerung von Lösungsprodukten sorgen für eine konstant
hohe Qualität des Endprodukts. Inline-Dichtemessungen verkürzen
zudem die physikalischen Herstellungszyklen für Produkte mit
unterschiedlichen Dichten und dynamischen Messstoffeigenschaften.
Dank zusätzlichen Produktinformationen, wie Masse,
Viskosität und Temperatur, sind weniger Offline- bzw. Labormessungen
erforderlich.
Weitere Anwendungen
• Online-Verdünnung durch
ständige Messung und
Berechnung von Säureund
Alkalikonzentrationen
• Überwachung der Dichte
für zusätzliche Prozessinformationen,
z. B. über die
Zusammensetzung (%-Masse)
von Zwischenprodukten in
Abfüllprozessen
• Trennschichtenerkennung
in Brennstoffpipelines und
Inline-Messungen der
Produktqualität
Ihr Vorteil
• Dichtemessungen zur
Optimierung der Prozessbedingungen
für gleich
bleibende Produktionsqualität
• Gleichzeitiges und direktes
Messen der Messstoffdichte
sowie Berechnung von
Konzentrationen
• Multivariable Messungen
in kundenspezifischen
Einrichtungen
• Hochtemperatursensoren
• Geeignet auch für SIL2/3-
Anwendungen
Gammapilot M bei der Herstellung von Polyethylen
In dieser Anwendung findet die klassische radiometrische Dichtemessung
im Hochdruck-Loopreaktor (Schleifenreaktor) statt.
Der Loopreaktor ist mit flüssigem Gas als Trägermedium gefüllt,
welches auf 75 °C bis 95 °C erhitzt und bei 50 bar bis 65 bar
im Kreislauf geführt wird. Danach erfolgt die Beimischung von
Ethylen in flüssiger Form sowie die Zudosierung eines Katalysa-
tors, welcher die chemische Reaktion im Loopreaktor schließlich
auslöst. Um das Verhältnis von Ethylen und Katalysator exakt
regeln zu können, wird eine radiometrische Dichtemessung
eingesetzt, deren Messbereich zwischen 300…600 g/l beträgt.
Da der Dichtewert für die Prozessregelung eine äußerst wichtige
Messgröße darstellt, erfolgt die Messung redundant.
Ihr Vorteil
• Hohe Anlagenverfügbarkeit
durch berührungslose
Messung von außen
• Einfache Temperaturkompensation
durch
Anschluss eines externen
Pt100-Sensors
• Branchenoptimierte Werkstoffe.
Alle mechanischen
Teile aus 316L gefertigt
Weitere Anwendung
• Messung von Feststoffkonzentrationen
bei der
Entsorgung von chemisch
kontaminiertem Sand.
Genaue Bestimmung der
Feststoffkonzentration für
die Prozesskontrolle
Liquiphant zur Überwachung der Dünnsäurekonzentration
bei der Produktion von Schwefelsäure
Schwefelsäure dient zur Produktion von Düngemitteln. Bei der
Verbrennung von Elementarschwefel entstehen SO 2
-haltige Gase.
Das Schwefeldioxid wird aus dem Gas ausgewaschen. Bei einer
weiteren Oxidation mit einem Katalysator entsteht Schwefeltrioxid.
Das SO 3
wird zu 80 %iger Schwefelsäure verarbeitet. Das
Auswaschen des Schwefeldioxids erfolgt durch einen Venturi-
Wäscher. Während des Auswaschens steigt die Dünnsäurekonzentration
an. Wenn die Konzentration ein bestimmtes Niveau
erreicht hat, muss sie mit Wasser verdünnt werden, um weiterhin
den ordnungsgemäßen Betrieb des Wäschers zu gewährleisten.
Um die Dünnsäurekonzentration auf einem konstanten Niveau
zu halten, ist eine kontinuierliche Messung der Konzentration mit
dem Liquiphant M Dichte erforderlich.
Weitere Anwendungen
• Neutralisation
• Gel-Produktion
• Polymerisation von Butadien
Ihr Vorteil
• Geeignete Materalien für
aggressive Umgebungen
• Einbau direkt in Behälter
• Kosteneinsparung, da
Entnahme von Säureproben
entfällt
• Hohe Anlagenverfügbarkeit
durch Inline-Dichtemessung
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Dichtemessung in der Pharmaindustrie
Ob in der Pharmaindustrie oder Biotechnologie,
ob bei der Produktion von aktiven
Ingredienzien, d. h. lebenden Zellen oder
Bakterien, im Separationsprozess zur
Klärung oder weitergehenden Reinigung –
stets spielen Hygiene, Überwachung und
Dokumentation, etwa im Rahmen des
„Product Acceptance Test“, eine zentrale
Rolle bei der Sicherstellung der Produktqualität.
Um diese Anforderungen erfüllen zu
können, müssen die Produktionsprozesse
in allen Details beherrscht und zugleich
immer mehr Prozessgrößen erfasst werden.
Denn bei der Prozessüberwachung sind
genaue Informationen über die Produktqualität,
wie z. B. die Konzentration einer
Flüssigkeit durch Inline-Messungen,
unentbehrlich.
Gleichzeitig den Prozess und das Produkt
überwachen zu können, bedeutet für den
Anlagenbetreiber einen enormen Vorteil.
Die Dichte- und Konzentrationsmessung
mit Hilfe verschiedener physikalischer
Messprinzipien liefert diesen immer
wichtiger werdenden Zusatznutzen.
• ASME BPE
• Pharma CoC
• CIP-/SIP-reinigbar
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Tablettenbeschichtung mit Promass
Zur Tablettenbeschichtung gehört z. B. das
Aufbringen von Zucker (jede Mischung von
Reinwasser, Zellulosederivaten, Polyvinyl,
Gummi und Zucker). Bei diesen Prozessen
ist es wichtig, die Konzentration wässriger
Filmlösungen zu überwachen, die auf die
Oberfläche der Tablette aufgebracht bzw.
gesprüht werden. Die Beschichtung kann
speziell formuliert werden, um festzulegen,
wie schnell sich die Tablette auflöst und wo
die aktiven Wirkstoffe nach der Nahrungsaufnahme
im Körper absorbiert werden
sollen. Die Verwendung von Promass
ermöglicht dabei eine kontinuierliche
Inline-Qualitätskontrolle des Endprodukts.
Weitere Anwendungen
Steigerung des Durchsatzes und der
Anlagenleistung durch Inline-Dichtemessung,
beispielsweise für eine genaue
Rezepturauswahl und Losidentifizierung
bei:
• Wasserlösungen
• Gallertartigen Lösungen
• Glykolen
• Ölen
• Zuckersäften
• Vitamin-Emulsionen
• Seifen
• Deodorants
• Haarpflegemitteln
• usw.
Ihr Vorteil
• CIP- und SIP-reinigbar
• Konform mit Anforderungen der
3A-Richtlinien
• Verwendete Materialien FDA-konform
• Reinigbarkeitsprüfungen gemäß
EHEDG erfolgreich durchlaufen
• Geräteausführungen mit einem durchgehenden,
geraden Messrohr
für geringe Druckverluste
• ASME BPE konform
• Alle prozessberührenden Teile in 316L
Gammapilot M in der Vitaminproduktion
Für die Prozesssteuerung eines flüssigen
Vitamins ist es notwendig, die Dichte exakt
zu bestimmen. Bedingt durch das aggressive
Material, welches aus diesem Grund in
einer Glasleitung gefördert werden muss,
ist eine hohe Standzeit nur durch eine
berührungslose, radiometrische Messeinrichtung
erreichbar. Der Einsatz erfolgt im
Ex-Bereich.
Weitere Anwendung
• Überall dort, wo andere Messverfahren
aufgrund der Prozessbedingungen nicht
zuverlässig arbeiten oder sogar versagen
Ihr Vorteil
• Berührungslose und wartungsfreie
Messung von außen
• Aggressive Messstoffe problemlos
erfassbar
• Nachträglich montierbar ohne
Prozessunterbrechung und ohne
Auftrennen der Rohrleitung
• Keine besonderen oder zusätzlichen
Auflagen notwendig
• Branchenoptimierte Werkstoffe, auch
für extreme Umgebungsbedingungen
geeignet. Alle mechanischen Teile aus
316L gefertigt
Protokollierung des CIP Prozesses mit
Liquiphant
Dieser Prozess wird in einer Vielzahl von
Anlagen verwendet. Er stellt sicher, dass
auch schwer zu reinigende Anlagenteile
den hygienischen Ansprüchen gerecht
werden. Das Produkt wird aus den Prozessbehältern
in einen Zwischenlagertank
umgepumpt. Danach werden Säurephasen,
alkalische Flüssigkeiten und heißes Wasser
in einer definierten Menge und unter
entsprechendem Druck und Temperatur in
den Prozess eingebracht. Die Dichte- und
Konzentrationsmessung ist notwendig, da
für all diese Prozesse ein Nachweis über
die richtige Durchführung erbracht werden
muss und ein Reinigungsprofil erstellt wird.
Weitere Anwendungen
• Qualitätskontrolle der einzelnen Zwischenprozesse
und des Endproduktes z. B.
beim Product Acceptance Test (PAT)
Ihr Vorteil
• Konform mit Anforderungen gemäß
FDA, EHEDG und 3A
• Weitreichende Dokumentationen, wie
z. B. das Pharma CoC und die ASME
BPE konformen Ausführungen
• Prozessberührende Materalien mit
delta ferrit Gehalt < 1 %
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Dichtemessung in der Nahrungsmittelindustrie
Ob in der Molkerei oder in der Brauindustrie,
beim Dosieren von Zutaten oder
Abfüllen des Endprodukts, ob Melasse,
Joghurt, Würze oder Flüssigzucker – stets
spielen in der Nahrungsmittelindustrie
Hygiene und eine gleich bleibend hohe
Produktqualität die zentrale Rolle. Um
diese Anforderungen zu erfüllen, müssen
die Produktionsprozesse in allen Details
und Feinheiten beherrscht und zugleich
immer mehr Prozessgrößen erfasst werden.
Denn bei der Optimierung einzelner
Prozesse sind genaue Informationen
über Menge und Zusammensetzung der
Produkte unentbehrlich.
Zeitnah den Prozess und das Produkt
überwachen zu können, bietet dem
Anwender die Möglichkeit, frühzeitig und
regulierend eingreifen zu können. Die
Dichte- und Konzentrationsmessung liefert
durch den Einsatz verschiedener physikalischer
Messprinzipien diesen immer
wichtiger werdenden Zusatznutzen.
• CIP-/SIP-reinigbar
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Konzentrationsmessungen
mit Promass
In Anwendungen mit Alkohol
wird die Konzentration des
reinen Alkohols und beigemischter
Flüssigkeiten
unter Betriebsbedingungen
in %-Masse oder %-Volumen
gemessen. Die Konzentration
kann von 10 bis 70 Vol.-% variieren,
die Betriebstemperatur
von 10 bis 30 °C. Dabei ist es
auch möglich, die gemessenen
Werte für kontinuierliche
Inline-Mischsysteme oder für
eichpflichtige Anwendungen
auf Referenzbedingungen
zurückzuführen.
Messungen des Fettgehalts von Milchprodukten mit Promass
Der erste Verarbeitungsschritt in einer Molkerei be steht aus der
Trennung und der Angleichung des Fettgehalts mit Hilfe von
Abscheidern und Zentrifugen. Zwei signifikante Stadien werden
erreicht – Entfettung und Abschäumen. Während der direkten
Fettangleichung und Standardisierung wird die Rohmilch in
Rahm und Magermilch mit einem konstanten Fettgehalt getrennt.
Nachdem beide Produkte den Abscheider verlassen haben, wird
der Magermilch ein bestimmter Anteil Rahm beigefügt. Dabei
misst Promass den gewünschten Fettgehalt (z. B. 3 % Fett).
Da die Magermilch und das Endprodukt sehr ähnliche Dichten aufweisen,
ist eine bestmögliche Dichtemessung von entscheidender
Bedeutung.
Die mit Promass in der Rohrleitung gemessene Dichte des Rahms
ermöglicht eine kontinuierliche Bestimmung des Fettgehalts. Um
einen einheitlichen Fettgehalt zu gewährleisten, kommt es beim
exakten Hinzudosieren der Rahmmenge ganz wesentlich auf eine
gute Wiederholbarkeit an. In Regelkreisen ist dies ein besonders
wichtiger Faktor, um die gewünschte Konsistenz sicherzustellen.
Weitere Anwendungen
• Messungen des Zuckergehaltes
in °Brix für das
Mischen von Limonaden
und Säften
• Bestimmung des Zuckergehalts
von Flüssigkeiten
• Beimengung von Zutaten
(bezogen auf Masse oder
Volumen)
• Bierextraktmessung in °Plato,
z. B. zur Bestimmung des
Ursprünglichen Stammwürzeund
Alkoholgehaltes
Ihr Vorteil
• CIP- und SIP-reinigbar
• Messrohre vollständig
entleerbar
• Konform mit den Anforderungen
der 3A-Richtlinien
• Verwendete Materialien
FDA-konform
• Reinigbarkeitsprüfungen
gemäß EHEDG erfolgreich
durchlaufen
Liquiphant zur Überwachung
von Gärprozessen
Die kontinuierliche Messung
der Dichte dient der Überwachung
des Gärprozesses
von Cidre. Hierbei soll der
Gärprozess möglichst immer
gleichförmig verlaufen um eine
hohe Qualität zu erreichen.
Dazu muss der Tankinhalt,
abhängig von der Dichte,
gekühlt werden. Mit der
Liquiphant Dichtemessung
wird der Kühlprozess optimiert
und Kühlenergie eingespart.
Ihr Vorteil
• Hygienisches Design
gemäss EHEDG und 3A
• Das Gerät spricht Ihre
Sprache (°Brix, °Baumé,
°Plato, g/cm 3 u. a.)
• Kosteneinsparung durch
Reduzierung der Labortests
• Energie und damit
Kosteneinsparung durch
optimierten Kühlprozess
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Dichtemessung in der Papier- und
Zellstoffindustrie
Ob in der Zellstoffproduktion oder in
der Papierherstellung – stets spielt die
Anlagenverfügbarkeit eine zentrale Rolle.
Um diese Verfügbarkeit bestmöglichst zu
gewährleisten – bei gleichzeitiger Sicherstellung
höchster Produktqualität – ist eine
optimale Beherrschung und Überwachung
der Produktionsprozesse Grundvoraussetzung.
Zuverlässige Messtechnik,
chemisch beständige Materialien, aber
auch funktionale Sicherheit sind Schlüsselkriterien,
die u. a. für die Qualifizierung
der eingesetzten Komponenten und Instrumente
herangezogen werden.
Neben traditionellen Kenngrößen, wie
Druck, Füllstand, Durchfluss, Temperatur
und pH-Wert, spielen Messparameter, die
eine Qualitätsinformation beinhalten, eine
zunehmend wichtigere Rolle bei der
Steuerung von Prozessen. Dies trifft insbesondere
für Dichtemessungen zu,
welche direkt in der Rohrleitung (inline)
erfolgen, z. B. für die:
• Konzentrationsbestimmung von
Kalkmilch
• Dichtemessung von Grünlauge oder
verschiedener Laugen im chemischen
Rückgewinnungsprozess
• Überwachung der Homogenität von
Salzlösungen im Bleichungsprozess
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Regelung der Laugenkonzentration
mit Gammapilot M
In der Papier-/Zellstoffindustrie wird für
die Dichtemessung von Laugen – z. B.
Grün- oder Schwarzlauge – standardmäßig
das radiometrische Messprinzip eingesetzt.
Bedingt durch die starke Ansatzbildung in
der Rohrleitung gewährleistet nur das
berührungslose Messen von außen eine
hohe Verfügbarkeit der Anlage. Der Messbereich
bei solchen Anwendungen liegt bei
einem Rohrdurchmesser DN 250 zwischen
0,990 und 1,300 g/cm 3 .
Weitere Anwendung
• Messung von Kalkmilchsuspension
Ihr Vorteil
• Der Einfluss der wachsenden Ablagerung
in Rohrleitungen kann einfach
nachkalibriert werden
• Alle Teile in 316L gefertigt, bestens
geeignet für aggressive Medien oder
raue Umgebungsbedingungen
• Verschleiß- und wartungsfreie
Messung
Messung von Mengenverhältnissen
mit Promass
Die Dichtemessung von Kalkmilch ist eng
an die Bestimmung von Mengenverhältnissen
gekoppelt, beispielsweise zur
Prozessoptimierung in einem Brennofen.
Dies gilt auch für Rückgewinnungskessel,
z. B. bei der Überwachung der Dichte und
Konsistenz des zum Brenner geleiteten Öls.
Weitere Anwendungen
• Konzentrationsmessung in Zuführungsleitungen
von Reaktoren zur besseren
Überwachung und Regelung von
Chemikalien, z. B. Gemische aus Natriumhydroxid
und Natriumsulfid
• Rückgewinnung von Prozesschemikalien
und Energie aus verbrauchten Laugen
• Kontinuierliche Konzentrationsüberwachung
von trockenem Titandioxidschlamm
(TiO 2
)
• Dichtemessungen zur Ermittlung der
Natronlaugen- und Chloratkonzentration
• Qualitätskontrolle durch Überwachung
der Zusammensetzung von Zusatzstoffen
in einer Weißlauge und durch Prozesssteuerung
in Mischanlagen
Regelung der Kalkmilchkonzentration
mit dem Liquiphant
Der Einsatz von gebrauchsfertiger Kalkmilch
findet vor allem in Neutralisationsprozessen
statt. Dies kann beispielsweise
bei der Neutralisierung von anfallenden
Abwassern geschehen. Um die Konzentration
möglichst konstant zu halten, wird
die Dichte in der Rohrleitung gemessen
und dadurch die Zufuhr der Kalkmilch
gesteuert.
Ihr Vorteil
• Chemische Beständigkeit durch
geeignete Beschichtungen und
höherwertige Stähle (Alloy)
• Dichtemessung und Grenzstanddetektion
(Pumpenschutz) mit nur
einem Gerät möglich
• Optimierte Neutralisation durch
Inline-Messung
Weitere Anwendung
• Neutralisieren von Säuren
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Dichtemessung in der Grundstoffund
Bergbauindustrie
Ob im Bergbau oder bei der Nassaufbereitung
von Feststoff-Wasser-Gemischen,
stets spielt die Erfassung der Messstoffdichte
oder -konzentration als zusätzliche
Qualitätsinformation eine immer zentralere
Rolle bei der frühzeitigen Erkennung von
(ungewollten) Veränderungen im Produkt:
• Dichtemessung von Rohmaterial bzw.
gewonnenen Rohstoffen in Wassergemischen
• Bestimmung des Feststoffgehaltes in
Eindickern, Absetz- und Klärbecken
• Dichtebestimmung von Schlämmen
für die Entsorgung
• Massebestimmung von Additiven
oder Bitumen
Robustheit, Zuverlässigkeit, einfache Handhabung,
Beständigkeit gegen Abrasion
sowie Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit
sind weitere Aspekte, denen in solchen
Anwendungen eine enorme Bedeutung
zukommt. Die Inline-Dichtemessung zur
Überwachung der Qualität, zur Erhöhung
der Anlagenprofitabilität und zur
Optimierung von Prozessabläufen ist
ein Teil dieser Entwicklung.
Gleichzeitig den Prozess und das Produkt
überwachen zu können, bedeutet für den
Anlagenbetreiber einen enormen Vorteil.
Die Bestimmung der Dichte und des
Feststoffgehaltes mit Hilfe verschiedener
physikalischer Messprinzipien liefert
diesen immer wichtiger werdenden
Zusatznutzen.
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Gammapilot M im Kohlebergbau
Kohleschlamm mit einer Dichte von 1,3
bis 2,0 g/cm 3 wird durch eine Rohrleitung
DN 400 gefördert. Da Kohleschlamm
stark abrasiv ist, stellt die radiometrische
Messtechnik die einzige Alternative dar,
um eine hohe Verfügbarkeit der Anlage
langfristig sicherzustellen.
Weitere Anwendungen
• In Minen mit abrasiven Erz-Wasser-
Gemischen, z. B. Kupfer-, Zink- oder
Golderz, bei Verdichtern oder Flotationsanlagen
und Feststoffgehaltmessung bei
Trüben
• Feststoffmengenmessung in Anwendungen
mit Schwimmbaggern. In dieser Branche
oft in Kombination mit magnetischinduktiven
Durchfluss-Messgeräten
eingesetzt, um nicht nur die Feststoffkonzentration
sondern auch den Massestrom
zu messen
Ihr Vorteil
• Alle Materialien aus 316L gefertigt,
bestens geeignet für die rauen
Anforderungen der Bergbauindustrie
• Übersichtliche Vor-Ort-Anzeige für
schnelle Messwertkontrolle und
einfache Diagnose
• Wartungsfrei, da berührungsloses
Messverfahren
Überwachung der Salzsäurekonzentration
Zur Reinigung von Stahlblechen wird
angereicherte Salzsäure verwendet. Die
immer wieder benutzte Säure wird durch
Eisen-II-Chlorid und Ablagerungen auf
den Blechen zunehmend verunreinigt.
Der Säuregehalt im Lagertank kann zuverlässig
und schnell über die Dichtemessung
mit dem Liquiphant ermittelt und bei Bedarf
gereinigt werden. Die Dichtemessung
ersetzt hier zeitintensive Spindelprüfung
und Labormessungen.
Ihr Vorteil
• Korrosionsbeständige Materialien
• Hohe Anlagenverfügbarkeit durch
kontinuierliche Dichtemessung der
Säure
Messung des prozentualen Feststoffanteils
mit Promass
In der Rohstoff- und Bergbaubranche gibt
es zahlreiche anspruchsvolle Anwendungen
für die Dichtemessung mit Promass. Denn
oft sind die Messstoffe sowohl chemisch als
auch mechanisch sehr aggressiv.
Mit Promass lässt sich der prozentuale
Feststoffgehalt aus Absetzern oder Eindickern
messen. Die zugeführten Feststoffe
setzen sich am Boden des Eindickers
ab und werden dann als Unterlauf entfernt.
Normalerweise erzeugen Eindicker
einen Unterlaufschlamm mit einer Feststoffdichte
von 60 bis 70 % cw.
Weitere Anwendungen
• Dichtemessungen zur Produktüberwachung
von Laugen aus Entspannern
• Konzentrationsmessungen von Säuren
in Auswaschungsprozessen
• Überwachung von Flockungsmitteln,
die dem Zufuhrschlamm hinzudosiert
werden
Ihr Vorteil
• Gleichzeitiges Messen von Dichte und
Massefluss, inkl. Berechnung von
Konzentrationen (z. B. Feststoffanteil
in %)
• Bewährte Messgerätevarianten für
Hochtemperaturanwendungen
• Mechanisch widerstandsfähige und
korrosionsbeständige Messrohre
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Dichtemessung in der Öl- und
Gasindustrie
Obwohl auf Ölfeldern die Dichte als Parameter nicht
allzu oft gemessen wird, ist sie dennoch eine äußerst
prozesskritische Größe. Beim Umgang mit Bohrschlamm
beispielsweise, ist dessen Dichte sicherlich
der wichtigste Parameter. Denn die Dichte ist schlussendlich
für die Balance zwischen „sicherem Bohren“
(mit ausreichend hohem hydrostatischem Druck im
Bohrloch) und „geringstmöglichem Formationsschaden“
(bei minimal akzeptablem hydrostatischem Druck auf
die Formation) verantwortlich. Weitere Anwendungsgebiete
für den Einsatz hochgenauer Dichtemessungen
sind das Handling von Zement und die Frac-Technik.
Bei all diesen Anwendungen bieten Coriolis-Massedurchfluss-Messgeräte
zuverlässige und genaue Inline-
Messungen. Auch die radiometrische Dichtemessung
hat sich in solchen Anwendungen als perfekte Lösung
erwiesen. Denn sie kommt mit dem Medium nicht in
Berührung und kann ohne Unterbrechung des Bohrprozesses
bzw. des Massedurchflusses installiert und
in Betrieb genommen werden.
Ein Dichteprofil in einem Separator öffnet ein Fenster
zum internen Separationsprozess und kann die
Schichten der Rohölemulsion aus Wasser und möglichen
Sedimenten sichtbar machen. Für Messübertragungsstationen
roher oder raffinierter Produkte bietet
Coriolis den gemessenen Massedurchfluss und die
Rohdichte. Ein Durchfluss-Computer kann diese
Online-Messungen auf der Basis der ASTM-/API-
Tabellen leicht in das Nettovolumen umrechnen, so
dass dem Kunden sofort die Rechnung gestellt werden
kann.
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Messung von Öl-Wasser-Gemischen
mit Promass
Coriolis-Massedurchfluss-Messgeräte eignen
sich hervorragend für die gleichzeitige
Erfassung mehrerer Prozessvariablen
wie Messstoffdichte und Durchfluss. In
der Öl- und Gasindustrie wird Promass
deshalb in zahlreichen Applikationen zur
Dichtemessung eingesetzt. Die Anwendungen
reichen von der Dichtemessung
von Rohöl, um sicherzustellen, dass
kein Meerwasser eindringt, bis hin zur
Dichtemessung des Öl-Wasser-Gemischs
im Zweiphasen-Separator. Dank seiner
exzellenten Messgenauigkeit gewährleistet
Promass in Mischstationen eine optimale
Produkt-kontrolle für das Inline-Blending
bzw. für die Kontrolle von Mischungsverhältnissen
bei Ölen.
Ihr Vorteil
• Messgeräte erfüllen alle Anforderungen
gemäß NACE MR0175-2003, da
Werkstoffe wie 316L, Alloy C-22 und
904L gelistet sind
• Kompakte Messgeräte bis Nennweite
DN 250
• Messrohre selbstentleerend, wartungsund
verstopfungsfrei
Weitere Anwendungen
• Überwachung und Kontrolle des Frac-
Fluids bei der Öl- und Gasförderung
• Überwachung von Gel und Stützmittel,
um während des Aufbrechens die
richtige Mischung sicherzustellen
• Überwachung des zur Aufbereitung
geleiteten Rohöls
• Verwendung der API-Dichteskala für
flüssige Ölprodukte und ölhaltige
Medien
Messung von Bohrschlamm mit
Gammapilot M
Der Gammapilot ermöglicht eine robuste
und wartungsfreie Messung von abrasivem
Bohrschlamm auf der Plattform. Dank
geringer Strahlenaktivität gibt es auch bei
mehreren Messstellen am gleichen Ort
keine gegenseitige Beeinflussung.
Ihr Vorteil
• Keine Wartung notwendig, hohe
Anlagenverfügbarkeit
• Keine Schweißarbeiten oder Modifikationen
an der Rohrleitung erforderlich
• Branchenoptimierte Werkstoffe,
bestens geeignet für raue Umgebungsbedingungen.
Alle mechanischen Teile
aus 316L gefertigt
Weitere Anwendungen
• Erkennen/Signalisieren verschiedener • Dichteprofilmessung in Separatoren
Ölsorten in der gleichen Rohrleitung zum zur Trennung von Öl, Wasser und
Schalten von Ventilen und Rohrweichen Sedimenten
Dichtemessung in Salzwassertanks
mit Liquiphant
Für Ölbohrungen wir oftmals Salzwasser
benötigt. Durch das gelöste Salz, z. B.
Natrium- oder Kaliumchlorid, wird das
Wasser schwerer, wodurch genug Druck
für die Bohrungen zur Verfügung steht.
In den Kunststofflagertanks mit Rührwerk
wird in jedem Tank Salzwasser in einer
anderen Konzentration aufbereitet. Für
die Mischung der Salzlösung ist die
zuverlässige Dichtemessung wichtig.
Ihr Vorteil
• Geeignete Materialien für aggressive
Umgebungen
• Kosteneinsparung, da keine manuelle
Probeentnahmen notwendig
• Rückführbarkeit der Produktqualität
• Hohe Anlagenverfügbarkeit durch
konstante Produktqualität der Salzlösung
Weitere Anwendungen
• Separation von Wasser und Öl
• Qualitätsüberwachung in Raffinerien
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Applicator
Auswahl- und Auslegungstool für Ihre Planungsprozesse
Planungsprozesse sind komplex
Die Herausforderungen beim Engineering
einer Anlage mit Messtechnik sind vielfältig:
Der Planer muss sich von Anfang
an eine Übersicht über sein gesamtes
Vorhaben verschaffen, muss Applikation
und Messtechnik in Einklang bringen,
um sichere Entscheidungen treffen zu
können. Dies gilt gleichermaßen für die
Produktauswahl, Berechnung und die
Verwaltung unterschiedlicher Projekte.
Die Kalkulationen sind komplex und die
Produktvielfalt ist nicht zu überschauen.
Eine sichere Berechnung und Auslegung
der Messstelle wird zur zeitaufwändigen
Kostenschraube.
Applicator gibt Planungssicherheit,
schnell und flexibel
Die Software Applicator von Endress+Hauser
ist ein komfortables Auswahl- und
Auslegungstool für den Planungsprozess.
Durch Eingabe von Anwendungsparametern,
zum Beispiel aus der Messstellenspezifikation,
ermittelt Applicator eine
Auswahl von passenden Produkten und
Lösungen. Ergänzt durch Auslegungsfunktionen
und einem Modul zur Verwaltung
von Projekten vereinfacht Applicator Ihre
tägliche Arbeit rund um das Engineering.
Applicator ist über viele Jahre weiterentwickelt
worden und bewährt sich täglich
tausendfach bei den unterschiedlichsten
Anwendungen der Kunden.
Gehen Sie den einfachen Weg
Arbeiten Sie einfach mit einer klaren
Applicator Benutzeroberfläche und der
überschaubaren Modulstruktur. Auswahl,
Berechnung oder Verwaltung, egal wo Sie
im Projekt einsteigen wollen, Applicator hält
für Sie überall eine Tür zum Start offen.
Und wenn es von einem Modul in das
andere gehen soll, geschieht dies mit nur
einem Klick und dem reibungslosen
Datenaustausch steht nichts im Weg.
Der Applicator bietet Ihnen:
• Planungssicherheit
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Der schnelle Weg zum Applicator
Applicator von Endress+Hauser kann gratis sowohl über das Internet als auch in Form
einer CD genutzt werden. Die CD Version können Sie einfach online bestellen.
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Mit weltweitem Service
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ob es sich dabei um Inbetriebnahme,
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Schulungen oder Wartungs- und Kalibrierdienstleistungen
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Als eines der größten Netzwerke von
Service-Experten in der Prozessautomatisierung
wollen wir Sie darin unterstützen,
neue Möglichkeiten und Potenziale zur
Nutzenmaximierung und Senkung der
Betriebsrisiken aufzudecken. Wir verstehen
uns dabei als Ihre fairen Partner mit den
richtigen Ratschlägen und Empfehlungen,
die es Ihnen ermöglichen, Kosten und
Risiken kontinuierlich zu senken.
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