Automatische Polarimeter für die Prozesskontrolle

Anbieter zum Thema

Anton Paar GmbH

Shimadzu Deutschland GmbH

Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

SPT Labtech

Für die Installation im Bypass wird eine Staublende im Prozess-Strom benötigt. Der Druck p1 vor der Staublende ist höher als der Druck p2 hinter der Blende. Dadurch fließt ein kleiner Teil des Prozessstroms durch die Abzweigleitung und die Bypass-Küvette des Propol. Anschließend fließt sie zurück in den Hauptstrom. Bei strömenden Prozessen mit sich schnell ändernden Konzentrationen, z.B. Separierungsprozessen, sind Inline-Messungen erforderlich. Zu diesem Zweck können Inline-Messzellen mit einem internen Durchmesser von 25 bis 80 mm mit variablem Flansch geliefert werden (s. Abb. 5). Zusätzlich verfügen die Inline-Zellen über eine schwenkbare Halterung für den Messkopf des Propol.

Raue Prozess-Applikationen

Um inline messen zu können, ist es notwendig, dass die Messung direkt an der Produktionsanlage stattfindet, während die Messdaten in der zentralen Prozessleitwarte abrufbar sind. Daher besteht das Prozesspolarimeter Propol aus zwei Einheiten, der Steuereinheit und der Messeinheit bzw. dem Messkopf, die über ein bis zu 100 m langes Kabel verbunden sind. Der Messkopf, der aus einer robusten wasserdichten Metallgussform besteht, und die Schutzklasse IP 65 besitzt, enthält die LED-Lichtquelle, die Optik und einen Teil der Elektronik. Der Messkopf wird auf der Halterungsplatte der Inline-Zelle befestigt. Die Steuereinheit steht entweder in einem spritzwassergeschützen 19-Zoll-Wandschrank (Schutzklasse IP 55) oder als offener 19-Zoll-Schrankeinschub zur Installation in einer Leitwarte zur Verfügung. Auf der Frontplatte befinden sich ein Keypad sowie ein Vakuum-Fluoreszenz-Display (VFD) zur Anzeige der optischen Rotation, der Konzentration, der Prozess-Temperatur und des Stroms des Analog-Ausgangs. Optional lässt sich das Gerät auch in explosionsgefährdeten Umgebungen (ATEX) einsetzen. Abhängig davon, ob nur der Messkopf oder das ganze Prozesspolarimeter im explosionsgeschützten Bereich eingesetzt wird, sind die betreffenden Teile mit einem Überdruck-Kapselungssystem ausgerüstet. Diese Modifikation wird anhand einer Baumusterprüfung zertifiziert.

Bedarfsgerechte Spezifikationen

Das Propol bietet drei vom Benutzer definierbare Konzentrationsbereiche, die über eine Standardlösung bekannter Konzentration oder einen linearen Eingabefaktor skaliert werden können. Ein Polynomkoeffizient für eine nicht-lineare Skala ist ebenso möglich. Vordefinierte Konzentrationsskalen sind Prozent-Saccharose und Prozent-Glucose. Alle Konzentrationsskalen bieten eine Auflösung bis max. 0,001 Prozent. Die Daten der optischen Rotation werden mit einer Auflösung von 0,001° zusammen mit den Konzentrationsdaten angezeigt.

Proben mit einer großen Temperaturabhängigkeit erzeugen nicht zu vernachlässigende Messfehler. Daher werden polarimetrische Messungen bei einer Standardtemperatur von 20,0 °C durchgeführt. Die Temperatur muss mit einer Präzision von 0,1 °C gemessen werden. Optional kann ein Pt100-Temperatursensor an den Messkopf des Propols angeschlossen werden, der die Probentemperatur mit einer max. Abweichung von 0,1 °C misst. Hierbei ist der Temperatursensor fest in die Küvette eingebaut oder wird separat in die Prozesslinie integriert. Falls die Temperaturabhängigkeit bekannt ist (entweder aus der Literatur oder aus Labormessungen), kann das Prozesspolarimeter eine automatische Temperaturkompensation vornehmen, die korrekte Konzentrationsmessungen abweichend von 20 °C erlaubt. Diese automatische Temperaturkompensation kann für alle Konzentrationsskalen über ein Menü angewählt werden, für Prozent-Saccharose und Prozent-Glucose ist sie bereits vordefiniert, für alle vom Benutzer frei einstellbaren Konzentrationsskalen ist sie definierbar. Bei einfachen Polarimetern verursachen gefärbte Proben mit geringer Lichttransmission schwankende Messwerte. Durch automatische Signalverstärkung (gain control) und geeignete Mittelwertbildung einer Anzahl Einzelmessungen kann der Propol auch noch dunkle Proben bis zu einer optischen Dichte von OD 3 (0,1 Prozent Transmission) stabil messen. Die Anzahl der Einzelmessungen, die zur Mittelwertbildung herangezogen werden, errechnet sich aus der Integrationszeit (1 bis 99 s) und der Messtaktfrequenz (20 s-1).

(ID:306036)