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Prozessanalysentechnik

Warum Sie endlich Prozessanalysentechnik nutzen sollten

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Wie vermittelt man den Nutzen der PAT?

Wie kommt PAT raus aus dem akademischen Silo? Und wie vermittelt man den Nutzen von Systemen, deren R&I-Schema mindestens genauso so kompliziert ist, wie das einer Teilanlage? Diese Fragen treibt das Organisationsteam seit Bestehen des von Dechema und GdCH betriebenen Arbeitskreises Prozessanalytik um, und war deshalb Kernthema der Veranstaltung in Wien.

Per Powerpoint-Päsentation ausgetragene wissenschaftliche Folienschlachten, die Spektren aneinander reihen, deren Inhalt sich nur Analysenexperten erschließt, sind jedenfalls nicht des Pudels Kern, sondern eher ein Grund, warum die PAT tatsächlich keiner versteht. Das haben die Organisatoren erkannt und dieses Mal vorgebeugt.

Ein wichtiger Schritt sind an der Praxis orientierte Beiträge, wie der von Dr. Ulrich Schünemann, der in der Engineeringabteilung der BASF mit der Implementierung von Prozessanalysentechnik betraut ist und für den der „Nahkampf auf der Baustelle“ mit zum täglichen Geschäft gehört. „Prozessanalysentechnik spielt in der Technologiestrategie der BASF eine wichtige Rolle“, betont er.

Doch trotz dieses Ansatzes ist auch in Ludwigshafen noch längst nicht alles Gold was glänzt. Für Dr. Michael Kloska, der als Leiter des Fachzentrums Prozessanalysentechnik der BASF an vorderster Front steht, wenn es gilt PAT in bereits bestehende Betriebe einzuführen, geht es in erster Linie darum, den Betriebsleiter zu überzeugen. Kontiprozesse seien in der Regel gut instrumentiert, betont er. Bei Batchprozessen seien oft die Installationskosten für die Messstelle ein Grund, sich gegen Prozessanalysentechnik zu entscheiden.

Wann kommen Miniformate?

Vielleicht ist ja Miniaturisierung ein Ansatz, die Komplexität der PAT-Systeme zurecht zu stutzen. Denn im Feld wird PAT oft im Analysenhaus installiert, und das braucht nicht nur Infrastruktur, sondern auch Manpower für Instandhaltungskapazitäten, wenn z.B. der Probennehmer den Geist aufgibt. Besonders bei der Massenspektrometrie wird die Probenzuführung schnell zur Achillesferse. Auch Messverzögerungen erschweren die Implementierung einer adaptiven Prozessregelung.

Alles Gründe, weshalb sich Messtechnikspezialist Krohne für sein jüngstes Forschungsprojekt die Massenspektrometrie vor- genommen hat, um sie einer Schrumpfkur zu unterziehen. „Die Miniaturisierung von Sensoren ermöglicht perspektivisch die Realisierung von komplexen Analyse-Feldgeräten zur online- bzw. atline-Anwendung“, sagt Winfred Kuipers von Krohne Messtechnik in Wien.

Noch klemmt es bei der Probennahme, aber mit den Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) gibt es bei Krohne Erfahrungen, die man jetzt nutzt, um MEMS-Chips und Sensortechnik zu verheiraten. Der Proof-of-Concept hat bereits geklappt, und es ist dem Team um Kuipers gelungen, die Baugröße des Gesamtsystems auf ein 19"-Gehäuse zu reduzieren, wobei das MS selbst nur die Größe einer halben 1-Cent-Münze hat. Fernziel sei es, irgendwann die Größe eines Schuhkartons zu erreichen, sagt Kuipers.

Weg vom Analysenhaus will auch das Technologieunternehmen Tec 5, das auf „embedded“ setzt und mit Tec Saas eine neue Plattform für Embedded Spektrometer-Systeme entwickelt hat, welche die Akquisition der Spek­traldaten, die Datenverarbeitung, und die Kommunikation mit der Prozessschnittstelle autonom durchführt.

Ausgelegt für einzelne Messstellen, bei welchen auch ein zweiter Messkanal zur online-Referenz eingesetzt werden kann, ist diese Plattform nicht an Sensortypen oder Spektralbereiche gebunden. Eine modulare Software (Firmware), vergleichbar mit der Prozesssoftware Multispec Pro II, erlaubt das Parametrieren der einzelnen Schritte der Messdatenaufnahme und Verarbeitung bis hin zur Auswertung auf Basis der am PC erstellten Chemometriemodelle.

Eine klassische Programmierung sei in der Regel nicht erforderlich, betont Dr. Hanns Simon Eckhardt von Tec 5. Einziger Wermuts­tropfen der cleveren Idee: Trotz der Möglichkeiten, die das Embedded System auch für die Chemie bietet, scheinen sich die Vorteile hier noch nicht herumgesprochen zu haben. Das präsentierte Anwendungsbeispiel stammt nämlich aus der Agrartechnik.

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