Anwendungsberichte

und Erfolgsgeschichten

Heiß, schmutzig, feucht – eine Herausforderung an die Durchflussmessung

Jetzt gibt es eine Sonde für alle Fälle!

Es gibt Applikationen, bei denen die meisten Instrumente an ihre Grenzen der Einsetzbarkeit stoßen. Trotzdem wäre es für Sie, als Betreiber solcher Anlagen, in vielen Fällen wichtig, genau an dieser Stelle zuverlässige Messwerte zu erfassen.

In Abgasschornsteinen, in denen im kühleren Bereich Kondenswasser auftritt, bei einströmendem Fackelgas von der Raffinerie, Brennstoffdosierung in Biogasanlagen, bei der thermischen Reinigung, bei der Belüftung von Minen oder auch einfach nur in Drucklufterzeugungsanalgen, die überall benötigt werden – wie messen Sie diese feuchten und/oder verschmutzten Gase?

“Kurz Instruments wird oft hinzugezogen, wenn nichts anderes mehr funktioniert”, sagt Dario DiMaggio, Vertriebsleiter bei Kurz Instruments. „Kunden neigen dazu, alle Messgeräte als gleichartig und austauschbar zu behandeln, was jedoch nicht der Fall ist. Das Messmedium schränkt die Einsatzfähigkeit vieler Messgeräte ein, einige mehr als andere. Viele Anwendungen haben große Kanal- oder Schachtdimensionen, und der Endbenutzer benötigt eine flexible Messung sehr verschiedener Durchflussbereiche.

Oftmals gibt es kaum Einlaufstrecken, was bedeutet, dass die meisten Messgeräte wie Coriolis, Vortex, Venturi-Rohre und Annubars für die meisten industriellen Anwendungen völlig ungeeignet sind.

Auch thermische Sensoren vieler Hersteller weichen unter diesen Bedingungen stark ab. Sie fallen in vielen Fällen auch vollständig aus, wenn sie nass oder verschmutzt werden.

Ultraschall- und Annubar-Geräte haben ebenfalls Probleme mit verschmutzten Umgebungen und einem geringen Durchfluss und sind dafür bekannt, dass sie bei unbeständigen Geschwindigkeits-Strömungsprofilen erhebliche Abweichungen verursachen. Zudem sind die Anschaffungskosten hoch und erfordern einen erheblichen Installationsaufwand und Kalibrieraufwand.“

Hier gibt es nun eine Lösung, die Messungen realisierbar macht, die bisher nur als ungenaue Trendmessung oder gar nicht lösbar waren. Der KBAR2000B-WGF ist ebenfalls eine thermische Sonde, die aber in 40 Jahren Erfahrung beinahe zu einem Alleskönner weiterentwickelt wurde.

Von 600 mm bis etwa 11 m kann diese Sonde lang sein und ist somit entworfen, auch komplette Durchmesser von sehr großen Leitungen zu erfassen. Da bis zu 4 Messpunkte im Sondenstab integriert werden können, wird das Strömungsprofil zuverlässig erfasst und ein repräsentativer Mittelwert für die Durchflussgeschwindigkeit ermittelt, auch wenn die Strömungsgeschwindigkeiten sich stark ändern. Dabei kann der Durchschnittswert, aber auch die einzelnen Messwerte ausgewertet werden, wenn z.B. ein Monitoring über das Strömungsprofil erwünscht ist.

Da der KBAR einen vernachlässigbaren Druckverlust verursacht, ist er universell einsetzbar und spart in Gesamtsystemen, im Vergleich zu den bislang eingesetzten Differenzdruckmessungen, bares Geld.

„Unser Problem war, dass in so einem großen Schornstein normalerweise eine größere Menge durchgeht, zeitweise aber auch nur ein sehr kleiner Durchfluss anliegt, den wir aber für unsere Emmissionsmessungen dennoch zuverlässig erfassen wollen“, berichtet der Mess- und Regeltechnik-Ingenieur eines Kohlekraftwerks.
„Hierfür war für uns der KBAR2000-WGF die richtige Lösung mit seiner Messbereichspanne von 1:1000, die mit zwei separaten 4…20 mA Analogausgängen in zwei Skalierungen erfasst werden kann. Mit der Maximal-Prozesstemperatur von bis zu 500°C ist der KBAR2000B-WGF in allen unseren Applikationen einsetzbar.“

Der Clou ist aber die neuen Optionen der Selbstreinigung, die der Kurz-Sensor anbietet. Kurz Instruments hat den weltweit einzigen Thermischen Massemesser mit einem Sensorstab, der sich um 300°C aufheizen lässt. Dies ist nicht nur vorteilhaft zur Eliminierung von Feuchtigkeit, sondern ist auch wirksam gegen die meisten Partikel, die an der Sonde haften bleiben. Feuchtigkeit und Schmutzpartikel werden einfach verdampft bzw. verbrannt, wie bei der Pyrolyse eines Backofens.

Für den Anlagenbetreiber bedeutet das Zuverlässigkeit und Effizienz von Messungen, die bisher sehr reinigungs- und wartungsintensiv waren. Temperatur und Druckänderungen im Betrieb beeinflussen die Messung ebenso wenig, da es sich um eine direkte Massemessung handelt und die Referenztemperatur bei dem Messprinzip dieser Sonde ständig
mitgemessen wird.

„Die Gesamttemperatur des Sensors sollte dabei nicht über 500°C gehen.“, erklärt uns Dario Dimaggio. „Der Sensor geht dann zwar nicht gleich kaputt, aber der Verbrauch an Messenergie wird von der Fließgeschwindigkeit, der anliegenden Prozesstemperatur und der gewünschten Reinigungsleistung beansprucht. Deswegen wird die Auslegung der Sonden bei besonders kritischen Anwendungen auf den jeweiligen Fall so optimiert, dass eine durchgehende Messung bei gleichzeitiger automatischer Reinigung gewährleistet ist.“

Und wenn es in Ausnahmefällen selbst damit an unsere Grenzen stoßen, bei denen selbst die Pyrolyse nicht mehr ausreicht, bieten wir mit unserer für Hochtemperatur entwickelten Luftspülung selbst dann noch eine technische Lösung.

„Hier kommt also nicht nur die technische Innovation, sondern auch die 40 Jahre Applikationserfahrung zum Tragen, die Kurz mitbringt. Es gibt kaum eine Applikation, bei der wir unseren Kunden nicht zufriedenstellen konnten“, bestätigt er uns.

Mit den Kurz-K-BAR 2000B-WGF-Sensoren habe schon viele Anwender ein Upgrade ihrer Anlagen durchgeführt mit:

  • deutlich gesteigerter Effizienz und Kosteneinsparung durch einfache Beseitigung teurer Druckverluste
  • verbesserte Genauigkeit bei Applikationen mit wechselnden und unregelmäßigen Strömungsprofilen
  • der neuen schmutzabweisenden Reinigungsfunktion, die minimale Wartung und maximale Messsicherheit gewährleistet

Als Distributor für Deutschland freuen wir uns als TrigasDM auf Ihre Applikationen. Sprechen Sie uns gerne auf einen Testsensor an und überzeugen Sie sich von den neuen Möglichkeiten für Ihre Anlagen unter besonders harten Einsatzbedingungen.

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir freuen uns auf Sie.

Anwendungsberichte

und Erfolgsgeschichten

Massendurchfluss Kontrolle für Bioreaktoren

Die Biotechnologie bringt in vielen Bereichen der modernen Wirtschaft den Durchbruch zu neuen Werk- und Grundstoffen, aber auch zur effizienteren und umweltfreundlichen Herstellung von bekannten und benötigten Materialien. Zudem kann durch kontrollierte Prozesse eine gleichbleibende Qualität erreicht werden.

Im Lebensmittel- und Getränkebereich ist die Biotechnologie kaum noch wegzudenken. Aber auch Biotreibstoffe sind im Zuge des Umstiegs auf umweltfreundlichen Alternativen im Focus. Mit fermentativen Verfahren, bei denen die biokatalytische Wirkung von Enzymen genutzt wird, werden außerdem zunehmend pharmazeutische oder chemische Wirkstoffe unter besonders produktschonenden Bedingungen hergestellt.

Und schließlich ist der Transfer der Laboranlagen in industrielle Maßstäbe zu meistern, die nun nicht nur die gewünschte Funktion, sondern auch noch Wirtschaftlichkeit aufweisen müssen. Die genaue Festlegung der Parameter, Mengen, Dimensionen und Zeiten ist dabei entscheidend und muss bereits in der Laboranlage im kleinen Stil exakt erfasst werden. Daher sind oft sehr kleine Durchflüsse und Dosiermengen schon in den Laboren und im Prototypen-bau exakt zu  überwachen.

Andererseits sollen die Anlagen kostengünstig und platzsparend gebaut werden, weshalb die Anzahl der Instrumente und zusätzlichen Leitungen so gering wie möglich gehalten werden soll. Es werden also Messgeräte benötigt, die sowohl sehr kleine, als auch große Mengen in Leitungen erfassen, da diese für die größtmöglichen Durchflüsse ausgelegt sein müssen.

In der Messtechnik ist das oft  problematisch, da viele Messgeräte in ihrem unteren Messbereich eine wesentlich schlechtere oder sogar inakzeptable Performance aufweisen.

Ein weiterer entscheidender Punkt ist im Bereich der Bioprozesse die Anforderung an die Materialien aller verwendeten technischen Komponenten. Die Kontamination empfindlicher Bioreaktionsumgebungen muss unbedingt verhindert werden, weshalb viele Metalle und insbesondere auch Kunststoffe zur Verwendung ausscheiden.

Zudem werden Apparaturen und Leitungen oft durch Rückstau und interne Wassereinbrüche belastet und sollten unter diesen Bedingungen dennoch funktionsfähig bleiben, ohne höheren Reinigungs- und Wartungsaufwand zu erfordern.

Und wie alle modernen Verfahren, erfordert auch hier die Digitalisierung und Anbindung an Datensysteme eine exakte Datenerfassung und somit schnelle Reaktionszeiten von Mess- und Regeleinrichtungen. Was aber, wenn der  Anlagenbetreiber die  Zusammensetzung seiner Medien im Laufe der Zeit verändern will? Prozesse müssen angepasst werden an neue Erkenntnisse und Kundenanforderungen. Natürlich sollen dann vorhandene Apparaturen und auch die Messeinrichtungen weiter genutzt werden, möglichst ohne sie zum Hersteller zur Anpassung einzusenden.

Für diese Anforderungen im Bioreaktorbau, so wie vor- oder nachgelagerte Prozesse sind herkömmliche Massendurchflussmesser und -regler oft nicht geeignet oder sehr teuer, da sie viele Sonderfunktionen erfordern.

Durchflussmessung und -regelung für die Bioprozess-Industrie

TrigasDM präsentiert nun dem deutschen Markt als Vertriebs- und Servicepartner von Alicat einen speziellen Massendurchflussregler für die Bioprozess-Industrie, der genau das liefert, was Bioingenieure und -entwickler benötigen, ohne dass unnötige Features herkömmlicher Standardgeräte den Preis in die Höhe treiben.

Die Alicat BIO-Serie bietet Regelbereiche von 2000:1, wodurch oft mehrere Gasleitungen eingespart werden können. Zudem weist die Genauigkeitsspezifikation dieser Geräte in speziellen Durchflussgrößen hervorragende 0,5% des Messwertes oder 0,1% des Endwertes in definierten Teilen des Messbereichs. Im Vergleich zu den bisherigen Möglichkeiten ist dies eine bahnbrechende Verbesserung, da der Endwertfehler bisher bei allen marküblichen Produkten zusätzlich anfällt und zudem auch doppelt so hoch ist.

Mit ultraschnellen Reaktionszeiten von nur 10 ms und optionalen schnellen EtherCAT- oder EtherNet / IP-Schnittstellen ist die BIOSerie bestens für Pharma 4.0. geeignet.

Sie ist resistent gegen eine Inline-Wasserkontamination und wird nur aus korrosionsbeständigen Elastomeren der USP-Klasse VI (FDA), sowie Edelstahl 316L gefertigt, die auf der ASME Empfehlungsliste stehen und keine Kontamination der Bioreaktionsumgebungen verursachen. Alle Einheiten sind außerdem zertifiziert, keine tierischen Bestandteile zu enthalten.

Ein ultrascharfes, modernes Farbdisplay bietet auf einen Blick einen Überblick über den Prozessstatus. Darüber hinaus verfügt jedes -BIO-Gerät über innovative Funktionen wie die „Gasauswahl“.

Damit kann jedes Gerät mit CO2, Luft, O2, N2 oder mehr als 100 anderen Gasen verwendet werden kann, ohne dass es an Präzision verliert oder einer Neukalibrierung bedarf. Die Umstellung und Anpassung an neue Anforderungen erfolgt einfach im Gerätemenü.

Die Geräte verfügen außerdem über innovative Funktionen zur Prozessdiagnose, wie z. B. die Anzeige der Stellung des Regelventils, die als Indikator für die Auslastung des Reglers ausgewertet werden kann. Sollte das Ventil z. B. ungewöhnlich weit geöffnet sein, könnte dies auf Verstopfungen in den Leitungen oder andere Prozessstörungen hindeuten. Optional ist zusätzlich noch die Schutzart IP66 erhältlich. Die hohe Zuverlässigkeit wird von Alicat mit einer lebenslangen Garantie der Geräte untermauert.

Mit der Alicat Bio-Serie steht TrigasDM nun der Bioprozess-Industrie zur Seite, um Prozesse gleichzeitig sicherer und präziser, also auch effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

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