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Nachrichten und Pressemeldungen aus Labor und Analytik

09.06.2015

Leistungsfähige Prozessanalysentechnik durch kalorimetrische Wärmefluss-Sensoren


Ressourcen- und Energie-Effizienz sind für die Prozessindustrie die zentralen Größen zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit und liefern zudem auch einen wesentlichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz. Modernste Mess-, Analysen- und Automatisierungstechniken sorgen dafür, dass Produktionsprozesse rentabler, sicherer und flexibler betrieben werden können.

Heutige Anforderungen an eine moderne Prozessanalytik gehen über die Erfassung von singulären Prozessinformationen hinaus. Stattdessen müssen gesamte Prozesszustände sowie Zwischen- und Trendinformationen zu Prozessverläufen und Produkteigenschaften messtechnisch erfasst werden. Hierfür sind Informationen über die räumliche und zeitliche Verteilung von Prozessgrößen erforderlich.

Prozessanalytische Messsysteme auf Basis thermoelektrischer Module

Am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT werden prozessanalytische Messsysteme auf Basis thermoelektrischer Module entwickelt, die als Wärmefluss-Sensoren für die Prozessüberwachung und die Diagnostik von kontinuierlichen Reaktionsprozessen eingesetzt werden. Die Verknüpfung von bis zu 40 Einzelsensoren zu Sensorarrays liefert eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung.

Da jeder chemische Prozess mit einer charakteristischen Wärmetönung einhergeht und jede Änderung von Prozesszuständen ein verändertes Wärmesignal zur Folge hat, lassen sich die entwickelten Messsysteme nahezu universell für viele prozessanalytische Aufgaben einsetzen. Mittels der kalorimetrischen Wärmefluss-Sensorik des Fraunhofer ICT können Auswirkungen veränderter Prozessbedingungen auf die Wärmeentwicklung und die thermische Umsetzung in Echtzeit verfolgt werden. Der Einfluss einzelner Prozessparameter wie z. B. der Konzentration, der Stöchiometrie, der Temperatur oder der Verweilzeit kann systematisch analysiert und anhand eines veränderten Wärmesignals quantifiziert werden. Selbst kritische Prozesszustände können hinsichtlich ihres energetischen Potenzials quantitativ analysiert und sicherheitstechnisch bewertet werden. Wartungsrelevante Informationen, wie z.B. Ablagerungen an Reaktorwänden, werden ebenfalls frühzeitig erkannt. Die neue kalorimetrische Wärmefluss-Sensorik wurde bereits erfolgreich bei metallorganischen Tieftemperaturprozessen, stark exothermen Nitrierreaktionen, Polymerisationsprozessen, dem Langzeit-Monitoring von Fouling-Vorgängen und vielen weiteren industriell relevanten Anwendungsfällen als eine leistungsfähige Prozessanalysentechnik eingesetzt.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)




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