Laborsensor

Prozessüberwachung im Labor- und Technikumsmaßstab

Sensotech hat einen Laborsensor entwickelt, der für Reaktoren und Pilotanlagen im Labor- und Technikumsmaßstab entworfen ist.

Bild1: Prozessüberwachung im Laborreaktor mit dem Liquisonic-System. © SensoTech

Inline-Reaktionsverfolgung bei beengtem Platzangebot oder unter erschwerten Prozessbedingungen ist ein kompliziertes Thema, speziell bei F&E-Anwendungen. Die Auswahl eines präzisen Messsystems für Laborreaktoren, Down-scale-Pilotanlagen oder das Technikum stellt Anwender häufig vor Herausforderungen. Einerseits muss das Messystem möglichst platzsparend sein, andererseits soll es trotzdem wechselnden und rauen Bedingungen analog zum Prozess standhalten. Speziell in den Bereichen F&E, der Prozessoptimierung bzw. Up-Scaling gilt es, diverse Paramater zu variieren und deren Einflüsse zu überwachen: hohe Temperaturniveaus, Drucksprünge, Konzentrationsschwankungen sowie Prozessstörungen wie Verschmutzungen und Nebenkomponenten etc.

Unter Einbeziehung von Anwenderanforderungen hat Sensotech den "LiquiSonic® 3-in-1"-Laborsensor entwickelt. Dieses Modell ist für Reaktoren und Pilotanlagen im Labor- und Technikumsmaßstab designt. Direkt in den Reaktordeckel eingebaut, werden Schallgeschwindigkeit, Temperatur und Dämpfung präzise gemessen und dokumentiert, so der Hersteller. Liquisonic soll so eine Möglichkeit bieten, komplexe Kristallisationen oder Polymerisationen zu überwachen, beispielsweise im Down-scale-Maßstab. Selbst raue Bedingungen wie hohe Temperaturen oder Drücke soll das Gerät meistern.

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Bild 1 zeigt eine typische Installation in einen Laborreaktor mit Rührer und ggf. weiterem Equipment. Der Sensor wird bauseits in den Reaktordeckel fixiert, üblich ist ein Prozessanschluss von 12 mm oder größer. Prozesskinetiken können so selbst unter extremen Prozessbedingungen in kleinen Labor- und Pilotreaktoren bzw. Druckbehältern inline überwacht werden. Die platzsparende Bauweise, die separate Sensorelektronik und der benutzerfreundliche, multilinguale Controller mit leistungsstarkem Langzeit-Datenspeicher zeichnen das Sensorsystem aus.

Anwendungsbereiche
Typische Anwendungen sind Konzentrationsmessungen, diverse Reaktionsverfolgungen, Charakterisierung neuer Wirkstoffe, Erkennung von Prozessparametern wie z.B. der Keimbildung in der Kristallisation. Der Liquisonic 3-in-1-Laborsensor misst Schallgeschwindigkeit, Temperatur und Dämpfung in Echtzeit. Speziell für Forschungs- und Entwicklungsprozesse oder neue pharmazeutische Wirkstoffe sind diese physikalischen Größen relevant. Die Anwendungsfelder liegen hier beispielsweise in der Erfassung von Keimbildungs- und Sättigungskurven diverser Mutterlaugen oder in der Bestimmung des Kristallgehalts [%]. Auch komplexe Polymerisationen werden so im Kleinst-Maßstab getestet und der Polymergehalt mittels Schallgeschwindigkeit bestimmt. Die Ergebnisse dieser Studien im Labor oder Technikum stehen zur Prozessoptimierung der Betriebsanlage zur Verfügung. Hier finden sich ebenfalls typischerweise Ultraschall-Sensoren zur Prozessüberwachung.

Bild 2: Das LiquiSonic System besteht aus einem Lab Controller und dem 3-in-1-Laborsensor. Gezeigt ist ein Modell mit verringertem Querschnitt (12 mm), typischer Einbau in den Reaktordeckel im Labor- und Technikumsmaßstab. © SensoTech

Der Liquisonic-Laborsensor (s. Bild 2) kann direkt in Pilotanlagen oder Laborreaktoren integriert werden. Installationen bis 160 °C und 16 bar werden Plug & Play realisiert. Zudem sei das Messsystem für hochviskose Suspensionen gewappnet. Spezialmaterialien wie Hastelloy HC2000, Tantal oder Titan schützen vor Korrosion und machen lange Laufzeiten möglich. Alle physikalischen Messgrößen sowie diagnostische Parameter werden kontinuierlich im internen Datenspeicher gesichert. So können Messreihen im Labor und Technikum einfach realisiert werden, und das auch bei hohen Temperatur- oder Druckniveaus. 

Quelle: SensoTech

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