Meleg olaj és hűs fagylalt

Ábra. 1: Egy új, önkalibráló hőmérséklet-érzékelő évente 3000 folyamatmegszakítást tesz feleslegessé olaj- és zsírfelhasználású gyártásban. (Fotó: Endress + Hauser) / 1. ábra: Egy új, automatikus kalibrációs hőmérséklet-érzékelő lehetővé teszi, hogy évente 3000 folyamatmegszakítást elkerüljünk olaj- és zsírfeldolgozó gyártásban. (Fotó: Endress + Hauser)

Ábra. 2: Nagy mérési pontosság a tömegáram és sűrűség mérésében – laza fagylalt és más különleges feladatok a folyamatanalitikában. (Fotó: Endress + Hauser) / 2. ábra: Nagy mérési pontosság a tömegáram és a sűrűség mérésében, például tömeges fagylaltok vagy más funkciók a folyamatanalitikában. (Fotó: Endress + Hauser)

Ábra 3: A hőmérsékleti érzékelő fő előnye, hogy karbantartást nem igényel: nincs kalibrálás, nincs kondicionálás, nincs elektrolitoldat utántöltése. (Fotó: Metrohm) / 3. ábra: A hőmérsékleti érzékelő fő előnye, hogy nem igényel karbantartást (sem kalibrálást, sem kondicionálást, sem elektrolitoldat utántöltését). (Fotó: Metrohm)

Ábra. 4: A elvonal alapelve: a hőmérséklet nem emelkedik többé (exoterm reakció, balra) vagy nem csökken többé (endoterm reakció, jobbra) a titrálás végpontján. (Grafika: Metrohm) / 4. ábra: Az elv: a hőmérséklet nem emelkedik többé (exoterm reakció bal oldalon) vagy nem csökken többé (endoterm reakció jobb oldalon) a titrálás végpontján. (Grafika: Metrohm)

Ábra. 5: Teljeskörű automatikus folyamatfelügyelet 24 órában: modern folyamatanalízis rendszer a hőmérsékletes titráláshoz. (Fotó: Metrohm) / 5. ábra: Teljesen automatikus folyamatfelügyelet 24 órában: modern folyamatanalízis rendszer a hőmérsékletes titráláshoz. (Fotó: Metrohm)

A hőmérő ugyanúgy kifejezően, mint találóan szimbolizálja a jelenlegi fő trendet a folyamatanalitikai szenzorok terén. Ennek alapja a karbantartásmentes, önkalibráló rendszerek iránti vágy.

A hőmérsékletmérés alapvető, sőt életbevágó feltétele a működőképes és gazdaságos folyamatoknak a kémiai-, gyógyszer-, élelmiszer- és biotechnológiai szektorban. Ez önmagában is megköveteli a hőmérők rendszeres kalibrálását. Az orvosi és élelmiszeripari termékek esetében ez a szabályozási okok miatt is szükséges.

Inline-hőmérők az élelmiszergyártásban

Ehhez egy példa: Egy kiváló minőségű növényi olajokat és zsírokat gyártó vállalatnak a gyártási folyamat során meghatározott hőmérséklet-tartományt kell betartania – és ezt tételenként. Klasszikusan a gyártószemélyzet minden egyes tétel után kivette a releváns szenzorokat, kalibrálta őket, majd visszaépítette őket.

Most azonban van egy elegáns alternatíva: önkalibráló inline-hőmérők. Ebben két szenzor működik együtt. Egy kalibrált referencia szenzor reagál például, ha a saját Curie-hőmérsékletét alulmúlja, például amikor a gyártóberendezést egy tétel befejezése után megtisztítják. Ezután újrakalibrálja az elsődleges szenzort. Ehhez még szakember sem szükséges a berendezés ellenőrzéséhez (kivéve, ha hibajelzés érkezik). Ennek ellenére a működtető biztos lehet abban: „Hőmérsékletszenzoraink hibátlanul működnek, és megfelelnek a szabályozási követelményeknek.” A kalibrálási protokoll elektronikus úton kerül kiadásra, és dokumentációs célokra rendelkezésre áll. A fent említett olaj- és zsírgyártásban a önkalibráló alternatíva évente 3000 folyamatmegszakítást és ugyanennyi technikus beavatkozást tesz feleslegessé.

Egy másik aktuális fejlődést jelentő előrelépés néhány élelmiszeripari folyamatban az innovatív Coriolis-mennyiségmérő készülékek. Ezek a tömegáram mellett a sűrűséget is mérik, mint kiegészítő paramétert. Egy újonnan elérhető rendszer a kifinomult multi-frekvenciás technológia révén kiemelkedő mérési pontosságot ér el ezen a területen. Ez különösen a hitelesítést igénylő forgalomban keresett.

A kombinált mérés még különösen nehéz alkalmazások esetén is sikeres. Ez különösen a magas viszkozitású folyadékokat érinti, valamint az olyan gázbuborékokat tartalmazó anyagokat, mint például a laza fagylalt. Egy megbízható sűrűségmérés értékes minőségi paraméterként szolgál itt. Ugyanazok a szenzorok a kőolaj- és gáziparban is kézzelfogható előnyöket kínálnak. Ebben a szegmensben a nagy pontosság a tömeg vagy térfogat meghatározásában győz meg.

Hőmérséklet-titrálás – korábban bonyolult karbantartás

A nem-roncsoló és a roncsoló analitika között: itt online-, ott inline-eljárások – de jelenleg gyakran közös jellemzőjük a trend. A tendencia a robusztusabb, karbantartásmentesebb eljárások felé mutat, amelyek nem igényelnek utólagos kalibrálást. Ez sok mindent irányít a nedves kémiai analitikában a hőmérséklet-titrálás felé.

Ha klasszikusan a potenciometrikus titrációs görbe fordulópontját határozták meg, most a titrálási végpontnál a hőmérsékletre helyezik a hangsúlyt. Pontosan itt nem szabad változnia, miután emelkedett (exoterm reakció) vagy csökkent ( endoterm reakció), mert az analit a hozzáadott tömegoldással való reakció során elhasználódik. Sok minden, ami eddig magától értetődő volt, így megszűnik: üveg szenzorok pH-membránnal, feltöltés és újratöltés elektrolit oldatokkal, az elektróda kondicionálása és kalibrálása.

Egy érdekes alkalmazás a folyékony kénsav tartalmú maróberendezéseknél a félvezető- és galvanizálási iparban. A kénsav rendkívül agresszív közeg, amely megtámadja az üveget; ezért a tipikus pH-elektródák („üveg elektróda”) alkalmazását itt kerülni kell. A hőmérséklet-titrátorok lehetővé teszik, hogy minden közeggel érintkező részt strapabíró műanyagból készítsenek, így ellenállóvá téve a kénsavval szemben.

„Vissza a gyökerekhez” megéri

A jelenlegi innovációk azt is mutatják: az alapkutatás megéri. Például a „Coriolis-mérnökök” több év fizikai alapkutatást végeztek, hogy jobban megértsék a komplex folyadékok viselkedését. Ez valószínűleg a jövőbeni alkalmazástechnikai fejlődések alapját fogja képezni.