Bühne

Chemie-/Pharma-/Nahrungsmittel | Mehrstufige Produktionsverfahren| Polymerisation

Effiziente Realisierung vieler Messstellen mit nur einem Spektrometer: NIR-spektroskopische Online-Überwachung komplexer Fertigungspro-zesse am Beispiel der Polymerisation

In großen Produktionsanlagen müssen Produktionsprozesse häufig mit vielen Messstellen überwacht werden

Ob Nahrungsmittel, Medikament, Haushaltsgerät   oder Kleidungstück - hinter dem fertigen Erzeugnis stehen oft komplexe, mehrstufige und streng regulierte Fertigungsprozesse. In großen industriellen Produktionsanlagen werden Roh- bzw. Ausgangsstoffe in mehreren Prozessschritten zu unterschiedlichsten Endprodukten verarbeitet. So zum Beispiel bei der Herstellung verschiedener Kunststoffe. Aufgrund steigender Anforderungen in Bezug auf Effizienz, Ausbringung und Produktqualität, müssen oft mehrere Messstellen an unterschiedlichen Reaktoren oder Produktionslinien während des Herstellungsprozesses kontinuierlich überwacht werden. Die Grundlage für eine optimale Prozesssteuerung bilden dabei präzise und verlässliche Messdaten.  

Prozesskontrolle

Herausforderung

Kosteneffiziente Prozesskontrolle bei mehrstufigen Produktionsverfahren

 

 

Einsatzbereich

Online-Installationen mit mehreren Messstellen, bei denen in Transmission oder Transflexion gemessen wird

 

 

Anwendungsbereich

  • Mehrstufige Produktionsverfahren

  • Chemische Industrie

  • Pharmaindustrie

  • Nahrungsmittelindustrie

Verfahren

  • Prozessanalysentechnik (PAT)

  • NIR-Spektroskopie

  • Echtzeitmessung

  • Online-Messung

Lösung

  • NIR-Spektroskopie

  • Online/Inline

  • Echtzeitmessung

Vorteile

  • Reduzierung der Investitionskosten für die Installation mehrerer Sonden oder Messzellen 
  • Durchgehend gute Performance über alle Kanäle
  • Modularer Aufbau: Nachträgliche Erweiterung möglich
  • Einfache Integration durch Softwaremodul

Die Herausforderung

Die Überwachung der gesamten Prozesskette muss gleichzeitig präzise und kosteneffizient erfolgen

Industrieunternehmen mit einem mehrstufigen Herstellungsverfahren, müssen oft viele räumlich distanzierte Messpunkte eng überwachen und dabei gleichzeitig die Kosten pro Messstelle möglichst gering halten.

Für eine zuverlässige Analyse von flüssigen Bestandteilen in Echtzeit hat sich dabei der Einsatz von Online- Analysetechnik bewährt. Dabei werden mit Hilfe von optischen Mess-Interfaces, wie einer Prozesssonde oder Messzelle, präzise Messdaten über Lichtleiter an ein Spektrometer weitergeleitet und ausgewertet.

Die Investitionskosten für solche Messsysteme können sehr hoch sein, vor allem durch die Anschaffung mehrerer Spektrometer. Dazu kommt die Kalibrierung, Bedienung, und Wartung mehrerer Geräte, was zusätzlich einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeutet.

Die Applikation

Mehrstufige Produktionsprozesse kommen unter anderem bei der Herstellung von Kunststoffen zum Einsatz

Aufwendige Herstellungsprozesse mit mehreren Verfahrensstufen sind häufig bei produzierenden Unternehmen der Chemie-, Pharma- und Nahrungsmittelindustrie zu finden. Bei dem Verfahren zur Herstellung verschiedener Kunststoffe des täglichen Gebrauchs zum Beispiel, der Polymerisation, finden in kurzen Abständen chemische Reaktionen statt, die eng überwacht werden müssen.

Polymerisation beschreibt das Verfahren, bei dem sich kleine Einheiten (Monomere) durch sich wiederholende Reaktionsschritte aneinanderketten und Polymere bilden - die synthetisch hergestellte Form von Kunststoff.

Initiatoren, Füllstoffe, und weitere Komponenten, die den Monomeren während der Polymerisation zugesetzt werden, haben Einfluss auf die späteren Eigenschaften des Kunststoffes, wie zum Beispiel die Biegsamkeit.

Beispiel für eine Polymerisation

Das schnelle Erkennen des Reaktionsfortschritts ermöglicht die optimale Steuerung der Polymerisation

Für eine effiziente Prozesssteuerung ist es besonders wichtig, den Reaktionsverlauf durch den Einsatz von Online-Messtechnik in Echtzeit zu verfolgen, um zeitnah zu erkennen, wie schnell diese abläuft und wann die Polymerisation eines Batchs abgeschlossen ist. Dies ist mittels NIR-Spektroskopie gut zu realisieren.

Auch bei der Weiterverarbeitung der Polymere zu den unterschiedlichen Kunststoff-Endprodukten wie synthetische Fasern, können NIR-spektroskopische Messmethoden helfen, den Prozess zu überwachen. Weitere Messpunkte können die Lösemittelrückgewinnung sowie die Zugabe von Additiven sein, um Kunststoffen bestimmte Eigenschaften zu geben. So ist es nicht unüblich, dass eine Vielzahl an unterschiedlichen Messstellen in einem Herstellungsprozess zu finden sind, die jeweils mit einem eigenen Spektrometer ausgestattet sind. Der Aufwand pro Messstelle kann daher größere Ausmaße annehmen.

Laden Sie jetzt den vollständigen Applikationsbericht herunter

Kontakt/Anfrage

Hellma USA Inc.
80 Skyline Drive
11803 Plainview, NY
Vereinigte Staaten von Amerika

Tel.: +1 5169 3908 88
info.us@hellma.com
http://www.hellmausa.com

Kontakt/Anfrage

Disabled, please use email.

Vollständiger Applikationsbericht

NIR-spektroskopische Online-Überwachung komplexer Fertigungsprozesse am Beispiel der Polymerisation (Applikationsbericht DE)

Download

Herzlichen Dank für Ihr Interesse an unserem Download „NIR-spektroskopische Online-Überwachung komplexer Fertigungsprozesse am Beispiel der Polymerisation (Applikationsbericht DE)“. Füllen Sie bitte das Formular aus, wir senden Ihnen im Anschluss den gewünschten Download-Link an die angegebene E-Mail Adresse zu.


Hinweis: Ihre Daten werden selbstverständlich vertraulich behandelt und nicht an Dritte weitergegeben. Ihre Einwilligung können Sie jederzeit durch Klick am Ende einer jeden E-Mail widerrufen.
Pflichtfeld