Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
pH-Messungen in Produktionsprozessen sind oftmals durch die Umgebungsbedingungen beeinflusst und erm\u00f6glichen daher bei vertretbaren Aufwand keine qualitativ hochwertigen Ergebnisse. Ziel ist daher die exakte Erfassung und Steuerung des pH-Wertes in Prozessmedien. Ausschlaggebend hierf\u00fcr ist, dass neben einer geeigneten Sensorik, ein Verfahren eingesetzt wird, welches Aufschluss \u00fcber den technischen Zustand der Sonde (z. B. die Belegung mit R\u00fcckst\u00e4nden aus dem Prozessmedium) gibt.
\nEntsprechend einem zugrundeliegenden Patent ist dies durch Beaufschlagung der Sonde mit verschiedenen Vergleichsmedien und Aufnahme von zeitlich verteilten Messreihen m\u00f6glich. Da das Verfahren mittels einer industrietauglichen geschlossenen Armatur durchgef\u00fchrt werden soll, ist es erforderlich diese so zu gestalten, dass durch ein Baukastensystem bei Bedarf auch weitere unterschiedliche Medien an die Sonde gef\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Weiterhin k\u00f6nnen mittels der Armatur erforderliche Korrekturma\u00dfnahmen durch Sp\u00fclen und Kalibrieren angebunden werden k\u00f6nnen. Durch den Einsatz des Verfahrens wird die Qualit\u00e4t des Endproduktes unter Minimierung des Produktionsausschusses erreicht. Prozesse in denen eine nachfolgende Neutralisation mit Neutralisationsmedien erforderlich wird, kann die Reduzierung dieser erreicht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbauend auf den bisherigen Entwicklungskenntnissen bei der Verfassung des Patentes erfolgt eine ingenieurtechnische Auslegung mit anschlie\u00dfenden Optimierungen der Software-Steuerung und der Ar-matur. Die Eignung der gew\u00e4hlten Technik wird in Labortests ermittelt. Nach Optimierung der Entwicklungsresultate erfolgt ein mehrmonatiger Feldtest in einer Zuckerraffinerie.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Auf Grund der im Verfahren enthaltenen Vergleichsmessung mit einem Referenzmedium ist es definitiv m\u00f6glich, eine Aussage \u00fcber die technische Funktionalit\u00e4t des pH-Sensors, entsprechend dem Ver-schmutzungsgrad, sowie dem Ansprech- und Reaktionsverhalten herbei zu f\u00fchren.
\nMit dem pH-Vergleichsverfahren kann zum einen das Bedienpersonal rechtzeitig auf notwendige Wartungsarbeiten, als auch auf einen anstehenden Elektrodentausch hingewiesen werden. Zum anderen k\u00f6nnen durch Alarm- oder Steuerfunktionsausgaben, ein zu hoher Verbrauch von Dosiermedien wie S\u00e4ure und Laugen rechtzeitig gemeldet und weitgehend unterbunden werden.
\nF\u00fcr Messaufgaben die nur einen minimalen pH-Messfehler zulassen, muss der gemessene pH-Wert des verschmutzten Sensors, unter Umst\u00e4nden nachkorrigiert werden.
\nAllein durch das pH-Vergleichsverfahren mit einem Referenzmedium ist dies aber nicht m\u00f6glich. Auf Grund der ermittelten Versuchsergebnisse, ist eine Korrektur des gemessenen pH-Prozesswertes mit Hilfe einer zus\u00e4tzlichen Probeentnahmemessung (pH-Probeentnahmeverfahren) durchaus realisierbar.
\nZun\u00e4chst war angedacht, zus\u00e4tzlich zur Entwicklung der Verfahrensaufgaben \u00fcber PC-Steuerung eine Kleinstarmatur im Baukastensystem zu konstruieren. Die vorgesehene Konstruktion einer Kleinstarmatur, sollte es erm\u00f6glichen auch Pufferl\u00f6sungen als Referenzmedium mit kleinster Verbrauchsmenge verwenden zu k\u00f6nnen. W\u00e4hrend der Feldversuche bei S\u00fcdzucker AG stellte sich heraus, dass eine Kleinstarmatur nicht ohne weiteres eingesetzt werden kann, da selbst handels\u00fcblichen Ventilen und Ar-maturen als auch Rohrleitungen zur Verstopfung neigten.
\nIm zweiten Jahr unserer Entwicklungst\u00e4tigkeit wurde versucht den gemessenen pH-Wert, f\u00fcr den notwendigen Regelungsprozess der S\u00fcdzucker AG, auf Grundlage der pH-Vergleichsmessung automatisch nach zu korrigieren. Dabei wurde der korrigierte Wert als Ist-Wert f\u00fcr die Regelung bereitgestellt.
\nWie sich w\u00e4hrend der Versuchsreihen herausstellte, konnte der von uns ermittelte Korrekturwert jedoch sonicht als Regelungsgr\u00f6\u00dfe herangezogen werden.
\nAuf Grund dieser Erkenntnis, wurde eine Verl\u00e4ngerung unseres Entwicklungszeitraums um ein drittes Jahr beantragt.
\nIm dritten Jahr der Entwicklungsphase (Kampagne 2008), konzentrierte sich der Schwerpunkt unserer Entwicklungst\u00e4tigkeit auf die Korrektur der pH-Prozessmessung. Hierzu wurde das Konzept um eine zus\u00e4tzliche pH-Messung (pH-Probeentnahme-Elektrode) erg\u00e4nzt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
F\u00fcr die Markteinf\u00fchrung wurde mittlerweile ein Prospekt erstellt, dieses steht unseren Kunden als Informationsmaterial zur Verf\u00fcgung. Weiterhin sind auch Messeauftritte angedacht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Als Haupt-Anwendungsgebiet des reinen pH-Vergleichsverfahren sehen wir Anlagen, deren Produktion \u00fcber die Regelung eines pH-Wertes gef\u00fchrt, oder zumindest \u00fcberwacht werden soll.
\nDa beim automatisierten Vergleichslauf eine relativ gro\u00dfe Menge des Referenzmediums verbraucht wird, und da Pufferl\u00f6sungen nicht so ohne weiteres mehrfach verwendet werden k\u00f6nnen, sind Pufferl\u00f6-sungen hierf\u00fcr zu teuer.
\nDeshalb sollte das Verfahren nur bei Kundenanlagen eingesetzt werden, bei denen Trinkwasser als Referenzmedium eingesetzt werden kann, dass hei\u00dft der pH-Messwert des Prozessmediums einen ausrei-chend gro\u00dfen Abstand zum pH-Wert des Trinkwassers hat.
\nAuf Grund der Vergleichsmessung (pH-Vergleichsverfahren) mit einem Referenzmedium ist es definitiv m\u00f6glich, eine Aussage \u00fcber die technische Funktionalit\u00e4t des pH-Sensors. entsprechend dem Ver-schmutzungsgrad, sowie dem Ansprech- und Reaktionsverhalten herbei zu f\u00fchren.
\nSomit kann zum einen das Bedienpersonal rechtzeitig auf notwendige Wartungsarbeiten, als auch auf einen anstehenden Elektrodentausch hingewiesen werden. Zum anderen k\u00f6nnen durch Alarm- oder Steuerfunktionsausgaben, ein zu hoher Verbrauch von Dosiermedien wie S\u00e4ure und Laugen rechtzeitig gemeldet und weitgehend unterbunden werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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