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Schnelle Schaumdetektion im Reaktor: Übersicht Impedanz-Sonden zur Prozessautomatisierung

Aquasant Schaudetektions-Stabsonde voll PTFE Ausführung, 170°C Sensor Typ: STMd SB-T-GS-DN zur Detektion von leitfähigen Schaumkronen
  • Hochauflösende Impedanzmessung zur Erkennung von Schaumkronen im Prozessumfeld (elektrischer Wechselstromwiderstand zwischen Messelektrode und Medium)
  • Dreidimensionales Messverhalten reduziert Störeinflüsse (Gasblasen, Verschmutzung) und verbessert Zuverlässigkeit der Schaumdetektion
  • Robuste Schaumdetektoren zur Automatisierung von Antischaum-Dosiereinheiten und zur Prozessstabilisierung
  • Schnelle Reaktionszeiten (typisch <50 ms) für nahezu Echtzeit-Erkennung

Schnelle Schaumdetektion, Vermeidung von Schaumkronen im Prozess: Stabsonden – Die Impedanz-Sensoren in Schweizer Zuverlässigkeit

Effizienzsteigerung im Produktionsprozess mit Sensor für die Schaumdetektion

Die STMd-T Stabsonde von Aquasant Messtechnik bietet Ihnen eine präzise und zuverlässige Lösung zur Schaumdetektion im Verdampfern. Mit ihrer PTFE-Ausführung und der Möglichkeit des seitlichen Reaktoreinbaus ist diese speziell auf die Anforderungen komplexer Prozesse abgestimmt. Diese Sondentechnologie erkennt die Schaumkronen schnell und regelt automatisch die Zugabe des Schaumniederschlagungsmittels oder unterbricht das Vakuum und begast mit Stickstoff, um eine stabile Prozessführung sicherzustellen.

Der Schaumsensor misst die Impedanz, um produktspezifische Messwerte zu erfassen. Dadurch können unterschiedliche Schäume, von isolierenden bis hin zu hoch leitfähigen Produkten, präzise erkannt und sicher unterschieden werden. Dies optimiert den Betrieb und verhindert kostspielige Störungen im Reaktionsprozess. Anders als kapazitive Systeme, sind diese Stabsonden auch für isolierende und niederpolare Schäume geeignet, wodurch sie sich ideal für vielfältige Anwendungen in der Chemie- und Pharmaindustrie eignen. Durch die Plug & Process Technologie (PPT) wird keine Inbetriebnahme benötigt.

Wie funktioniert die Detektionsmethode der Impedanz-Schaumdetektion mit Stabsonden im Reaktor?
Die Impedanz-Schaumdetektion misst den Wechselstromwiderstand zwischen Messelektrode und Prozessumgebung. Sobald Schaum die Elektrode bedeckt, ändert sich die elektrische Impedanz gegenüber Flüssigkeit oder Gas. Diese Änderung wird ausgewertet, um Schaum sicher von Flüssigkeit und Gas zu unterscheiden. Die dreidimensionale Messtechnik eliminiert viele Störgrößen (Bodenrauschen, Verschmutzung und Gasblasen).
Warum ist Impedanz gegenüber rein kapazitiver oder Leitfähigkeitsmessung besser für Schaum geeignet?
Kapazitive Sensoren reagieren auf dielektrische Änderungen, klassische Leitfähigkeitsmessung nur auf ionischer Leitfähigkeit. Schaum kann hohe Variation in Leitfähigkeit, dielektischem Verhalten und Dichte aufweisen; die Impedanzmessung reagiert zuverlässig auf diesen Zustand und minimiert Fehlsignale, auch bei niederpolaren oder isolierenden Schäumen.
Welche Prozessbedingungen kann eine Impedanz-Schaumsonde typischerweise abdecken?
Aquasant Stabsonden sind ausgelegt für temperaturen bis etwa 300 °C und Drücke bis +100 bar, mit ATEX-Zertifizierung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Materialauswahl (voll PTFE/PFA) gewährleistet chemische Beständigkeit.
Wie wird Schaum zuverlässig von Flüssigkeit und Gas unterschieden?
Die Sonden messen separate Impedanzbereiche entlang der Sonde. Schaum hat charakteristische Impedanzwerte zwischen denen von Flüssigkeit und Gas. Die intelligente Auswertelektronik filtert dynamische Störungen und bewertet das Messsignal, um echte Schaumereignisse zu erkennen.
Wie schnell reagieren diese Schaumsonden auf Schaumaufbau?
Messzeiten ab ca. 40–50 ms ermöglichen nahezu Echtzeit-Erkennung. Das unterstützt schnelle automatische Prozessreaktionen, etwa gezielte Antischaumzugabe oder Unterbrechung von Vakuum/Belüftung zur Vermeidung von Über- und Unterlauf.
Können Schaumsonden auch bei Anlagen mit CIP/SIP-Reinigung eingesetzt werden?
Ja. Totraumfreie Konstruktion, glatte Oberflächen und geeignete Werkstoffe erlauben CIP-/SIP-Reinigung ohne Demontage. Die Impedanztechnik ist unempfindlich gegen leichte Oberflächenfilm-Bildung und Kontamination.
Wie wird der Schaum-Alarmschwellenwert definiert bzw. parametriert?
Die Auswerteeinheit (z. B. MLS1100) erlaubt freie Parametrierung von statischen und dynamischen Grenzwerten entlang der aktiven Messlänge. Grenzwertsimulation und Relaisausgänge erleichtern Anpassung an spezifische Prozessanforderungen.
Welche Arten von Schaum lassen sich detektieren?
Impedanz-Schaumsonden detektieren sowohl niederpolare/isolierende als auch hochleitfähige Schäume. Unterschiedliche Konsistenzen und Schaumdichten werden durch das dreidimensionale Messprinzip sicher erkannt.
Wie wird die Schaumdetektion in Prozesssteuerungen (SPS/DCS) integriert?
Ausgänge der Auswertelektronik können digitale Relais- oder Open-Collector-Signale liefern. Diese sind direkt mit SPS/DCS verknüpfbar, um Antischaum-Dosiereinheiten zu steuern oder Prozessalarme auszulösen. Die Parametrierbarkeit ermöglicht Signal-Tuning ohne zusätzliche Hardware.
Warum ist Schaumdetektion wichtig?
Vermeidung von Prozessstörungen: Schaum kann Abluftfilter und Leitungen verstopfen und den Druck in Reaktoren erhöhen. Kosten durch Produktionsverluste: Unerkannte Schaumbildung kann zum Verwerfen ganzer Chargen führen. Hohe Betriebskosten: Verringert die Effizienz und erhöht den Wartungsaufwand; Schaumniederschlagungsmittel effizient uns sparsam einsetzen zu können

Vorteile der Schaumdetektions – Stabsonde für optimierte Prozesskontrolle

Funktionale Vorteile:

  • Hochbeständige Materialien: Dank der voll isolierten Bauweise in rostfreiem Stahl, ummantelt mit PFA und einem FFKM-Doppeldichtsystem, gewährleisten eine hervorragende Beständigkeit gegen extreme chemische Bedingungen, hohe Temperaturen und Vakuum und bietet eine lange Lebensdauer
  • Schnelle Reaktion: Mit Messzeiten ab 50 ms sorgen die Sonden für eine zuverlässige und rasche Detektion von dem hochschiessenden Schaum, selbst bei variierenden Konsistenzen und Leitfähigkeiten.
  • 3D Messung: Die Sonden misst die Impedanz, wodurch unterschiedlichste Schäume von isolierenden bis hin zu leitfähigen Schaumarten mit der dreidimensionale Messtechnologie, sicher erkannt werden.
  • Anpassungsfähig: Die Sensoren sind kundenspezifisch nach den speziellen Prozessbedingungen designt und für kompakte bis luftige, niederpolare Schäume geeignet, was sie besonders vielseitig einsetzbar macht.

Grenzwertschalter für sichere Schaum Überwachung und Steuerung

Der Grenzwertschalter MLS überwacht dynamisch und/oder statisch alle Schäume und sorgt mit der Auswerte- und Messtechnologie für eine schnelle Detektion und ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme. Dies garantiert einen effizienten und kostensparenden Einsatz von Entschäumungsmitteln und schützt den Prozess vor unerwünschten Störungen.

Fazit

Mit den Aquasant Stabsonden erhalten Sie eine Prozessspezifische zuverlässige, schnelle und flexible Lösung zur Schaumdetektion, die speziell für die anspruchsvollen Bedingungen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie entwickelt wird.

Hochwertige Materialien für extreme Bedingungen

Die Schaumdetektions-Stabsonden sind darauf ausgelegt, unter extremen Bedingungen schnell und zuverlässig zu detektieren. Die Kombination aus rostfreiem Stahl oder Alloy sowie einem FFKM Chemraz-Doppeldichtsystem und einer beschichteten Messelektrode bietet eine aussergewöhnliche Beständigkeit gegenüber aggressiven chemischen Umgebungen. Dies macht den STMd-R Sensor zur idealen Wahl für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit entscheidend sind.

Dimensionen Schaumdetektion Stabsonde Typ: STMd-SB-T-GS-A-K-TC

Kundenspezifische Auswahlmöglichkeiten

Die Schaumdetektions – Stabsonden werden prozessspezifisch konstruiert. Totraumfreue Ausführungen für den Sterilbereich in voll PTFE-Ausführung ohne O-Ringdichtung oder filigranes design für kleinste Anwendungen in Rotationsverdampfern, sind keine Grenzen gesetzt. Die Materialisierung des Sensors ist Medium abhängig. Prozess Temperatur und Druck sowie Medium sind merkliche Kenngrössen für die Konstruktion

Spezifikationen

  • physikalisches Messprinzip: Impedanz
  • Prozessanschlüsse: Flansche, Gewinde, TriClap
  • Prozessdruck: 0.5 bis +100 bar
  • Messbereich: 40 bis 500 mm
  • Temperatur: -20 bis +300 °C
  • 2-Leiter Technik
  • ATEX

Applikationsvarianten von Schaum-Stabsonden

Die Vielfältigkeit der Schaumarten fordert eine genaue Betrachtungsweise des Prozesses. Die Anforderungen an die Sensorausführung wird durch Einsatzdesign, Druck, Temperatur und Schaumart gegeben.

Anwendungsbereiche

Stetige sichere Überwachung der Schaumkronenbildung in Reaktoren, Fermentern und Sammelbecken in der Chemie und Pharma, Kosmetik und Lebensmittelindustrie.

  • Bio-Tech
  • Chemie
  • Lebensmittel
  • Pharma
  • Pilotplan
  • Sterilabfüllung

Geschäftsführer Roger Inauen bei Aquasant in Bubendorf
Roger Inauen

„Erfahren Sie mehr über die schnelle Schaumdetektion und optimieren Sie Ihre Prozess mit der ST2Md-RT2 Stabsonde. Kontaktieren Sie uns um mehr über die Schaumdetektion mit Aquasant Stabsonden zu erfahren und wie wir Ihre Prozesse in der chemischen und pharmazeutischen Produktion optimieren können.“

– Geschäftsführer

Übersicht der verschiedenen Schaumdetektion – Stabsonden

Info

Technische Daten

Dokumentation

Accessoires

Info

Vorteile

  • Detektion von unterschiedlichsten Schaumarten
  • Verschmutzungsunempfindliche Messung
  • Unterscheidung von Schaum und Flüssigkeit durch zwei Messbereiche in serieller Bauweise „Einstab“
  • Sonden in kleinsten Ausführungen für Labor und Pilotplant (im Rotationsverdampfer, Laborfermenter, Single-Use Bioprocess-Bags)
  • Totraumfreie Sonden
  • Beständig für CIP, SIP
  • Schaumdetektion in nicht leitenden Schläuchen bei der Sterilabfüllung
  • dynamisches Messverfahren für sichere Schaumerkennung
  • Detektion von Schäumen mit unterschiedlichsten Konsistenzen
  • einfache Inbetriebnahme
  • Prozessspezifische Ausführungen

Steuergeräte

MLS 1100

Der Grenzwertschalter MLS ist einsetzbar von Schaumdetektion über Flüssigkeit bis zur Pulver-Niveaumessung. Der erste und zweite Messkreis verfügen über dieselbe Funktionalität. Die Auswerteelektronik dient nicht nur als Speisegerät in 2-Leiter-Technik, sondern birgt auch die Intelligenz der Datenverarbeitung.

Ihr Vorteil: Hohe Wirtschaftlichkeit und Investitionssicherheit durch lange Lebensdauer.

  •  Grenzwerte auf der aktiven Messbereichslänge sind frei parametrierbar
  • Einfache Fehlervisualisierung, Störmeldungen wahlweise auf 2. Relaisausgang
  • Mit 1 oder 2 Messeingängen
  • Grenzwertsimulation

Ex-Ausführung: Gas II (2) G [Ex ia Gb] IIC EMC STS 024 CE ****

Aquasant Steuergerät Typ Mipromex für die Stab-, Rohr-, Flach- und Seilsonden nach dem Impedanz Messprinzip

Technische Daten

  • Dimensionen
    - DN25-165
    - ANSI 1"-5"
    oder nach Prozessspezifikation:
    - Gewinde M/G/R/NPT (metrisch/zöllig)
    - Triclamp
    - Milchrohrverschraubung
  • Rohrklasse
    Form nach EN 1092-1
    ASTM A182, ASME B16,5 RF
  • Sonden-Material
    Stahl rostfrei 316L
    oder nach Prozessspezifikation:
    Alloy C22 (2.4602), Tantal, Zirkonium
  • Messelektronik
    aufgebaut Aluminium
  • Schutzart
    IP 68 (0.2 bar) | IP 69
  • Umgebungstemperatur
    -20.. 60°C
  • Messprinzip
    Impedanz
  • Prozess-Temperaturbereich
    -20..100°C Standard
    -30..180°C mit Kühlkörper
  • Prozess-Druckbereich
    -0.5..300 bar
  • Dichtungen
    Viton
    EPDM"
  • Messelektroden-Material
    Email
    Glas
    PFA
    PTFE
    PVDF
    FEP
  • max. Messlänge
    0.05 .. 3.0 m
  • Messbereich
    DK >1.4
  • Leitfähigkeitsbereich
    gesamter Bereich ab 0 µS/cm
  • Integrationszeit
    40-400 ms
  • Ex-Schutz
    Eigensicherheit "ia"
    Druckfeste Kapselung "d"
  • Geltungsbereich
    ATEX / Europa
    IEC / weltweit
    UKCA Grossbritanien
  • Zertifikate
    Konformitätserklärung (FDA/EU1935)
    Bestätigung TSE/BSE free
    Drucktest Zertifikat
    Herst.-Konformit.DGRL/DESP/PED
    Werkzeugnis 2.2 (EN 10204)
    Abnahmeprüfzeugnis 3.1
    Prüfzeugnis Ferritgehalt
    Prüfzeugnis OberflächengüteRau
    Prüfzeugnis Schweissverbindung
  • Ausgang
    mipromex: GW Relais/OC Auswertung statisch oder/und dynamisch
    MTI: Impuls

Dokumentation

Accessoires

  • Auswertegerät mipromex Typ: MLS 1100
  • Monorack für DIN-Schienenmontage Typ: MRM 2
  • Impedanz-Vorortmesselektronik Typ: MTI 50/0 AEE2