Bronkhorst

Welche Rolle spielt die Pumpenregelung in chemischen Pilotanlagen?

26. Januar, 2021 Ferdinand Luimes

Eine Pilotanlage ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg vom Labor zur industriellen Produktion. In der chemischen Industrie ist es üblich, Pilotanlagen zu bauen. In dieser Pilotanlage wird sowohl das Scale-up getestet, als auch sämtliche Prozessparameter für die Großproduktion untersucht, um Risiken in der fertigen Anlage zu vermeiden. Dies ist ein wichtiger Schritt, insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung komplizierter Chemikalien. Bei diesem „Zwischenschritt“ ist es wichtig, auch die zugeführten Flüssigkeiten sehr genau zu messen, um den Einfluss auf den Reaktionsfortschritt zu verstehen.

Zur Regelung von Durchflüssen werden in Pilotanlagen häufig Pumpen eingesetzt. Entscheidend für den Erfolg sind die Genauigkeit sowie schnelle und effiziente Daten. Daher werde ich mich in diesem Blog genauer mit den Vorteilen einer geeigneten Lösung für Ihre Pilotanlage und mit der Rolle der Pumpenregelung befassen.

Ein Coriolis-Durchflussmesser in einer von Zeton gebauten Pilotanlage (copyright: Zeton)
Ein Coriolis-Durchflussmesser in einer von Zeton gebauten Pilotanlage (copyright: Zeton)

Marktforschung und -analyse haben deutlich gezeigt, dass Kunden aus der chemischen Industrie sowohl industrielle als auch labortechnische Durchflussmesser in ihren Pilotanlagen verwenden. Die Erkenntnis, dass beide keine Ideallösung sind, diente als Ausgangspunkt für unser Produktmanagementteam. Dank der intensiven Bemühungen unserer Kollegen aus der technischen Abteilung konnten wir einen Durchflussmesser auf den Markt bringen, der speziell für Pilotanlagen geeignet ist. Aber lassen Sie uns zunächst mit einer Analyse der Situation beginnen:

Für Pilotanlagen werden exakte, schnelle und effiziente Daten benötigt

Bei der Messung prozessrelevanter Flüssigkeiten müssen Daten exakt, schnell und effizient erfasst werden. Diese sind erforderlich, um die richtigen Entscheidungen für die Auslegung der Produktionsanlage treffen zu können. Wenn Flüssigkeiten nicht exakt genug gemessen werden können, müssen Tests über einen langen Zeitraum hinweg durchgeführt werden, um schließlich die Daten zu erhalten. Auf dieser Grundlage können dann Entscheidungen getroffen werden. Pilotanlagen sind in der Regel sehr kostspielig, insbesondere wenn es sich um lange Testzeiträume handelt. Wenn die Anlage mit exakten Instrumenten ausgerüstet ist, kann die Testdauer erheblich reduziert werden.
 

Dosierung von Flüssigkeiten mittels Dosierpumpe

Für die Dosierung von Flüssigkeiten in Ihrem Prozess stehen verschiedene Optionen zur Auswahl. Viele Anwender entscheiden sich für eine volumenbasierte Dosierpumpe. Eine Dosierpumpe ist eine übliche Lösung, um eine bestimmte Flüssigkeitsmenge in einem Prozess zu dosieren. Dieser volumenbasierte Ansatz reicht für nicht-kritische Prozesse aus. Aber bei einem kritischen Prozess muss sich der Anwender sicher sein können, dass die Dosierpumpe die richtige Menge dosiert. An dieser Stelle kommt ein exakter Durchflussmesser ins Spiel.
 

Dosierlösung mit Coriolis Durchflussregler
Dosierlösung mit Coriolis Durchflussregler

Dosierung von Flüssigkeiten mit geregelter Pumpe

Wenn Sie sich dafür entscheiden, einen Durchflussmesser in Ihren Prozess zu integrieren, kann der von einer (Dosier-)Pumpe erzeugte Durchfluss gemessen und korrigiert werden. Wie funktioniert das? Der Durchflussmesser misst den Massendurchfluss; der Messwert wird verwendet, um die Pumpe direkt anzusteuern (auch als „Pumpenregelung“ bezeichnet). Das bedeutet, dass ein Durchflussmesser mit einer (externen oder internen) Kontrollfunktion die Dosierpumpe in ein modernes geschlossenes Dosiersystem verwandelt! So wird eine Dosierpumpe Bestandteil einer exakten Dosieranlage.

Verwendung eines Massendurchflussmessers zur Pumpenregelung in einer Pilotanlage

Aber welches Durchflussmessgerät sollte in einer Pilotanlage verwendet werden? Da wir wissen, dass die Dosierpumpe nur das Flüssigkeitsvolumen misst, das wiederum von vielen Parametern beeinflusst werden kann, ist ein Massendurchflussmesser die optimale Lösung, da er die Schwächen der Dosierpumpe ausgleicht. Ein Coriolis-Massendurchflussmesser misst exakt und medienunabhängig die Flüssigkeitsmenge. Wenn Sie also eine Dosierpumpe mit einem Coriolis-Massendurchflussmesser kombinieren, erhalten Sie ein äußerst zuverlässiges und exaktes Dosiersystem.
 

Genauigkeit, Maße und Belastbarkeit des Durchflussmessers

Auf dem Markt sind viele verschiedene Arten von Coriolis-Durchflussmessern erhältlich. Doch sind alle gleich geeignet?
Oft ist die Anwendung in einer oder mehrerlei Hinsicht speziell. Wie vorher erwähnt kommen bei einer Pilotanlage mehrere Dinge zusammen. Daher sind die folgenden drei Spezifikationen besonders wichtig, wenn Sie Ihren Coriolis-Massendurchflussmesser auswählen:

  • Bei Laboranwendungen sollte der Durchflussmesser äußerst exakt sein, denn nur so können Wissenschaftler*innen die korrekten Werte herausfinden. Die von den Herstellern vorgegebenen Spezifikationen lassen sich in der Praxis mitunter nur schwer erreichen. Daher empfehlen wir Ihnen, einen Praxistest durchzuführen, um die wirkliche Performance eines solchen Durchflussmessers zu messen (nicht den theoretischen Wert).

Durchflussmesser in Pilotanlage

  • Für industrielle Anwendungen sind Zuverlässigkeit und Robustheit in der Regel am wichtigsten. Das kann zu Lasten anderer Eigenschaften wie Genauigkeit gehen. Verstehen Sie mich nicht falsch: Zuverlässigkeit und Robustheit sind wichtig, aber bei einer Pilotanlage steht – wie im Labor – die Wahrheitsfindung an erster Stelle. Ist ein handelsüblicher industrieller Coriolis-Massendurchflussmesser also die beste Wahl für Ihre Pilotanlage?
  • Außerdem gilt es, einen weiteren wichtigen Punkt zu berücksichtigen, nämlich die Maße aller Komponenten einer Pilotanlage. Die Größe ist entscheidend, insbesondere bei kompakten Pilotanlagen. Die meisten handelsüblichen industriellen Coriolis-Durchflussmesser benötigen viel Platz und haben ein hohes Gewicht. Daher muss das Gestell oder das gesamte System erheblich erweitert werden, wodurch die Kosten steigen und die Systemträgheit zunimmt.

Dosierlösungen für Pilotanlagen

Die Schlussfolgerung lautet, dass eine Pilotanlage zwei Bereiche kombiniert: Labor und Industrie. Mit den passenden Instrumenten läuft Ihre Pilotanlage mit optimaler Leistung. Eine exakte Dosierpumpe ist eine gute Lösung für nicht-kritische Prozesse. Aber für kritische Prozesse in einer Pilotanlage sollten Sie zusätzlich einen geeigneten Coriolis-Massendurchflussmesser wählen. Praktische Genauigkeit ist wichtig, aber Kompaktheit und Robustheit müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
 

Gas Durchflussregler in Pilotanlage
Gas Durchflussregler in Pilotanlage

NEUE industrielle Coriolis-Durchflussmesser der MI-Serie

Unter Berücksichtigung der Schlussfolgerung entspricht der neue Coriolis-Massendurchflussmesser der MI-Serie allen wichtigen Spezifikationen. Er misst nicht nur äußerst genau, sondern ist auch kompakt und in einem äußerst robusten Edelstahlgehäuse untergebracht. Darüber hinaus ist er mit einem integrierten PID-Regler ausgestattet, damit er eigenständig und mit hoher Geschwindigkeit eine Pumpe oder ein Ventil steuern kann, ohne dass weitere Elektronik benötigt wird. Die MI-Serie wurde speziell für Ihre chemische Pilotanlage entwickelt!
 

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