Analytische Prozesssteuerung in
der Food und Life Sciences Industrie

Analytische Prozesssteuerung in der Food und Life Sciences Industrie
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Der UV-Sensor QUSAF44 für die UV-Absorption mit dem neuen Liquiline CM44P
16.12.2016 | Der Messumformer Liquiline CM44P bietet Mehrkanal- und Multiparameter -Funktionalität für die Food und Life Sciences Industrie. Prozessphotometer und Memosens- Sensoren jeder Art können gleichzeitig mit nur einem Messumformer betrieben werden und bilden so logische Einheiten für Prozesse wie Chromatographie, Fermentation, Phasentrennung und Filtrationen, die Benutzerfreundlichkeit und die einfache Wartung der Liquiline Plattform und der Memosens- Technologie stehen im Zentrum.

Die gedrängten Platzverhältnisse in solchen Applikationen führen dazu, dass Anlagen sehr unübersichtlich werden, denn es müssen viele Installationen in kleinstem Raum um die Anlagen angebracht werden. Das neue Konzept mit dem Liquiline CM44P ermöglicht hier eine wesentlich kompaktere Installation, denn es wird nur noch ein Messumformer für bis zu sechs gemessene Parameter benötigt. Zusätzlich erleichtert das einheitliche Bedienkonzept des Messumformers die Nutzung und reduziert die Fehlerwahrscheinlichkeit.
 
Die Überwachung der Prozessqualität war nie einfacher, denn Liquiline CM44P misst 16 verschiedene Parameter und ermöglicht den Anschluss von bis zu zwei Prozessphotometern und vier Memosens-Sensoren gleichzeitig. Anlagenbetreiber können alle erforderlichen Qualitätsparameter mit nur einem Messumformer messen. Dies verringert den Installationsaufwand, reduziert die Investitionskosten und ermöglicht so bessere Profitabilität.
 
Volle Flexibilität und nahtlose Integration
Liquiline CM44P bietet eine ganze Reihe von I/O-Optionen und Plug & Play für Memosens-Sensoren und lässt sich daher perfekt an eine Vielzahl von Applikationen anpassen. Dank seiner digitalen Feldbusse wie HART, PROFIBUS, Modbus und EtherNet/IP ermöglicht es ausserdem die nahtlose Integration in Prozessleitsysteme.
 
Benutzerfreundlich und bequem
Eine standardisierte Messumformer-Plattform wie Liquiline bietet den Vorteil, dass die Bedienung aller Geräte identisch ist und Bedienfehler praktisch ausgeschlossen sind. Der optionale Webserver erlaubt Fernzugriff auf den Messumformer, so dass Messwerte oder Diagnosemeldungen über einen beliebigen Webbrowser angezeigt oder sogar die Gerätekonfiguration angepasst werden kann. Dabei werden alle Diagnosemeldungen gemäss den NAMUR Richtlinien NE107-Kategorien angezeigt und somit die Prozesssicherheit erhöht.
 
Kosteneffizient aber sicher
Prozessphotometer ermöglichen eine präzise und reproduzierbare Inline-Messung von Absorption und Trübung. Sie ersetzen die manuelle Probenahme und Messung im Labor und vermeiden so jegliche Kontamination des Produkts durch die Probenahme. Dank ihres optischen Messprinzips benötigen Prozessphotometer keine Reagenzien und ihre schnellen Ansprechzeiten unterstützen Anlagenbetreiber bei der Optimierung ihrer Prozesse.
 
Liquiline CM44P ist der erste Messumformer, der die Kombination von Prozessphotometern mit Memosens-Sensoren ermöglicht und so optimale Messstellenkombinationen für eine Vielzahl von Anwendungen bietet.

Einige typische Beispielprozesse

Einige typische Beispielprozesse
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Der hygienische Sensor OUSBT66 für Zellwachstum mit NIR-Absorption im Fermenter
Chromatographie: Der Sensor OUSAF44 erlaubt eine präzise, lineare und reproduzierbare Bestimmung der UV-Absorption. Der Einbau des Sensors in die Rohrleitung erfolgt mit der Durchflussarmatur OUA260. Die hohe Genauigkeit und Linearität wird durch die optimierten Messfilter bei diskreten Wellenlängen zwischen 254 und 365nm sowie der Verwendung eines Referenzkanals erreicht. Dies resultiert in einer direkten Übereinstimmung mit Laborwerten.
 
Herausragende Eigenschaft des OUSAF44 ist das patentierte Easycal-System, das eine einfache und rückführbare Inline-Verifizierung und –Kalibrierung ohne Flüssigkeitsstandards erlaubt.
Die Kombination des UV-Prozessphotometers mit pH- und Leitfähigkeitsmessung garantiert die präzise Erkennung des Zielprodukts und stellt sicher, dass die Pufferqualität in der Kolonne stimmt, um eine optimale Produktausbeute zu erzielen. Ausserdem wird der Übergang von Produkt- zur Reinigungsphase exakt erkannt, so dass die Reinigungs- und Spülzyklen der Kolonne optimiert werden können.
 
Fermentation: Der Sensor OUSBT66 misst Feststoffe, Zellwachstum und Biomasse durch die Absorption im NIR-Bereich und dient zur Steuerung und Überwachung von Fermentations- und Kristallisierungsprozessen. Hauptanwendungsgebiete sind dabei Zellwachstum in der bakteriellen Fermentation und Anwendungen in Säuretierzellkulturen.
Das 12mm-Design mit standardisiertem PG13,5-Schraubgewinde ermöglicht die Installation des Sensors im Bioreaktor entweder direkt durch die Kopfplatte oder mit Hilfe von Standard-Armaturen. Der OUSBT66 ist in mehreren Längen und optischen Pfadlängen verfügbar, passend für unterschiedliche Einbaubedingungen und eine Vielzahl von Zellarten und Zellmengen. Das dichtungslose, spaltfreie und hygienische Design aus Edelstahl und Saphirfenstern erlaubt nicht nur die Reinigung und Sterilisation sondern auch die Autoklavierung des Sensors.
 
Als Strahlungsquelle kommt beim OUSBT66 eine LED zum Einsatz. Sie bietet eine vollkommen farbunabhängige, genaue Messung mit erweitertem Messbereich und weist eine lange Lebensdauer auf. Eine rückführbare Verifizierung und Kalibrierung des Sensors ist ganz einfach mit Hilfe von zertifizierten Aufsteckfiltern möglich.
Die Kombination des OUSBT66 Prozessphotometers mit der Sauerstoff- und pH-Messung ermöglicht es, stets die optimalen Wachstumsbedingungen für die Mikroorganismen herzustellen. Die Messung des Zellwachstums mit OUSBT66 zeigt ausserdem an, wann die Fermentation die richtige Prozessphase für eine optimale Produktausbeute erreicht hat.
 
Filtration: Die Kombination eines OUSTF10 Prozessphotometers mit der Sauerstoffmessung gibt einen genauen Überblick über den Filtrationsprozess. Die Trübungsmessung mit OUSTF10 gibt Aufschluss über die Produktreinheit, während die Sauerstoffmessung anzeigt, ob Sauerstoff in den Prozess eindringen kann, was eine Beeinträchtigung der Produktqualität zur Folge haben könnte.
 
Abfüllung: Die Kombination des OUSAF22 Prozessphotometers mit Leitfähigkeitsmessung unterstützt bei der Optimierung des Abfüllprozesses. Die Farbmessung mit OUSAF22 erkennt die Farbspektren z.B. von unterschiedlichen Bieren und ermöglicht zusammen mit der Leitfähigkeitsmessung die präzise Unterscheidung verschiedener Getränke, so dass Fehler bei der Abfüllung praktisch ausgeschlossen sind.

Info: Messprinzip Photometer

Info: Messprinzip Photometer
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Der Farbsensor OUSAF22 misst kleinste Farbunterschiede im Medium.
Bei der photometrischen Absorptionsmessung wird die Abnahme der Lichtintensität beim Durchlauf durch das Medium gemessen. Gemäss dem Lambert-Beerschen-Gesetz besteht dabei ein linearer Zusammenhang zwischen der Absorption des Lichtes und der Konzentration des absorbierenden Stoffes. Eine Strahlungsquelle emittiert Licht durch das Medium zur Detektorseite. Nach Durchlaufen eines Filters zur Wellenlängenselektion wird die Lichtintensität mit Hilfe einer Photodiode in einen entsprechenden Photostrom umgewandelt. Die anschliessende Umrechnung der Photoströme in Absorptionseinheiten (AU, OD) oder kundenspezifische Einheiten erfolgt im zugehörigen Messumformer.
 
Weitere Informationen unter www.ch.endress.com

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