Dynamische Probenahme für repräsentative Echtzeitanalysen in der Produktion
Eine besondere Herausforderung für die repräsentative Probenahme besteht insbesondere dort, wo inhomogene, breit verteilte Schüttgüter pneumatisch oder im freien Fall durch Rohrleitungen gefördert werden. Je nach Art und Verteilungscharakteristik des Produkts, der Orientierung der Rohrleitung und den lokal häufig unbekannten oder auch variierenden Strömungsverhältnissen, sind Entmischungen der Größenfraktionen über den Rohrquerschnitt zu erwarten. Entsprechend setzt eine repräsentative Probenahme in einer Rohrleitung voraus, dass alle Bereiche des Rohrquerschnitts gleichgewichtet beprobt werden.
Die dynamische Probenahme mit TWISTER erreicht diese Gleichgewichtung durch das Abfahren des gesamten Querschnitts auf einer Spiralbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit. Die dabei aufgenommene Probe ist repräsentativ für den gesamten Produktstrom und wird dem Messsystem zur Analyse kontinuierlich zugeführt. In Kombination mit dem Laserbeugungssystem MYTOS oder dem Bildanalysesystem PICTOS und der integrierten Trockendispergierung RODOS entsteht eine abgestimmte Einheit von Probenahme, Dispergierung und Sensorik zur Echtzeiterfassung aussagekräftiger und belastbarer Informationen über die tatsächliche Charakteristik von Partikelgröße oder Partikelform im Prozess.
Das Prinzip der dynamischen Probenahme ist für alle TWISTER-Modelle gleich. Auf Signal des Analysensystems fährt die Sondenspitze für eine gleichgewichtete Beprobung den gesamten Rohrquerschnitt auf einer Spiralbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit ab. Der TWISTER-Scan startet aus einer geschützten Parkposition und setzt sich über den Querschnitt spiralförmig um die Rohrleitungsmitte fort, durchstreift die Mittelachse und fährt zurück in die Parkposition.
Während der TWISTER-Fahrt sorgt der Unterdruck des angeschlossenen Analysensystems für die kontinuierliche Entnahme einer Teilprobe unter Berücksichtigung isokinetischer Aspekte. Das entnommene Probenmaterial wird der Dispergierung und Analyse zugeführt und in Echtzeit vermessen. Eine dynamische Beprobung mit repräsentativer Analyse dauert je nach Geschwindigkeitsprofil und Rohrdurchmesser 10 bis 40 Sekunden und entnimmt je nach Material ca. 0,3 g bis 30 g Probe. Zur Anpassung der Probenahme an das Produkt und an die Prozessbedingungen stehen für die Probenahmespitze und für die Dispergierstrecke Kaliber von 4 mm bis 10 mm zur Verfügung.
- reproduzierbare Probenahme in der Prozessleitung
- für die Messung unter prozessnahen Bedingungen im Bypass (on-line mit MYTOS oder PICTOS) oder direkt im Prozessrohr (in-line mit MYTOS)
- für trockene, auch kohäsive Pulver, Fasern und Granulate von 0,25 µm bis 3.500 µm
- für Rohrdurchmesser von 38 mm bis 800 mm mit Massendurchsätzen von 1 kg/h bis über 100 t/h
- geeignet für Produkttemperaturen von -20°C bis 150°C
- Einsatz bei Umgebungstemperatur von -35°C bis 55°C
- Prozessdruck 0,8 bis 1,1 (1,5) bar absolut (in-line)| Druckstöße (< 1 s) bis 10 bar
- ATEX und GMP-Versionen optional
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Installation und Optionen von TWISTER
Die gesamte Probenahmemimik für die repräsentative Probenahme mit TWISTER ist in einem Edelstahlrohr installiert, das über Flanschverbindungen in die produktführende Prozessleitung integriert wird. Die Länge des für den Einbau des TWISTER benötigten Rohrleitungsabschnitts hängt vom Durchmesser (Nennweite) der vorhandenen Prozessleitung ab. Der kompakte TWISTER 50 kommt typischerweise im kleineren Produktionsmaßstab (z.B. im Kilolabor zur Integration in die Luftstrahlmahlung) mit Rohrleitungsdurchmessern von DN40 und DN50 zur Anwendung und beansprucht unter 600 mm Rohrlänge. Die Anbindung erfolgt hier über Tri Clamp-Verbindungen (DIN 32676). TWISTER 100 bis 250 decken einen weiten Anwendungsbereich mit mittleren Rohrdurchmessern von DN80 bis DN250 im Umfeld von großtechnischen Mahl-, Granulier- und Sichtprozessen ab. Die Einbaumaße in die produktführende Leitung sind hier mit maximal 1.000 mm Rohrlänge weiterhin relativ kompakt. Rohrquerschnitte ab DN300 mit entsprechend hohen Massendurchsätzen können mit größer dimensionierten und anpassbaren TWISTER-Modellen bedient werden.
| Modell | für Nennweite | Rohrlänge | Standardverbindung | GMP | ATEX | in-line | Verschleissschutz |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TWISTER 50 | DN50 / DN40 rot | 458 mm / 591 mm | Tri Clamp | o | o | ||
| TWISTER 100 | DN100 / DN80 rot | 689 mm / 899 mm | Flansch PN10 | o | o | w/ MYTOS | o |
| TWISTER 150 | DN150 | 784 mm | Flansch PN10 | o | o | w/ MYTOS | o |
| TWISTER 200 | DN200 | 875 mm | Flansch PN10 | o | o | w/ MYTOS | o |
| TWISTER 250 | DN250 | 1.000 mm | Flansch PN10 | o | o | ||
| TWISTER 300+ | DN300...800 | 1.421...2.000 mm | Flansch PN10 | o | |||
| o = optional |
TWISTER 100 | 150 | 200 sind optional mit erhöhtem Verschleißschutz sowie in Kombination mit der MYTOS-Laserbeugung auch als vollintegrierte in-line-Systeme ausführbar. Die produktfördernde Strecke innerhalb der Probenahmemimik ist mit einem durchgehenden Schlauch ausgekleidet und für Produkttemperaturen von -20°C bis 150°C ausgelegt. Die Probenahme arbeitet bei absolutem Prozessdruck zwischen 0,8 bar und 1,1, bar (on-line | ATEX) bzw. 1,5 bar (in-line) und verkraftet Druckstöße bis 10 bar. Um konstante Strömungsbedingungen sicherzustellen, erfolgt bei manchen TWISTER-Modellen eine Aufweitung des Rohrquerschnitts im Bereich der Probenahmemimik. Die TWISTER-Mechanik ist vollständig gegen den Produktstrom gekapselt, so dass keine Partikel mit bewegten Teilen oder Dichtungen in Berührung kommen. In der Parkposition ist der Probenehmer gegen den Produktstrom abgeschlossen und verhindert einen unkontrollierten Partikeleintrag in das Messsystem. Zur Reinigung des Probenehmers und der Dispergierstrecke während des Betriebs kann nach jeder Messung optional eine integrierte Rückblasvorrichtung eingesetzt werden. Alle TWISTER-Systeme können auf Wunsch für explosionsgefährdete Gas-, Staub- oder Hybrid-Umgebungen (ATEX) ausgeführt werden – bis DN250 auch als GMP-konforme Varianten.
Die Leistungsmerkmale der dynamischen und repräsentativen Probenahme in Verbindung mit dem breiten Spektrum an Rohrdurchmessern, ATEX- und GMP-Optionen machen TWISTER zu einem vielseitig einsetzbaren Probenahmesystem für die Produktion im kleinen wie auch im großen Maßstab.
Eine kundenindividuelle Anpassung an die vorhandene Prozessumgebung und an die zu vermessenden Produkte erfolgt in enger Abstimmung mit ihren Prozessingenieuren und wird durch unser erfahrenes Engineering-Team begleitet. Spezielle Ausführungen für weitere Rohrquerschnitte, Flanschverbindungen nach internationalen Standards oder kundenindividuellen Anforderungen bieten wir bei Bedarf gerne an.
