Verfahrenstechnik
Die Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Herstellung von Konsumgütern und Massenprodukten, wie z.B. Lebensmittel, Chemikalien, Treibstoffe/Energieträger, Pharmaka und Baustoffe. Sie ist eine der umfassendsten und interdisziplinärsten Fachrichtungen des Ingenieurwesens. In vielen dieser Herstellungsprozesse ist es erforderlich oder auch nur hilfreich, die vorhandenen Gaskonzentrationen zu bestimmen. Dies hat insbesondere hinsichtlich der Produktqualität und Energieeinsparung einen enormen Vorteil.
So lassen sich z.B. Lebensmittel unter einer Schutzgasatmosphäre (z.B. CO2) länger haltbar machen oder die Stofftrennung von Propan und Propen über selektive Membranen kontrollieren. Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet ist die Kontrolle der Gasdichtigkeit. Auch hierzu lassen sich Gassensoren erfolgreich einsetzen.
In Abb. 1 ist ein solcher verfahrenstechnischer Prozess im Technikumsmaßstab zu sehen. Der Prozess wird mit zwei Gasmesssystemen (INFRA.sens) kontrolliert. Dazu wird die Gasatmosphäre vor und nach dem Prozess analysiert. Aus diesen Informationen lassen sich dann Rückschlüsse auf den Prozess schließen.
Zumeist liefert das Gasmesssystem diese Informationen über eine digitale Schnittstelle an eine SPS bzw. PLC. Von dort aus wird der Prozess kontrolliert und gesteuert. Die Information über die Gaskonzentration und deren zeitlichen Verlauf sind hilfreiche und wichtige Kenngrößen.
Abb. 1: Verfahrenstechnischer Prozess mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden INFRA.sens zur Spurenanalyse von Kohlenwasserstoffen (HC)
Insbesondere Im Bereich der chemischen Verfahrenstechnik werden zusätzlich hohe Anforderungen an die Korrosionsfestigkeit der Analysenküvette und der Gaswege gelegt. Dazu ist es erforderlich, die Werkstoffe für die Analysenküvette entsprechend anzupassen (Edelstahl, Hasteloy usw.) und auch die Gaswege mit Edelstahlrohren oder Teflon-Schläuchen auszustatten. In Abb. 2 sind drei ULTRA.sens Module dargestellt, die für diesen Einsatzzweck konzipiert worden sind.
Abb. 2: Drei verschiedene ULTRA.sens Module (AK20, AK220, UVRAS) mit integrierter Prozessküvette und Edelstahl-Verrohrung bzw. Anschlussmöglichkeit für Teflon-Schlauch
Weiterhin ist es erforderlich, die Gasmessmodule in spritzwasserdichte und schlagfeste Gehäuse zu integrieren, um eine Beschädigung durch äußere Einflüsse zu verhindern. In Abb. 3 sieht man ein Beispiel für eine derartige Integration.
Abb. 3: Integration eines INFRA.sens mit einer 100mm Analysenküvette (AK100) in ein Alugussgehäuse zur schnellanzeigenden Spurenanalyse von CO2 (Leckageüberwachung). Das Gasmessmodul ist auch für die Wandmontage geeignet.