Endress+Hauser InDesign CS2 Template
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Inline-Messung in Maischen pH- und Dichtemessung überwachen Stärkeaufschluss und Vergärung Maischebottich mit pH-Wechselarmatur Cleanfit P Die Forschungs- und Lehrbrennerei der Universität Hohenheim dient dem Lehrstuhl für Gärungstechnologie zur Übertragung der neuesten Forschungserkenntnisse aus dem Labor in den industriellen Maßstab. Die Tätigkeitsschwerpunkte liegen in der Hefeforschung, sowie der Bioethanol- und Biogasherstellung aus stärke- und cellulosehaltigen Rohstoffen. Liquiphant Dichte misst online die Dichteverläufe am Laborfermenter Bei der Verarbeitung von stärkehaltigen Rohstoffen hängt die Alkoholausbeute vom vollständigen Aufschluss der Stärke und einer optimalen Vergärung ab. Enzyme und Hefen benötigen dazu optimale pH-Bedingungen. Um die Prozesse zeitnah online verfolgen zu können, werden zur Überwachung des pH-Wertes und der Dichte Inline-Sensoren von Endress+Hauser eingesetzt. In der Brennerei ist der Betrieb mit hohen Luftfeuchtigkeiten (Dampf, Kondensat) und Raumtemperaturen verbunden. Diese Umgebungsbedingungen verursachten in der Vergangenheit Störeinflüsse an hochohmigen pH-Elektrodensteckköpfen oder Messkabeln zwischen Elektrode und Messumformer. Dazu kam die umständliche Vor-Ort-Kalibrierung am Maischebottich und Hefesammelgefäß, die wegen der räumlichen Entfernung zwischen dem Messumformer in der Schaltwarte und der Messstelle nur von zwei Personen durchgeführt werden konnte. Der hohe Feststoffgehalt der Maischen (14 – 18 % Trockensubstanz) und die darin enthaltenen Zucker und Eiweiße stellen zudem hohe Anforderungen an die Lebensdauer der pH-Elektrode und das Dichtungssystem der Armatur. Scale-up-Versuche am Laborfermenter für Verfahrens- und Prozessoptimierungen konnten bis vor kurzem nur offline durch eine HPLC-Zuckeranalyse begleitet werden. Die Ergebnisse stehen erst Stunden später zur Verfügung und liefern nur für den Zeitpunkt der Probennahme Informationen aus dem Prozess. Die Anforderungen des Kunden: • Ausfallsichere pHWertübertragung in feuchter Außenumgebung • Hohe Standzeit der pH-Elektrode in eiweiß- und zuckerhaltigem Medium • Lückenlose Überwachung des Stärkeaufschluss und Gärverlaufs • Beurteilung von Verfahrensoptimierungen durch Inline-Dichtemessungen pH- und Dichtemessung in Maischen Unsere Aufgabenstellung Die alten pH-Messstellen mit analoger pH-Messwertübertragung sollten durch ein System ersetzt werden, welches absolut feuchtigkeitsunempfindlich ist. Die Kalibrierung muss einfach und schnell von einer Person alleine durchführbar sein. Spelzen, faserige Bestandteile und Anbackungen an der pHElektrode dürfen das Dichtungssystem der Armatur nicht beeinträchtigen. Das System inklusive Reinigung soll vollautomatisch von der Schaltwarte aus bedienbar sein. Am Laborfermenter soll der Stärkeaufschluss und die Vergärung von Getreidemaischen Inline durch eine Dichtemessung verfolgt werden. Die Ergebnisse müssen lückenlos aufgezeichnet und für anschließende Auswertungen mittels PC visualisier- und archivierbar sein. Die einzelnen Schritte der Maßnahmenumsetzung 1 Memosens-Technologie ersetzt alte analoge pH-Messwertübertragung und Vor-Ort-Kalibrierung Dank digitaler Signal- und induktiver Energieübertragung ist die pH-Messung absolut unempfindlich gegenüber Feuchtigkeitseinflüssen. Ein Chip im Elektrodenkopf speichert die Kalibrierdaten, pH-Elektroden können somit im Labor kalibriert und einsatzbereit bevorratet werden. 2 pH-Elektrode mit schmutzabweisendem Teflondiaphragma Die Orbisint pH-Elektrode CPS11D hat sich seit 6 Jahren im Brennereibetrieb bestens bewährt. Die Reinigungsmöglichkeit in der Armatur Cleanfit P verlängert die Standzeit der Elektrode im zucker- und eiweißhaltigen Medium zusätzlich signifikant. 3 Wechselarmatur Cleanfit P mit pneumatischem Antrieb und Spülanschluss Die Armatur CPA473 kann vollautomatisch in den Prozess gefahren werden. Ein Spülanschluss ermöglicht zeitintervallgesteuert die Reinigung der pH-Elektrode. Anbackungen, Spelzen und faserige Feststoffe, die das Dichtungssystem beeinträchtigen, können sich nicht anlagern. 4 Liquiphant Dichte verfolgt Stärkeaufschluss und Vergärung am Laborfermenter Der Sensor erfasst die von der Mediumsdichte abhängige Resonanzfrequenz seiner Schwinggabel. Damit errechnet der Dichterechner FML621 die Dichte. Mit der ReadWin® 2000 Software sind die Ergbenisse am PC visualisier- und archivierbar. „Die Online-Messung der Dichte mit dem Messsystem Liquiphant FML621 ermöglicht es uns, nun die Fermentationsleistung unterschiedlicher Hefen in verschiedenen Fermentationssubstraten und unter verschiedenen Fermentationsbedingungen objektiv und lückenlos zu vergleichen. Damit steht uns ein effizientes Werkzeug zur Optimierung von Ethanol-Fermentationen zu Verfügung.“ PD Dr. Thomas Senn Universität Hohenheim, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungs-/Lehrbrennerei 12.06/SC-D Deutschland Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Colmarer Straße 6 79576 Weil am Rhein Fax 0800 EHFAXEN Fax 0800 343 29 36 www.de.endress.com CS00099B/11/DE/02.11 EH/INDD CS2 Vertrieb • Beratung • Information • Auftrag • Bestellung Service • Help-Desk • Feldservice • Ersatzteile/Reparatur • Kalibrierung Tel. 0800 EHVERTRIEB Tel. 0800 348 37 87 [email protected] Tel. 0800 EHSERVICE Tel. 0800 347 37 84 [email protected] Technische Büros • Hamburg • Berlin • Hannover • Ratingen • Frankfurt • Stuttgart • München Österreich Schweiz Endress+Hauser Ges.m.b.H. Lehnergasse 4 1230 Wien Tel. +43 1 880 56 0 Fax +43 1 880 56 335 [email protected] www.at.endress.com Endress+Hauser Metso AG Kägenstrasse 2 4153 Reinach Tel. +41 61 715 75 75 Fax +41 61 715 27 75 [email protected] www.ch.endress.com