applications

erstellung einer virtuellen in-line probe

DER ANSATZ

Das mit soniccatch erzeugte Ultraschallfeld ermöglicht die räumliche Manipulation der zunächst dispergierten Partikel in kleine, konzentrierte Bereiche.

Unterschiedlichste in-line Sonden können somit verwendet werden, um in-line Messdaten in Suspensionen in Echtzeit zu erhalten. Das resultierende Signal, das aus diesen transienten in-line Proben erzeugt wird, ist stabil, detailliert und ähnelt dem von Sedimenten.

Gleichzeitig ist mit den in den Druckknoten der Ultraschallfalle gefangenen Partikel auch das flüssige Medium in der näheren Umgebung partikelfrei und kann daher ebenfalls unabhängig gemessen werden.

Dies führt zu einer erhöhten Empfindlichkeit, Stabilität und Selektivität der Analysemethode und erleichtert so die Überwachung und Analyse des gesamten Prozesses.

soniccatch kann mittels unterschiedlicher Schnittstellen in Prozessleitsysteme eingebunden werden.

VORTEILE

  • Messungen in Echtzeit
  • verbesserte Empfindlichkeit, Selektivität and Stabilität
  • transiente in-line Probenahme
  • kontinuierliche Prozesskontrolle
  • schnelle und zuverlässige Daten
  • zeit- und kosteneffizient
  • reduzierte offline Probennahme
  • kompatibel mit einer Vielzahl an Sonden
  • sicher und einfach zu implementieren

 

MIT SONICCATCH KOMPATIBLE TECHNOLOGIEN

RAMAN Spektrometrie, FTIR-(ATR) Spektrometrie, NIR Spektrometrie,

Prozessmikroskopie, Prozessrefraktometrie, Trübungssonde etc.

BEISPIELE

Abhängig von der Sonde, mit der soniccatch gekoppelt ist, kann eine Vielzahl von Vorteilen im Hinblick auf in-line Probenmessungen geboten werden:

  •  in-line Messungen in Echtzeit während eines (kontinuierlichen) Prozesses in einer komplexen Matrix
  • Einfangen und Messen von festen Partikeln/Vesikeln (verschiedenster Art) in Suspensionen.
  • Nachweis lebender Mikroorganismen direkt im Nährmedium mit einer optischen Sonde (z.B. ATR- FTIR, Raman, etc.).
  • Überwachung eines biologischen Prozesses und seiner einzelnen Komponenten in einem Bioreaktor (z.B. Fermentation, Biomasseproduktion usw.).
  • Erfassung zellulärer morphologischer und physiologischer Veränderungen während verschiedener Phasen eines kontinuierlichen Prozesses.
  • Erhöhung der Selektivität durch getrennte Messung von Flüssigkeit und Partikeln.

 

soniccatch gekoppelt mit ATR-FTIR-Spektroskopie beim Nachweis von Bakterien

 

Die ATR-Technik zeichnet sich durch einen kleinen empfindlichen Bereich (normalerweise einige µm) an der Kristallspitze der Sonde aus, in dem der IR-Strahl die Probe erfassen kann (evaneszentes Feld). soniccatch konzentriert Partikel räumlich zu transienten Agglomeraten und konzentriert diese direkt im evaneszenten Feld. Dies führt zu einem viel spezifischeren und stabileren ATR-FTIR-Signal des Analyten, und ähnelt dem eines Sediments.

Gleichzeitig können Partikel aus dem empfindlichen Bereich ferngehalten werden, um eine störungsfreie Messung der Flüssigkeit zu erhalten.

Abbildung 1: Der dargestellte Spektralbereich (800-1800cm-1,) erstellt mithilfe einer soniccatch gekoppelten FTIR-ATR Sonde zeigt Spektren, die durch den Ultraschall gewonnen wurden: (blau) aktiv, (grün) inaktiv. Das dritte Spektrum (violett) stellt die Differenz der beiden Spektren, für eine bessere Darstellung des spektralen Profils der Cyanobacterien und den Banden (z.B. Amide I, II und PHB) dar. 


soniccatch gekoppelt mit einem Raman Spektrometer während eines Fermentationsprozesses

Was ein leistungsstarkes Prozessanalysewerkzeug wie RAMAN-Spektrometrie daran hindert, sein volles Potenzial auszuschöpfen, ist der geringe Raman-Querschnitt, der zu unzureichenden Signalpegeln führt. Insbesondere bei der Überwachung niedrig konzentrierter Verbindungen. Durch den soniccatch kann die zu untersuchende Verbindung im Fokus der Raman-Sonde zu räumlich stark koordinierten Aggregaten konzentriert werden.

Dies ermöglicht eine signifikante Steigerung der Empfindlichkeit mit einem bis zu 100-fach höheren Kontrast des gemessenen Signals (fest vs. flüssig). Unsere Technologie hilft, die größte Hürde eines RAMAN-Spektrometers zu überwinden und die Anwendung robuster zu gestalten, insbesondere in in-line Prozessüberwachungssystemen (z.B. PAT - prozessanalytische Technologien).

Abbildung 2: (a) Aufbereitetes in-line Raman Spektrum des Fermentationsmediums (soniccatch inaktiv) über den Verlauf der Fermentation. (b) Spezifischer Glukosebereich, der den Verbrauch durch die Hefe zu Beginn der Gärung anzeigt. (c) In-situ vorprozessiertes Raman Spektrum der agglomerierten Hefezellen. (d) Intensitätsprofil für eine charakteristische Raman-Bande organischer Verbindungen sowie für Wasser. Die farbigen Bereiche am oberen Rand von Teil (d) zeigen an, ob der soniccatch aktiv oder inaktiv war.

Wie in der obigen Abbildung dargestellt, ermöglicht die Kopplung des in-line Raman-Sensors mit soniccatch eine kontinuierliche Überwachung des Hefegärungsprozesses in Echtzeit. In diesem Fall reicht der Raman-Sensor alleine aus, um die klar unterscheidbaren Phasen zu untersuchen, die die Zellen während der Gärung durchlaufen, sowie zahlreiche kritische Prozessparameter im Überstand.


Erhöhung der Selektivität einer ATR-IR-Sonde mit soniccatch

soniccatch kontrolliert die räumliche Verteilung der Schwebeteilchen relativ zum ATR-Sensor, wirkt schnell und hält das ATR sauber.

Sowohl die Trägerflüssigkeit als auch die agglomerierten Partikel können mit ein und derselben Sonde getrennt voneinander analysiert werden. Das Ultraschallfeld schiebt die Partikel zur Sonde und erhöht damit deren Empfindlichkeit um Größenordnungen. Um die Nährlösung zu messen, wird die Zelle vom Sensor, mittels Ultraschalles, ferngehalten. 

Abbildung 3:

ATR-Sonde im Prozess: Partikelagglomerat wird durch das Ultraschallfeld an den ATR-Kristall gedrückt.

Abbildung 4:

Gemessenes Signal von der ATR-Sonde während des abwechselnden Schiebens und Zurückziehens von Partikel und Trägerflüssigkeit zum ATR-aktiven Element mittels Ultraschall


soniccatch ermöglicht spektroskopie in dichten medien

DER ANSATZ

soniccatch ermöglicht es, sehr dichte Medien mit Durchlicht-Sensoren zu durchdringen. Die Ultraschallkräfte wirken auf die Schwebstoffe und ziehen diese in vordefinierte Bereiche des Ultraschallfeldes, wodurch partikelarme Bereiche (Trägerflüssigkeit) und stark besiedelte Bereiche (Schwebstoffe, die agglomeriert sind) entstehen, so dass Licht zwischen den agglomerierten Teilchen das Messvolumen durchdringen kann.

soniccatch kann mittels unterschiedlicher Schnittstellen in Prozessleitsysteme eingebunden werden.

VORTEILE

  • Erweiterung des Anwendungsbereichs der Spektroskopie auf dichte Medien
  • Durchführung von in-line und Echtzeit Messungen
  • verbesserte Empfindlichkeit, Selektivität und Stabilität

 

MIT SONICCATCH KOMPATIBLE TECHNOLOGIEN

RAMAN Spektroskopie, FTIR-Spektroskopie,

NIR Spektroskopie, Prozess-Mikroskopie, etc.

BEISPIELE

Die Anwendung von Ultraschall auf ein dichtes Medium erzeugt eine räumliche Verteilung von Teilchen- und Trägerflüssigkeitsschichten. Aufgrund der geschaffenen Bereiche mit niedriger Teilchendichte, kann das Licht das Medium durchdringen und so von der Sonde zur Detektion und Analyse verarbeitet werden.

Abbildung 5:

links oben: ohne Ultraschall: Partikel sind freiverteilt. Das Medium ist undurchsichtig.

links unten: mit Ultraschall: Partikel agglomerieren in den Druckknoten des Ultraschallfeldes und dazwischen bilden sich Schichten mit geringerer Teilchendichte (Trägerflüssigkeit).

rechts: UV-VIS Cuvette mit Laserstrahl, der das Volumen durch die, vom Ultraschallfeld geschaffenen Freiräume durchdringen kann und dahinter auf das Logo trifft.

nachweis und identifizierung von Partikel in geringer Konzentration

DER ANSATZ

soniccatch kann Partikel unterschiedlichster Art (z.B. Mikroorganismen, Polymere, verschiedene feste organische und anorganische Verbindungen usw.) bei einer Größe von 1µm-150µm für Konzentrationen von nur 0,010g/L einfangen. Daher ist es möglich, gering konzentrierte und möglicherweise unerwünschte Partikel in einer Suspension zu erkennen.

 

Ebenso erleichtert unser Produkt in der frühen Phase von Kristallisationsprozessen die frühzeitige Erkennung der Struktur der sich bildenden Kristalle (Polymorphie). Der soniccatch spielt nicht nur eine präventive Rolle bei der Erkennung von Partikeln geringer Konzentrationen, sondern kann auch ein hervorragendes Werkzeug zur Entdeckung und Analyse neuer, möglicherweise unerwarteter Partikel sein, was zu einem besseren Verständnis des gesamten Prozesses führt.

soniccatch kann mittels unterschiedlicher Schnittstellen in Prozessleitsysteme eingebunden werden.

VORTEILE

  • Identifizierung von Partikeln geringer Konzentrationen
  • Konzentrationen von nur 0,010 g/l
  • Partikelgröße ab 1µm
  • Echtzeit Messungen
  • schnelle und zuverlässige Daten
  • kombinierbar mit einer Vielzahl von Sensoren
  • sicher und einfach zu implementieren

MIT SONICCATCH KOMPATIBLE TECHNOLOGIEN

RAMAN Spektroskopie, FTIR-(ATR) Spektroskopie,

IR-ATR Spektroskopie, Prozess-Mikroskopie, Prozess-Refraktometrie etc.

BEISPIELE

Im Hinblick auf die Erkennung und Identifikation von Partikel bei sehr niedrigen Konzentrationen konnte der soniccatch in den folgenden Fällen helfen, je nachdem, an welche Sonde der soniccatch gekoppelt war:

  • Erkennung unerwünschter fester Partikel/Vesikel (unterschiedlicher Art) in Flüssigkeiten während der Produktion
  • Polymorphie der Kristalle in den Anfangsphasen der Kristallisation
  • Nachweis und Analyse von Mikroplastikpartikel zu Überwachungszwecken oder für wissenschaftliche Studien
  • Nachweis und Identifikation möglicher Verunreinigungen während oder am Ende eines chemischen, biologischen oder industriellen Prozesses, der eine höhere Qualität des Endprodukts gewährleistet (z.B. in pharmazeutisch/medizinischen Lösungen)
  • Nachweis und Analyse von Partikel/Vesikel als Endprodukt eines natürlichen oder künstlichen Produktionsprozesses

 

Beobachtung einer Kristallbildung innerhalb eines Kristallisators mit soniccatch

 

soniccatch ermöglicht den Nachweis von winzigen, sich neubildenden Kristallen, indem sie zu räumlich koordinierten transienten Agglomeraten konzentriert werden. Diese Kristallcluster können dann an einer gewünschten Position, wie z.B. dem Fokuspunkt der optischen Sonde (z.B. IR, Raman, in-line-Mikroskop, etc.), lokalisiert werden, was ihre Strukturanalyse auch bei sehr geringen Konzentrationen erleichtert.

 

Abbildung 6:

Links: Bild eines Kristallisationsprozesses, aufgenommen mit einem in-line Mikroskop, nur wenige Kristalle im Fokus.

Rechts: Scharfe Bilder des Ensambles können durch das Einfangen der Kristalle erzielt werden.


Erkennung von Verunreinigungen in medizinischen Suspensionen bei Anwendung des soniccatch

Nachweis von Kontamination in Suspensionen, die für Medizin- und Gesundheitsprodukte verwendet werden. Die Anwendung von soniccatch kann helfen, die Reinheit und Keimfreiheit des Endprodukts sicherstellen, was zu einer Steigerung der Produktqualität und vor allem der Produktsicherheit führen würde.

 

Da unsere Technologie so konzipiert ist, dass sie in-line als Add-On in einem kontinuierlichen Prozess eingesetzt werden kann, liefert sie zuverlässige Daten während des gesamten Produktionsprozesses und ermöglicht die Steuerung bereits in den frühen Phasen (z.B. bei der Feststellung eines unerwünschten Wirkstoffes).


Nachweis von Partikeln bei sehr niedrigen Konzentrationen (Verdünnungsreihen) mit soniccatch

Um die Fähigkeit von soniccatch, zum Einfangen von Partikeln selbst bei sehr niedrigen Konzentrationen zu demonstrieren, wurde eine Verdünnungsreihe von in Wasser suspendierter Stärke durchgeführt.

Wie in der Abbildung unten dargestellt, war das Einfangen der Stärkepartikel unabhängig von der Konzentration stabil und konsistent, was zu einem deutlich höheren Signal führte, das von dem mit unserer Technologie gekoppelten Sensor erfasst wurde.

Abbildung 7:

Die konzentrationsabhängige Wirkung vom soniccatch in einer Stärke-Wasser-Suspension.

(Links) Der ON/OFF-Effekt des Ultraschalls auf die abgerufenen Daten, wenn auf einen stärkespezifischen Bereich des Spektrums fokussiert wird. (Rechts) Die Erhöhung der Empfindlichkeit, wenn das Ultraschallfeld aktiv ist.

Wieland K. et.al.: 2019, Anal.Chem. (https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b01105)


in-line Detektion von Mikroplastik mit Hilfe des soniccatch

Die Ansammlung von Mikroplastikpartikel in unseren Ozeanen, Seen und im Trinkwasser hat in den letzten Jahren zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. Obwohl das Bewusstsein geschärft wurde, gibt es noch keine schnelle Testmethode die vor Ort, mit der Empfindlichkeit und Wiederholbarkeit, die erforderlich ist, durchgeführt wird, um die kleinsten und am häufigsten vorkommenden Partikel zu identifizieren bzw. in weiterer Folge zu quantifizieren.

 

Um „Trap-and-Detect“ zu testen wurde die Raman Spektroskopie mit dem soniccatch kombiniert. Dies konnte sich als schneller, einfacher und weitaus bequemer erweisen als die derzeitige „Filter-und-Scan“ Methode.

Die Raman-Spektroskopie wurde mit dem soniccatch kombiniert, um eine neue 'Trap-and-Detect'-Methode zu testen, die sich als schneller, einfacher und weitaus bequemer erweisen könnte als die derzeitige 'Filter- und Scan'-Methode, die in den meisten Raman-basierten Studien von Mikroplastiken verwendet wird.

Tests mit einer 90ppm-Lösung von 3,4 µm PMMA-Mikrosphären zeigten ein deutliches und ausgeprägtes Wachstum des PMMA-Raman-Signals, während die Partikel eingefangen wurden, was zu einer Signalverbesserung durch Ultraschalleinfang von mehr als zwei Größenordnungen führte. 

Abbildung 8:

(a) Eine Referenz des Spektralprofils der PMMA-Mikrosphären.

(b) Der Nachweis von Mikroplastik (3.5µm PMMA-Mikrosphären) in Wasser, vor (rot) und nach (blau) der Aktivierung von soniccatch.

entgasung

DER ANSATZ

Neben den vielen Vorteilen, die der soniccatch als Add-On verschiedenster Sonden liefert, kann dieser auch zur Probenvorbereitung eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür wäre die Umsetzung seiner Fähigkeiten zur Erzeugung hochkontrollierter Ultraschallfelder, um in einer Flüssigkeit vorhandene Gasblasen zu entfernen. Die Blasen können schon zu Beginn eines Prozesses vorhanden sein, während der Belüftung der Flüssigkeit entstehen oder eine normale Nebenwirkung der biochemischen Reaktionen sein, die im Prozess selbst ablaufen.

 

Unabhängig von ihrem Ursprung können solche Gasblasen verschiedene Aspekte der Prozesssteuerung beeinträchtigen, insbesondere wenn sie akkumulieren und an der Oberfläche eines Sensors (z.B. in-line) anliegen, dies kann zu einer Diskontinuität und einer allgemeinen Ungenauigkeit der gelieferten Daten führt. Daher kann das Entgasen vorteilhaft oder sogar notwendig sein, um eine zuverlässige und kontinuierliche Datenabfrage zu gewährleisten - ein entscheidender Faktor, wenn höhere Effizienz, Empfindlichkeit und Stabilität bei der Überwachung und Steuerung des Prozesses angestrebt wird.

Das System von usePAT kann mittels unterschiedlicher Schnittstellen in Prozessleitsysteme eingebunden werden.

VORTEILE

  • Entfernen von störenden Blasen
  • schnell und zuverlässig
  • kontinuierliche Prozesskontrolle
  • zeit- und kostensparend
  • sicher und einfach zu implementieren

 

MIT SONICCATCH KOMPATIBLE TECHNOLOGIEN

RAMAN Spektroskopie, FTIR-(ATR) Spektroskopie, IR-ATR Spektroskopie, Viskositätsmessung,

Farbmessung, Prozess-Mikroskopie, Prozess-Refraktometrie, etc. 

BEISPIELE

soniccatch hat die Fähigkeit, Flüssigkeiten und Suspensionen von unerwünschten Bläschen zu befreien. Dies ist für die verbesserte Erfassung von Daten vorteilhaft - hochpräzise Messungen werden dadurch ermöglicht.

reinigung & wartung von Sensoren

DER ANSATZ

Das durch den sonicwipe oder sonicclean erzeugte Ultraschallfeld ermöglicht die Entfernung unterschiedlicher Verunreinigungen, die sich auf der Messoberfläche verschiedener Sonden festsetzen. Durch die Erzeugung gut kontrollierter Ultraschallwellen auf der Sensoroberfläche werden Verunreinigungen von der Sensoroberfläche weggedrückt und anschließend über die Strömung abgetragen. Die Sensoren können während des Reinigungsvorganges weiterhin Daten aufnehmen, da der verwendete Ultraschall die Messung nicht beeinträchtigt. Die Sensoroberfläche wird durchgehend sauber gehalten.

Daher können sowohl der sonicwipe als auch der sonicclean entweder zur Reinigung einer bereits verunreinigten Sensoroberfläche verwendet oder als Präventivmaßnahme eingesetzt werden, um Verschmutzungen der Oberflächen von vornherein zu vermeiden.

 

Dadurch wird die Empfindlichkeit, Übereinstimmung, Genauigkeit und die allgemeine Qualität der über in-line Sensoren erzeugten Daten verbessert und führt somit zu einer höheren Effizienz des verwendeten Analysegeräts.

sonicwipe kann mittels unterschiedlicher Schnittstellen in Prozessleitsysteme eingebunden werden.

VORTEILE

  • Vermeidung und Entfernung von Belägen
  • Echtzeitmessungen, keine Beeinflussung der Messung
  • kontinuierliche Prozesskontrolle
  • unterschiedliche Schnittstellen zu Prozessleitsystemen
  • schnelle und zuverlässige Daten
  • zeit- und kostensparend
  • verbesserte Sicherheit der Arbeitnehmer
  • klein, kompakt und adaptierbar
  • kombinierbar mit verschiedenen Sensoren

 

MIT SONICWIPE/ SONICCLEAN KOMPATIBLE TECHNOLOGIEN

Partikelgrößenanalysator (zB FBRM), optische High End Messverfahren, slotted NIR, Trübungsmessungen,

pH Elektrode, O2 Sauerstoff Sensor (z.B. LDO), etc.

Wie die Bilder unten zeigen, ist der sonicwipe und sonicclean mit Sonden unterschiedlicher Art, Form und Größe kompatibel.

Beim Aufbringen einer Zucker-Gel-Schicht auf den Sensor (das gilt für runde Formen (z.B. pH-Elektrode; links mit sonicclean), flache Formen (z.B. die O2-Sonde; Mitte mit sonicclean) oder auch ein schmaler Messspalt (z.B. NIR-Sonde; rechts mit sonicwipe)), ist die Wirkung unserer Technologie immer gleichmäßig und stabil.

In kürzester Zeit werden die Sensoren durch Ultraschall gereinigt und bei weiterer und gleichmäßiger/periodischer Anwendung des Schallfeldes wird die weitere Pflege bezüglich der Sauberkeit der Sonden gewährleistet. Der hier eingesetzte Ultraschall verwendet keine Schockwellen, die durch Kavitation entstehen.

 


Abbildung 9:

Verschiedene Sondenformen, mit denen sonicclean & sonicwipe kompatibel sind und hilft, diese sauber zu halten: rund (z. B. pH-Elektrode; links), flach (z. B. O2-Sonde; Mitte) und mit schmalem Messspalt (z. B. NIR-Sonde; rechts).

BEISPIELE

sonicwipe ist die richtige Anwendung, wenn es darum geht, Messungen zu verbessern und Verunreinigungen von Sensoroberflächen zu entfernen und diese weiterhin sauber zu halten. Einige Bespiele, wie durch unsere Technologie das gewünschte Ziel erreicht werden kann:

  • Entfernung und Vermeidung von Verunreinigungen (Zucker-/Frucht- oder Zucker-/Fettschicht, anorganische Ablagerungen) auf der pH-Elektrode, besonders im Bereich der Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie, zum Beispiel für die Überwachung und Steuerung von Flockungsprozessen.
  • Entfernen von Verunreinigungen und weiteres Sauberhalten von O2 Sonden in der Abwasserindustrie
  • Verhindern von Verschmutzungen (petrochemische Produktions-Abwasser) von in-line Sonden in der Petrochemie.
  • Reinigung und weitere Aufrechterhaltung der Sauberkeit verschiedenster Sensoren, unabhängig von deren Form und Größe.
  • ...

 

pH-Elektroden sauber halten mit sonicclean

pH-Elektroden finden in der PAT (Prozessanalytik) in den verschiedensten Bereichen Anwendung, insbesondere in chemischen/biologischen Prozessen.

Während eines (kontinuierlichen) Produktionsprozesses können sich auf der Membranoberfläche Verunreinigungen bilden, die dazu führen, dass die effektiv gemessenen pH-Werte nicht mehr mit den tatsächlich im Medium vorhandenen Werten übereinstimmen. Hier kommt der sonicclean zum Einsatz, der die pH-Sonde mithilfe eines Ultraschallfeldes reinigen kann und so eine kontinuierliche Gewinnung von zuverlässigen und genauen Daten aus dem Prozessmedium ermöglicht.

Abbildung 10:

In Bildern erfasste Zeitstempel, die verschiedene Stadien der Kontamination auf der sonicclean-gekoppelten pH-Elektrode, nach der Aktivierung des Ultraschallfeldes zeigen. Die obige Grafik gibt einen Einblick in die Gewinnung genauer Messdaten, abgeleitet von der pH-Elektrode im Falle einer Verschmutzung, vor und nach der Anwendung des Ultraschallfeldes.


Anwendung des sonicwipe in der Erdölindustrie

Zum Nachweis der Leistungsfähigkeit unserer Produkte wurden zwei Sensor-Dummys (Glasoberfläche) in eine strömende Prozessflüssigkeit aus petrochemischen Produktionsabwässern getaucht. Nur einer der Sensor-Dummys war mit dem sonicwipe gekoppelt. Beide Sensor-Dummys wurden anschließend aus dem Prozess entfernt und ihr Verschmutzungsgrad wurde durch Abwischen der Sensoroberflächen mit einem Tuch beurteilt. Wie auf den Bildern unten zu sehen ist, zeigte der eine Sensor, der unter dem Einfluss des Ultraschalls stand, fast keine Anzeichen von Verschmutzungen. Im Vergleich dazu, war bei dem anderen Sensor-Dummy, eine vollständige Verschmutzung der Sensoroberfläche zu beobachten. 

Abbildung 11:

Links: Die Anwendung von sonicwipe an einer der beiden Dummy-Sonden, die in einen fließenden petrochemischen Produktionsabwasserprozess eingeführt wurden.

Rechts: der Unterschied im Verschmutzungsgrad mit und ohne Anwendung von Ultraschall.


sonicwipe ermöglicht verschmutzungsfreie FBRM Sonden

Durch die Verwendung eines bewegten Laserstrahls gelingt es einer FBRM-Sonde, die Partikel eines Prozesses entsprechend ihrer Größe und Form zu überwachen. Partikel, die sich am Messfenster festsetzen stören die Messung immens und werden mit dem Fouling Index ermittelt. Um die Reinigungswirkung von sonicwipe in Verbindung mit der Sonde zu demonstrieren, wurde diese zunächst in einer typischen Fermentationsbrühe künstlich verunreinigt. Mit Hilfe von sonicwipe konnte die FBRM-Sonde danach jedoch effektiv gereinigt werden. Die während des gesamten Versuchsablaufs gewonnenen Daten werden in der folgenden Grafik anhand des oben erwähnten Verschmutzungsindexes dargestellt, der den Grad der Verschmutzung während des gesamten Versuchs repräsentiert – die FBRM Sonde wurde gereinigt.

Abbildung 12:

Ein Diagramm aus in-line-Messdaten, die über eine FBRM-Sonde gemessen wurden, zeigt die Abnahme des Fouling-Index auf der Sensoroberfläche der Sonde nach der Aktivierung des sonicwipe. Die Messung zeigt die komplette Säuberung durch den Einsatz von sonicwipe.


Durch sonicclean werden O2 Sonden von Verschmutzungen freigehalten

Das Messprinzip besteht in der Beobachtung der Eigenfluoreszenz einer O2 sensitiven Schicht. Verunreinigungen blockieren den Weg der Sauerstoffmoleküle und reduzieren so die gemessene Konzentration an gelöstem Sauerstoff. Der daraus resultierende Messwertdrift (rot) ist nur schwer von prozessbedingten Veränderungen zu unterscheiden. Das Prozessleitsystem erfasst somit verfälschte Informationen und zieht daraus suboptimale Schlüsse. Wird im Belebungsbecken demnach zu viel belüftet, führt dies zu einem erhöhten Energieverbrauch. Da Verschmutzungen sehr schnell auftreten können, geht damit ein erhöhter Wartungsaufwand einher.

 

Mit Hilfe des sonicclean liefert ein sauberer O2-Sensor (grün) genaue, zuverlässige und kontinuierliche Prozessinformationen in Echtzeit. Unter verfahrenstechnischen und finanziellen Gesichtspunkten stellt dies für einen optimalen Anlagenbetrieb einen großen Vorteil dar.

Abbildung 13:

Die Daten des Sauerstoffgehalts während einer Belüftungsphase im Belebungsbecken einer Abwasseranlage. Eine Abweichung der Signalmessung bei einer Verschmutzung (rot) auf der Sensoroberfläche der O2-Sonde ist zu erkennen. Dies führt dazu, dass ungenaue Daten über den Prozess gewonnen werden. Dieses Problem wird mit der Anwendung von sonicclean gelöst und eine Erfassung zuverlässiger Daten (grün) wird aufgrund einer sauberen Sensor-Oberfläche ermöglicht.

weitere informationen

Um ein besseres Verständnis dafür zu bekommen, wie unsere Produkte Ihre Anwendung unterstützen können und welche vielfältigen Vorteile unsere Technologie bietet, werfen Sie gerne einen Blick in unsere Whitepapers: 

 

Whitepapers

#1 “Vibrational Spectroscopy Applications”

#2 “pH Probe applications”

#3 “Enhanced Process Control for (Bio-) Processes”

#4 "soniccatch & particle size analysis & sipat"

Alle whitepapers stehen auf unserer Subsite "whitepapers & mehr" zum download bereit.

de