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Fachberichte - Gasanalytik

 

Gasanalytik - Fachberichte

Entwicklung eines MIR-Online-Messsystems für anaerobe Fermentationsanlagen mit automatischer Kalibrierung

- Die Messtechnik die Möglichkeit bietet, die Hauptbestandteile einer realen Fermenterprobe anhand von Reinstoffspektren qualitativ zu unterscheiden -

 

Stanislav Janz, Gül Trauer, Astrid Rehorek, Michael Bongards
Fachhochschule Köln Campus Leverkusen / Gummersbach

8. Kolloquium AK Prozessanalytik Berlin 2012

Zu den wichtigsten anaeroben Fermentationsprozessen innerhalb der Biotechnologie zählt die Vergärung von organischem Material zu Milchsäure, Ethanol oder Biogas.
Vor allem die erneuerbaren Energieträger Bioethanol und Biogas erleben, als Alternativen zur konventionellen Energieerzeugung, seit einigen Jahren starken
Aufwind [1].
Bis jetzt unterliegen diese Anlagen, aufgrund mangelnden Prozessverständnisses, nachwievor einer „konservativen“ Reaktorauslegung und Reaktionsführung [2, 3]. Als Konsequenz bedeutet das eine suboptimale Ausnutzung der vorhandenen Ressourcen [2, 3] .

     

Ziele

  • Verbesserung des Prozessverständnisses
    Biogasbildung nach wie vor Blackboxsystem

  • Vermeidung von gefährlichen Prozesszuständen
    Biogasprozess kann übersäuern

  • Optimierung und Regelung des Biogasprozesses
    Erhöhung des Anlagenwirkungsgrades
    Angepasste Anlagenauslegung

 

1. Spektrometer
2. Lichtwellenleiter / Sonde
3. Automatisierte Prozessschnittstelle
4. Behälter für Reinigungsflüssigkeiten
5. Hardwaresteuerungseinheit
6. Bedieninterface und übergeordnete
Prozessanalyse und Management
System

Wird die Analyse aus dem Laborbereich in den realen Prozess verlagert, treten mit
der Zeit Beeinträchtigungen der Messergebnisse auf, die auf die Verschmutzung der Messsonde zurückzuführen sind.
Das vollautomatisiertes Analysesystem ermöglicht durch eine intelligente Sondensteuerung eine automatische Reinigung und Kalibrierung

   


Anforderungen: an die Prozessanalyse & Management Software

  • Kombination von MIR-Online-
    Messung und Unical 9000
  • Anbindung an weitere
    Automatisierungskomponenten
  • Komfortable Bedienung und Konfiguration
  • Einfache grafische Erstellung von Reinigungsprozeduren
  • Automatische Erkennung und Beseitigung von
    Sondenverschmutzungen

   


Die Inline-ATR-FTIR-Spektroskopie

kann im mittleren Infrarotbereich (MIR) hierbei eine herausragende Rolle spielen, um bestehende Anlagen durch automatisierte Regelung zu optimieren und zukünftige Anlagen bedarfsgerecht auszulegen. Diese Messtechnik ermöglicht es, nicht-invasiv und ohne Probenahme, auch in wässrigem Medium zu arbeiten [5].

Zugleich liefern MIR-Spektren physikochemisch interpretierbare Informationen über die beobachteten Substanzen, die es erleichtern, diese über einen weiten Wellenzahlenbereich („Fingerprintbereich“) eindeutig zu unterscheiden [5].

Ausblick Prozessanalytik

  • Untersuchung realkonzentrierter Mischungsproben
  • Spektrenkorrelation mit Parametern FOS, TAC und NH4-N
Vortrag Abstact  

 

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