Samenvatting
In samenwerking met Endress+Hauser is Evonik erin geslaagd om Raman-spectroscopie als krachtige procesanalysetechnologie (PAT) te integreren, van het laboratorium via proeffabrieken tot de productie. Deze technologie levert realtime-gegevens, verhoogt de efficiëntie, verlaagt de kosten en verbetert de productkwaliteit. Dankzij de flexibiliteit, schaalbaarheid en veiligheid vormt het de sleutel tot nieuwe besparingsmogelijkheden bij de ontwikkeling van chemische processen. Klanten kunnen direct profiteren van deze opgedane expertise om hun eigen ontwikkelings- en productieprocessen op een duurzame manier te optimaliseren.
Het resultaat: meer efficiëntie, veiligheid en kwaliteit
16
geïnstalleerde Raman-Rxn2-analyzers
50+
meetpunten met Raman-Rxn-sondes
Raman-spectroscopie van Endress+Hauser heeft zich bij Evonik bewezen als een essentieel PAT-instrument. Deze technologie zorgt voor aanzienlijke efficiëntiewinst, kostenbesparingen en een snellere marktintroductie van nieuwe producten.
De resultaten zijn onder meer:
- Volledige procesanalyse, van het laboratorium tot de productie
- Realtime-metingen zijn mogelijk op meerdere meetpunten tegelijk
- Inline-metingen vervangen handmatige bemonstering
- Geschikt voor proeffabrieken met kleine productievolumes
- Betrouwbare werking, zelfs onder moeilijke omstandigheden (bijv. ATEX-zones)
- Verkorting van de tijd tot marktintroductie
- Kostenbesparing door het afschaffen van laboratoriumonderzoeken en lagere personeelskosten
- Verhoogde veiligheid
- Interne acceptatie en het verwerven van expertise
"Aan de hand van Raman-spectra kun u geïsoleerde pieken wellicht toewijzen aan afzonderlijke stoffen in het mengsel. Dit vermindert de kalibratie-inspanning aanzienlijk en leidt snel tot kwantitatieve resultaten."
De uitdaging: vind een veelzijdige, realtime 'lab naar proces'-oplossing
In 2016 lanceerde Evonik zijn bedrijfsbrede 'lab naar proces'-strategie, met als doel PAT-technologieën al in een vroeg stadium in de procesontwikkeling te integreren. Evonik was op zoek naar een procesanalysetechnologie die het gehele ontwikkelings- en optimalisatieproces efficiënt zou ondersteunen en tegelijkertijd zou bijdragen aan kostenbesparingen. Het doel was om een oplossing te vinden die niet alleen nauwkeurige realtime-gegevens levert, maar ook veelzijdig genoeg is om in een breed scala aan procesomgevingen te worden ingezet – van het laboratorium tot de productie.
De technologie moest:
- universeel toepasbaar zijn voor een breed scala aan chemicaliën, aggregatietoestanden en procesomstandigheden
- flexibel en schaalbaar zijn, van het R&D-laboratorium tot grootschalige productiefaciliteiten
- snel te integreren zijn om de ontwikkelingstijd te verkorten en de tijd tot marktintroductie te verminderen
- de productkwaliteit verbeteren door middel van continue inline-metingen
- betrouwbaar functioneren, zelfs onder veeleisende omstandigheden zoals ATEX-zones
Onze oplossing: een schaalbaar PAT-Raman-spectroscopiesysteem van Endress+Hauser
Endress+Hauser leverde Evonik een op maat gemaakte oplossing op basis van Raman-spectroscopie – een technologie die aan alle gestelde eisen voldoet. De systemen onderscheiden zich door hun uitzonderlijke modulariteit en veelzijdigheid. Dankzij glasvezelkabels en diverse soorten sondes kunnen ze eenvoudig worden geïntegreerd in een breed scala aan installatiesituaties. Met maximaal vier onafhankelijke kanalen kunnen meerdere meetpuntentegelijkertijd worden bewaakt – een duidelijk voordeel bij complexe processen.
De chemometrische bruikbaarheid van de spectra biedt een bijzondere meerwaarde – dankzij de compatibiliteit met alle gangbare chemometrische programma’s kunnen deze direct op de spectrometer worden geanalyseerd, op een veelzijdige, intuïtieve manier en in realtime. Hierdoor kunnen kwalitatieve en kwantitatieve gegevens direct tijdens het proces worden geregistreerd en geïnterpreteerd – zonder tijdrovende handmatige bemonstering.
Raman-spectroscopie werd voor het eerst met succes toegepast in een proeffabriek voor de ontwikkeling van hydrogeneringsprocessen. De sonde werd ingebouwd in een buis van 6 mm – aanzienlijk kleiner dan in productiefaciliteiten. In plaats van dagelijkse NMR-metingen maakt de technologie het nu mogelijk om elke minuut inline-metingen uit te voeren en het proces continu te monitoren.
Dit proces is efficiënt, nauwkeurig en veilig. Met name in proefinstallaties met kleine volumes blijft de opstelling van het systeem ongewijzigd, omdat er geen monsters hoeven te worden genomen. Dit bespaart niet alleen tijd en geld, maar verhoogt ook de veiligheid voor zowel het personeel als de fabriek.
Gebruik in gevaarlijke omgevingen
Dankzij de gestandaardiseerde en gecertificeerde onderdelen kan het Raman-systeem zelfs in ATEX-zones worden gebruikt tegen een redelijke prijs. Voor gebruik in potentieel explosieve omgevingen maakt Evonik ook gebruik van de Liquiphant Vibronic-niveauschakelaar. Dit zorgt ervoor dat er zich geen brandbaar gasmengsel kan vormen in de laserstraal van de Raman-sonde – een belangrijke bijdrage aan de procesveiligheid.
Testimonial
"De eisen die aan PAT-meetsystemen worden gesteld, zijn bijzonder hoog, met name in de veeleisende omgeving van procesinstallaties en gezien de noodzaak om te voldoen aan de ATEX-voorschriften. Raman-spectroscopie heeft zich op dit gebied bewezen als een robuuste en betrouwbare technologie." - dr. Roland Peschke, PAT-expert bij Evonik Oxeno
Wereldwijde uitrol
Dankzij dit systeem heeft Evonik niet alleen de efficiëntie en kwaliteit bij de procesontwikkeling kunnen verbeteren, maar ook met succes technologie van het laboratorium naar de productie kunnen overbrengen– een echte sleutel tot nieuwe besparingsmogelijkheden. Na een succesvolle implementatie in Duitsland wordt de Raman-technologie nu internationaal uitgerold in de eerste productiefabrieken van Evonik – met ondersteuning van de wereldwijde expertise van Endress+Hauser.
FAQ's
