Füllstände messen im Labor

Wolfgang Pajonk, Rupert Roiß

Die Labor-X-Serie verfügt über verschiedene Sondentechnologien, die es dem Anwender ermöglichen, die in den Laboratorien vorhandenen spezifischen Anforderungen zu realisieren. Damit ist für sensible Flüssigkeiten eine prozesssichere Sensorik einsetzbar.

Neben nicht kritischen Flüssigkeiten werden in den Laboratorien überwiegend hochreine Lösemittel eingesetzt, die bei ihrer Lagerung, Verarbeitung und Entsorgung speziellen Sicherheitsbestimmungen unterliegen. Beim Einsatz von Füllstandsensoren in Verbindung mit Lösemitteln müssen die Sensoren explosionsgeschützt sein. Fafnir hat die komplette Labor-X Serie dementsprechend ausgelegt und zertifizieren lassen.

Die in den Laboratorien eingesetzten Gebinde für Lösemittel variieren von 1- bis 5-l-Flaschen und von 10- bis 185-l-Edelstahlfässern. Darüber hinaus findet man Gebinde in Stahltrommeln und Edelstahlcontainern sowie PE-Gebinde mit Inhalten > 1000 l. Mit der Labor-X-Füllstandsensorserie stellt Fafnir den Laborbetreibern Sensoren zur Verfügung, die die Vielfalt der am Markt eingesetzten Gebinde berücksichtigen. Die so standardisierte Labor-X-Serie lässt sich in allen marktüblichen Gebindearten, die je nach Hersteller mit unterschiedlichen Prozessanschlüssen bestückt sind, problemlos einbauen.

Die Labor-X-Serie bietet unterschiedliche Messtechniken. So hat der Anwender – je nach Einsatz und Anforderung – die Möglichkeit, sowohl kontinuierliche Füllstandsensoren als auch Sensoren zur Grenzsignalmessung mit und ohne Vorwarnsignal einzusetzen.

Der kontinuierliche, hochgenaue Füllstandsensor Labor-Torrix wird überwiegend in Laboranwendungen benötigt, in denen eine Zentralversorgung der Laboratorien vorgesehen ist. In der Regel befinden sich dann die Lösemittelgebinde in einem Sicherheitsraum. Die Versorgung der einzelnen Labor-HPLC-Anlagen erfolgt über ein Leitungssystem. Man kann den Füllstandsensor Torrix direkt an eine hausinterne SPS anschließen. Ist der Anschluss an eine SPS nicht möglich, kann der Füllstand über eine kompakte Messauswertung UM-X mit grafischem Display angezeigt werden. Die Messauswertung ist problemlos anschließbar und

lässt sich über eine Menüfunktion durch den Anwender entsprechend der Anwenderanforderungen programmieren. Der Einsatz von Labor-Torrix ist grundsätzlich in allen üblichen Gebindegrößen ab 10 l möglich.

Nahestehende Grafik zeigt eine Versorgungskonfiguration. Sie eignet sich z.B. für Verbraucher, deren Tagesbedarf größer ist als der Gebindeinhalt, oder für den Fall, dass der Inhalt eines Fasses für den Prozess einer über Nacht betriebenen Anlage nicht ausreicht. Soll mehr Volumen zur Verfügung gestellt werden, könnte der Anwender zwei oder mehrere Gebinde hintereinander schalten. Diese Konfiguration besteht z.B. aus zwei 185-l-Fässern, die über ein entsprechendes Entnahmesystem mit internem Tauchrohr verfügen. Über eine Pendelleitung werden diese miteinander verbunden. Bei absaugender Entnahme muss das System mittels eines Adapters belüftet werden. Neben einer absaugenden Entnahme kann auch eine Entnahme durch Druckbeaufschlagung erfolgen.

Beide Fässer sind jeweils mit dem Füllstandsensor Torrix ausgerüstet. Die Messsignale (4-20 mA) des Sensors werden in einer SPS systembezogen weiterverarbeitet. Damit verfügt der Anwender jederzeit über eine genaue Mengeninformation der Flüssigkeit. Durch Programmierung frei definierbarer Niveauschaltpunkte lassen sich bei bestimmten Restmengen in der Anlage automatisch Bedarfsmengen nachdisponieren. Auch bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestmenge, die zur Durchführung einer Analyse benötigt wird, kann sich die Anlage abschalten. Das wiederum spart Zeit und Kosten. Über die kontinuierliche Verbrauchsinformation lässt sich außerdem eine Auslastungsoptimierung der angeschlossenen HPLC-Anlagen erreichen. Darüber hinaus ist in Verbindung mit der Messeinheit der personelle Aufwand für die Überwachung und Zuführung von Lösemitteln reduzierbar.

Neben der Versorgung der HPLC-Anlagen mit Lösemitteln spielt auch die Entsorgung der verbrauchten Lösemittel eine wichtige Rolle, vor allem in Bezug auf Umwelt- und Sicherheitsvorschriften. In der beschriebenen Konfiguration lässt sich eine automatische Entsorgung überwachen. Die verbrauchten Mengen werden über gleiche Leitungswege zurück in den Sicherheitsraum in dort bereitstehende Leergebinde geleitet. Da die eingesetzte Volumenmenge ungefähr so groß ist wie die verbrauchte, ist die Entsorgungsbefüllmenge über die beiden Torrix-Sensoren kontrollierbar. Zur Absicherung im Falle einer Fehlfunktion benötigt das Entsorgungsgebinde lediglich eine Labor-LS-Überfüllsicherung.

Neben der kontinuierlichen Füllmengenüberwachung werden bei kleineren HPLC-Einzelanlagen Niveausensoren der Labor-LS-Serie zur Grenzstandkontrolle der Flüssigkeiten eingesetzt. Die zweifache Fassbelegung im Unterschub-Sicherheitsschrank dient der gleichzeitigen Ver- und Entsorgung der Lösemittel.

Je nach Anwendung sind die Fafnir-Niveausensoren in Normal- und in Dual-Ausführung erhältlich. Die Dual-Ausführung bietet einen zusätzlichen, anwendungsspezifisch festlegbaren Niveaupunkt. Damit hat der Anwender die Möglichkeit, kontrolliert neben der Leermeldung, eine Mindestrestmenge zu messen. Diese dient – je nach Wahl – als Dispositionsinformation für die Nachbestellung oder als Information, dass diese Restmenge noch zur Durchführung der anstehenden Analyse ausreicht. Über potenzialfreie Kontakte im Messumformer LS 500 lassen sich die Geräte abschalten oder es werden optische und akustische Signale ausgegeben.

Die Befüllung des Entsorgungsfasses wird gleichfalls über einen Labor-LS-Niveausensor mit Vorwarnung kontrolliert. Beim Erreichen der zulässigen Füllmenge schaltet der Niveausensor die Anlage über einen potenzialfreien Kontakt im Messumformer LS 500 ab oder gibt eine Warnung aus. Als Option bietet der Hersteller ein Alarm-Display an, das – direkt am Arbeitsplatz montiert – die optische und akustische Signalisierung ermöglicht. Das akustische Signal kann dabei quittiert werden. Bei Lagerung in einem Sicherheitsschrank bietet Fafnir optional eine brandsichere Kabeldurchführung an.

Bei Kleinstmengenverarbeitung von Lösemitteln stößt man in den Laboratorien noch überwiegend auf 2,5- und 5-l-Glasflaschen. Aus Sicherheitsgründen werden diese immer häufiger durch Aluminium- und Stahlflaschen ersetzt. Diese haben den Vorteil, dass die Bruchgefahr praktisch ausgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil ist der erleichterte Transport unter Sicherheits- und Kostengesichtspunkten. Der Nachteil dieser Gebinde im Vergleich zur Glasflasche liegt darin, dass der Anwender nicht mehr über den Inhalt informiert ist.

Mit dem Flaschensensor Labor-LS 300 B hat Fafnir auch für diese Gebindeart eine preiswerte und praktikable, wie auch prozesssichere Sensorlösung im Programm. Der Einbau des Flaschensensors Labor-LS 300 B erfolgt z.B. über den vorhandenen HPCL-Flaschenverteiler GL 45. Mit dem Sensor können in Verbindung mit dem Messumformer LS 500 bei der Entleerung optische und akustische Alarme gegeben bzw. Steuerungen betätigt werden. Der Sensor ist vorzugsweise für HPCL-Flaschenverteiler konzipiert.

Da der Messpunkt der Sonde in der Stabspitze eingebettet ist, lässt sich dieser durch Verschieben des Sondenstabes exakt auf die Anwendung abstimmen. Somit werden diese Kleingebinde in einen automatischen Analyseprozess eingebunden. Für nicht explosionsgefährdete Flüssigkeiten stehen alle Geräte auch ohne Ex-Zulassung zur Verfügung.

cav 466

INTERKAMA+

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