Die Ceramax von Endress+Hauser sieht anders aus als normale pH-Sensoren und ist es auch. Einmal installiert, misst sie über Jahre hinweg praktisch wartungsfrei, selbst unter den sensorfeindlichen Prozessbedingungen bei Vorarlberger Lieferbeton. Möglich macht dies das äußerst robuste, glasfreie Design mit Email-Messmembran.
Der Autor: Dr. Martin Freudenberger Produktmanager Analyse, Endress+Hauser
Die Produktion bei Vorarlberger Lieferbeton sieht aus wie jede normale Betonproduktion – und damit höchst bedrohlich aus Sicht eines Sensors. Schlamm, Schmutz und Laugen mit einem pH-Wert von bis zu 13 machen das Prozessumfeld zu einem Arbeitsplatz, der pH-Sensoren an die Grenzen ihrer Einsatzfähigkeit bringt. Die abrasive Wirkung der festen Inhaltsstoffe im Betonabwasser und die Feinteilchen, die die Diaphragmen herkömmlicher pH-Sensoren rasch verstopfen, tun ein Übriges. Störungen und Ausfälle stehen an der Tagesordnung, die gängige Messtechnik scheint gebaut für tröpfchenweise Messungen in der Pharmaindustrie, nicht aber für das grobe Geschäft der Betonproduktion.
Vorarlberger Lieferbeton, einer der größten Produzenten von Beton in Westösterreich, wagte schließlich den Wechsel zur pH-Elektrode Ceramax von Endress+Hauser und verbaute den Sensor in der Abwasserneutralisation. Nach einigen Monaten im Einsatz zeigt sich: Ceramax liefert kontinuierlich und zuverlässig Messwerte, ohne nach einer Kalibrierung zu verlangen. Den Mitarbeitern in der Produktion bleibt die zusätzliche Arbeit der Wartung erspart, während die Qualität des Abwassers durch die kontinuierliche Messung und fein darauf abgestimmte Behandlung deutlich verbessert wurde. „Die pH-Messung mit Ceramax von Endress+Hauser liefert seit der Inbetriebsetzung sehr genaue Messwerte. Nicht zuletzt dadurch konnte die Reinigungsleistung der Anlage auf einen hohen Stand gebracht werden. Bisher waren keinerlei Eingriffe zur Betreuung der Messlinie notwendig“, erläutert Patrick Raunegger, Betriebsleiter von Vorarlberger Lieferbeton.
Schutzkorb unnötig
Standard-Glas-pH-Elektroden kommen bei solchen Applikationen schnell an die technischen Grenzen. Einerseits besteht immer die Gefahr eines Glasbruchs und damit des Ausfalls der Messstelle. Weiterhin ist das eigentlich pH-empfindliche Teil am Sensor die Glaskugel, die wegen der geringen Oberfläche schnell verschmutzen oder belegt werden kann. Permanente Reinigung und regelmäßige, zeitraubende Kalibrierung sind die Folge.
Ceramax CPS341D geht hier einen anderen Weg. Das Trägermaterial des Sensors besteht aus Edelstahl und ist somit gegen suspendierte Feststoffe oder gar turbulente Strömungen in Rohrleitungen oder bei Rührwerken mechanisch stabil. Das bedeutet auch, die Ceramax-Elektrode kann ohne zusätzlichen Schutzkorb direkt im Probenstrom eingebaut werden.
Das pH-empfindliche Material bei der Ceramax ist Email, das in einem mehrstufigen, aufwändigen Brennprozess fest auf das Trägermaterial Stahl aufgebracht wird. Dabei wird der komplette Elektrodenschaft korrosionsgeschützt mit blauem Email überzogen. Am unteren Ende des Schafts ist das pH-empfindliche gelbe Email ringförmig aufgeschmolzen. Die pH-empfindliche Messfläche ist dadurch um ca. Faktor zehn größer als bei Glaselektroden, wodurch die Gefahr einer anhaftenden Verschmutzung deutlich sinkt und die Elektrode wegen der großen, glatten Oberfläche auch einfacher zu reinigen ist. Normalerweise reinigt das fließende Prozessmedium den Sensor alleine durch die Fließgeschwindigkeit.
Die Ceramax-Elektrode ist mit Memosens-Technologie ausgestattet, d. h. der Sensor wird im Werk vorkalibriert und kann dann sofort im Prozess eingesetzt werden. Wichtige Prozessdaten werden direkt im Memosens-Steckkopf gespeichert. Durch die hochwertige Bauart von Email auf Stahl ist die Elektrode sehr langzeitstabil und muss je nach Applikation allenfalls nur einmal pro Jahr oder noch seltener nachkalibriert werden: Die Elektrode ist praktisch wartungsfrei. Weiter eliminiert die Memosens-Technologie alle Arten von feuchtigkeitsbedingten Störungen, die dem Betreiber bei herkömmlichen pH-Sensoren das Leben schwer machen.
CIP-fähig und sterilisierbar
Doch nicht nur als Heavy-Duty-Elektrode hat sich die Ceramax bewährt. Da sie nach EHEDG-Kriterien gereinigt werden kann und das entsprechende Zertifikat besitzt, ist sie CIP-fähig und sterilisierbar. Das macht sie auch interessant beispielsweise in der Food-Industrie und Biotechnologie. Kurz: Überall dort, wo Langzeitstabilität und lange Lebensdauer der pH-Messtechnik gefragt sind.
Halle 11.1, Stand C27
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