ZYRAT

Zylinderförmige IR-ATR-Sensorsysteme für die inline-Prozessanalyse in der chemischen Industrie

Optische Prozesssensorik für Industrie 4.0 Anwendungen

Der Bedarf an optischer Prozesssensorik ist stark anwachsend. Die zunehmende auch behördliche Regulierung der Produktionsprozesse verstärkt den Trend zum Einsatz von automatischer Prozessanalytik. Grundsätzlich liegt der Nutzen des Einsatzes von Prozessanalytik in der kontinuierlichen Kontrolle des Produktionsprozesses. Durch das Echtzeit-Monitoring im Prozess können der Produktionsausschuss und etwaige dafür anfallende Entsorgungskosten reduziert werden, wodurch die Umweltbelastung gesenkt werden kann. Weiterhin wird durch die Vermeidung von Produktionsunterbrechungen zur Probenentnahme für Qualitätskontrolle die Auslastung der Anlagen deutlich gesteigert. Durch ZYRAT kann erstmals die Qualitätskontrolle vom Labor in den Prozess verlagert werden. Somit können relevante Qualitätsparameter in Echtzeit, d.h. innerhalb weniger Sekunden, überwacht sowie Materialverluste und damit Produktionsrisiken weitestgehend minimiert werden.

Online- und inline-ATR-Sensorsystem mit zylinderförmiger Geometrie

ZYRAT verfolgt das Ziel ein neuartiges online- und inline-ATR-Sensorsystem mit zylinderförmiger Geometrie für die Prozessanalytik zu erarbeiten. Dieses liefert automatisiert Informationen über Materialzusammensetzungen, Prozessparameter (z.B. Konzentrationswert, Konzentrationsverhältnis, Temperatur, etc.), Reaktionsverläufe und Produktqualitäten. Die zu erarbeitenden neuartigen Prozesssensoren auf optischer Basis und deren Kombination mit zu erforschenden Prozessschnittstellen ermöglichen die qualitative Überwachung des Produktionsprozesses flächendeckend in Echtzeit. Dies erfordert eine enge Verbindung zwischen optischer und elektronischer Informationsverarbeitung. Durch Verwendung von zylinderförmigen, gekrümmten Oberflächen für die ATR-Sensorik anstelle der bisher verwendeten ATR-Kristalle mit planaren Oberflächen wird eine deutlich bessere Prozessadaption und Reinigung der Sonden ermöglicht. Sensitivität, Selektivität und Dynamik des Messsystems werden über eine optimierte Lichteinkopplung sowie durch die Verwendung eines mikrosystemtechnisch realisierten spektral abstimmbaren Infrarotsensors erhöht. Dafür ist eine integrierte, intelligente Signal- und Informationsverarbeitung erforderlich. Die neue Technologie könnte somit dazu beitragen, die Stabilität, Effizienz und die Sicherheit von Fertigungsverfahren wesentlich zu erhöhen. Die Vermarktung soll im ersten Schritt in der industriellen Anlagen- und Prozessüberwachung der chemischen Industrie (Produktion von Isocyanaten bei BASF, Lanxess und Evonik) erfolgen.

Ansprechpartner

Dr.Jörg Overbeck
+49 211 6214-569

Projektdetails

Koordinator

Dr.Moritz Klein
Endress & Hauser Conducta GmbH & Co. KG
Anton-Huber-Str. 20, 73430Aalen
+49 7361 63390 62

Projektvolumen

ca. 2,8 Mio. € (Förderquote 55,1 %)

Projektdauer

01.08.2017 - 31.01.2021

Projektpartner

Endress & Hauser Conducta GmbH & Co. KGAalen
LabCognition, Analytical Software GmbH & Co. KGKöln
Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM)Freiburg im Breisgau
InfraTec GmbH Infrarotsensorik und MesstechnikDresden
HTCO GmbHFreiburg
Finke Elektronik GmbHWaldkirch