Endress+Hauser: Coriolis Messgeräte mit vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten

Coriolis-Durchflussmessgeräte können vieles und der Promass von Endress+Hauser sogar noch ein bisschen mehr. Die Geräte verfügen über eine hohe Prozessstabilität, bestechen durch ihre hohe Praxisgenauigkeit und erfüllen jetzt neu sogar die hohen Anforderungen der ASME BPE in der Pharmaindustrie. Auf Wunsch liefern die Geräte neben Massedurchfluss, Temperatur und Dichte auch noch die Viskosität direkt aus dem Prozess. Ein Parameter, über den sich sowohl die Produktionsprozesse als auch die Qualität sehr gut steuern lassen.

Jedes zweite installierte Coriolis- Durchflussmessgerät stammt von Endress+Hauser. Mit einem Nennweitenbereich von DN 1 bis DN 250 deckt die Promass-Sensorfamilie ein breites Anwendungsspektrum ab. Die Geräte kommen im eichpflichtigen Verkehr, in Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie, Petrochemie sowie Öl & Gas und in vielen anderen Branchen zum Einsatz. Weitere Vorteile des Messprinzips sind seine universelle Einsatzfähigkeit für Flüssigkeiten und Gase, unabhängig von den physikalischen Stoffeigenschaften wie z. B. der Leitfähigkeit. So können fast alle Medien gemessen werden, vom Reinigungs- oder Lösungsmittel über Latex bis hin zu Gasen. Auch die Form des Strömungsprofils beeinflusst die Messung nicht. Zudem sind keine Ein- und Auslaufstrecken notwendig.

Multiparametersystem eröffnet neue Möglichkeiten

Die multivariable Sensorik der Massedurchflussmessgeräte misst inline und direkt gleichzeitig Massedurchfluss, Dichte, Temperatur. Der Promass von Endress+Hauser liefert als vierte wichtige Labormessgröße sogar noch die Viskosität direkt aus dem Prozess. Damit trifft der Hersteller genau ins Schwarze. Denn der zunehmende Kostendruck erfordert von den Anwendern eine ständige Prozessoptimierung bei gleichzeitiger Absicherung der Produktqualität. Das im Oktober 2005 veröffentlichte Namur- Arbeitsblatt NA113 „ Online- Analytik zur Prozessführung“ beschreibt die Chancen, die zusätzliche Online-Prozessinformationen bieten, wie folgt: „In der Zukunft wird die Online- Analytik zur Prozessführung in breiten Anwendungsfeldern zu deutlichen Verbesserungen bei Wirtschaftlichkeit und Produktqualität führen. Hierzu leistet auch die von der FDA in der pharmazeutischen Industrie gestartete Initiative „Process Analytical Technology“ (PAT) einen Beitrag. Sichere, leistungsfähige und damit auch wirtschaftlich optimale Prozessführung in der chemischen Industrie ist mehr denn je auf Messdaten aus den betreffenden Prozessen angewiesen.

Zunehmend werden zur Regelung stoffspezifische Informationen, z. B. Konzentrationen, eingesetzt.“ „Der Einsatz von Online-Analytik in Kombination mit Prozessführung birgt ein enormes wirtschaftliches Potential, wobei sich zusätzlich zu den Einsparungen durch den bloßen Einsatz von Online-Analytik (z. B. im Bereich Laboranalytik) durch die Kombination mit Prozessführung weitere Benefits realisieren lassen. Die Verbesserungen im Bereich Sicherheit und Umweltschutz – also erhöhte Arbeitshygiene durch entfallende manuelle Probennahme und höhere Verfahrenssicherheit und gesicherte Einhaltung von Grenzwerten durch zeitnahe Kenntnis des Prozesszustandes sowie wirtschaftliche Vorteile durch den Verzicht oder die Reduzierung der kostenintensive Laboranalytik lassen sich schon durch den bloßen Einsatz von Online- Analytik erzielen. Hierbei handelt es sich um eine Reduktion der Produktionskosten, es wird also Geld gespart!“

Weltweit genauestes Coriolis-Gerät

Die spezifizierte Standard-Messabweichung der Geräte von Endress+Hauser liegt wie bei anderen führenden Herstellern bei ±0,1 % des Messwertes. Seit kurzem sind auch Promass mit nur noch 0,05 % Messabweichung verfügbar. Doch nur eine nach ISO/EN17025 akkreditierte Rückführbarkeit der Produktionskalibrieranlage sichert diese in der Spezifikation angegebenen Werte wirklich ab. Nicht alle Hersteller arbeiten mit sauberen Rückführbarkeitsphilosophien. Dem Schweizer Familienunternehmen ist es nun als erstem Hersteller gelungen seine Produktionskalibrieranlagen auf eine von der Schweizer Akkreditierungsbehörde Metas akkreditierte Messunsicherheit von 0,015 % zertifizieren zu lassen. Damit ist die Rückführbarkeit verbrieft und wird in jedem Kalibrierprotokoll in Kombination mit der Akkreditierungsurkunde dokumentiert.

Eine Überprüfung der weltweit genauesten Kalibrieranlagen – bei der Promass als Vergleichsnormal mit einer Reproduzierbarkeit von 0,03 % zum Einsatz kam – zeigte, dass diese hohen Genauigkeiten bei der Durchflussmessung nur wenige Anlagen einhalten können und sie einen enormen technischen Aufwand erfordern. Gerade in abrechnungs-relevanten Großmengenmessungen ist eine exakte Messung mit nachweisbar höchster Genauigkeit von besonderer Bedeutung. Denn hier spart jede Nachkommastelle bares Geld.

Knackpunkt Praxis-Genauigkeit

Die Tücke dabei: Die Messgenauigkeit ist zwar unter Referenzbedingungen auf dem Papier verbrieft, muss dann aber auch in der realen Anlage sichergestellt sein. Im realen Prozess treten immer Temperatur- und Druckänderungen auf, die es in der Fehlerbetrachtung zu berücksichtigen gilt. Die entscheidende Größe für den Anwender ist also die so genannte Praxisgenauigkeit. Erst diese liefert dem Anwender eine zuverlässige Aussage über die Präzision und Stabilität seiner Coriolis-Massedurchflussmessgeräte im Prozess. Aus dem direkten Vergleich mit verschiedenen Geräten anderer Hersteller geht Endress+Hauser als eindeutiger Sieger hervor. Die Praxisgenauigkeit ihrer Geräte liegt wegen der besonderen Temperatur- und Druckstabilität sowie der Immunität gegenüber Rohrleitungsverspannungen weit vor den Werten anderer Hersteller. Nicht ohne Grund ist Promass das erste in der Großchemie standardisierte Coriolismessgerät zur hochgenauen und prozessstabilen Dichtemessung.

Das Geheimnis des Erfolgs liegt in der Konstruktion. Die Geometrie der Messrohre der Massedurchflussmessgeräte haben die Entwickler mit der numerischen Finite-Elemente- Methode (FEM) am Rechner in Richtung Prozessstabilität optimiert. Die Simulation zeigte, dass ein leicht gebogenes Messrohr Druck- und Temperaturverspannungen am besten und sogar vollständig kompensiert. Denn das clevere Design des Sensorschutzgehäuses (Second Containment) leitet Rohrleitungsverspannungen ohne Beeinflussung des Messsignals wirkungsvoll ab. Die pfiffige Konstruktion in Kombination mit einer hohen Schwingfrequenz gewährleistet eine hohe Prozessstabilität bei gleichzeitig sehr schneller Signalerfassung.

Optimierte Messtechnik bei hygienischen Anwendungen

Für die boomende Bio- Technologie-Branche hat Endress+Hauser jetzt ein Gerät entwickelt, das höchste Ansprüche an Hygiene und Design erfüllt. Der Clou dabei: Es handelt sich um das erste Edelstahl- Einrohrsystem, das die gleiche Leistungsfähigkeit wie klassische Zweirohrtechnologien aufweist. Mit Promass P, dem neuen Edelstahl-Einrohrsystem wurden erstmals die strengen Anforderungen der ASME BPE 2005 erfüllt.

Der qualifizierte Partner der Pharmaindustrie richtet seine Produktionsprozesse bereits heute konsequent auf den zukünftigen Standard aus. Bei der Herstellung setzt das Unternehmen auf modernste Schweißtechnologie, optimal ausgewählte Materialien und einen hohen Qualitätsstandard. Dies macht sich in einigen wichtigen Kenngrößen äußerst positiv bemerkbar. Die Geräte zeichnen sich durch einen niedrigen Delta- Ferrit-Gehalt, eine geringe Oberflächenrauigkeit sowie eine vollständige pharmagerechte Dokumentation aus. Ein Certificate of Compliance liegt jedem neuen Promass P bei der Auslieferung auf Wunsch bei. Der große Temperaturbereich der Geräte ist ein zusätzliches Plus. Sie liefern auch bei starken, schnellen Prozess-, Reinigungs- und Sterilisationstemperatur- Änderungen hochgenaue stabile Messwerte und schrecken weder vor Kälte (bis –50 °C), noch vor hohen Temperaturen (+200 °C) zurück. Dies erlaubt es dem Anwender seine Anlagen bei weit über 120 °C zu sterilisieren. Danach kann er sofort mit kühleren Medien weiterarbeiten.

Das hygienische Design schließt Rekontaminationen aus. Das Messrohr ist komplett leerlauffähig und lässt sich auch von anhaftenden Medien sehr einfach reinigen. Da im Einrohrsystem keine Scherkräfte auftreten und die Druckverluste wesentlich geringer als in Zweirohrsystemen ausfallen, eignen sie sich insbesondere auch für die schonende Förderung empfindlicher Produkte.

Jeder nach seiner Facon

Selbst die chemische und pharmazeutische Industrie ist in den letzten Jahren deutlich kostenbewusster geworden. Es lässt sich ein deutlich spürbarer Trend „Back to Basics“ beobachten. Aus diesem Grund bietet Endress+Hauser ein speziell auf die Messtellenanforderung der jeweiligen Branche abgestimmtes und segmentierbares Sensorprogramm mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen an. Für hygienische Anwendungen stehen z. B. die (E-Serie mit 0,25 % Messabweichung, die S- und P-Serie mit 0,1 % Messabweichung) zur Verfügung.

Zusätzlich zu allen technischen Finessen sollen Messgeräte heute auch noch modular und flexibel sein. Den Promass gibt es als Multiparametertechnologie in unterschiedlichsten Ausgangskarten. An großen Chemie-Standorten sind manchmal Tausende von Geräten in verschiedensten Ausgangsvarianten (mehrere Strom, Puls, Relais, usw.) im Einsatz. Das modulare Konzept und spezielle Umbausätze ermöglichen es nun sogar bei Ex-Geräten, das richtige Gerät schnell und einfach durch Umbau einer Standard-Lagervariante zur Verfügung zu stellen (Abb.4). Die Lagerbestände reduzieren sich auf ein Standardgerät pro Nennweite – die Kosten sinken, die Verfügbarkeit steigt.