Online Prozesskontrolle während der Herstellung von Polyoxymethylen (POM) mit Hilfe von NIR-Spektroskopie

Die Situation

Bei Polyoxymethylen (POM) handelt es sich um einen Kunststoff der z. B. in Zahnrädern, Gehäuseteilen, Kaffeemaschinen, Reißverschlüssen und Zahnbürsten verwendet wird. Polyoxymethylen ist also in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Fahrzeugbau und auch im medizinisch-technischen Bereich ein sehr wichtiger Bestandteil. Die Qualitätsanforderungen an den Kunststoff sind entsprechend hoch, weswegen die Herstellung genauestens überwacht werden muss. 

 

Im Herstellungsprozess von Polyoxymethylen muss die Zusammensetzung verschiedener Komponenten innerhalb enger Grenzen gehalten werden. Ein wichtiger zu überprüfender Bestandteil ist Methanol, der zusammen mit anderen Bestandteilen gaschromatographisch überprüft wird. Um den Prozess innerhalb des engen Toleranzbereiches zu steuern, müssen die Messungen mehrmals täglich in einem Labor stattfinden.

Dies ist nicht nur sehr zeitaufwändig, sondern auch umständlich und fehleranfällig. In der Zeit zwischen Probennahme und Messwertermittlung ( ca. 45 Minuten) läuft der Prozess ohne direkte Kontrolle weiter, was erhebliche Risiken birgt. Eine Produktion von 200 bis 300 Tagestonnen erfordert ein schnelles und effizientes Steuern des Prozesses um Bestandteile richtig zu dosieren, Konzentrationen anzupassen und Polymerisation zu vermeiden. Reagieren Produktionsverantwortliche oder Prozessingenieure nicht schnell genug, kann dies den längeren Stillstand der Anlage und einen Schaden in Millionenhöhe bedeuten.

 

Die Lösung

Da bei der NIR-Spektroskopie keine Probenvorbereitungen erforderlich sind, können zahlreiche Polymer- und Kunststoffattribute für qualitative und quantitative Parameter schnell Inline oder Atline gemessen werden. Durch die kontinuierliche Messung mit optischen Tauchsonden in Echtzeit, werden Onlinemessungen und das Monitoring in der Messwarte ermöglicht. Messergebnisse im Sekunden- oder Minutentakt gewährleisten die genaue Überwachung von Konzentration, Druck, Temperatur und pH-Wert. Bei dieser Onlinemessung im 24-Stunden-Betrieb werden Abweichung und Trends sofort sichtbar, sodass der Prozess schnell und effizient gesteuert werden kann. Um den ganzen Ablauf zusätzlich zu sichern, werden in regelmäßigen Abständen auch Laboruntersuchungen am Gaschromatographen gemacht.Ein speziell integriertes Sieb, das den Messkopf im Flussschatten umgibt, verhindert das Verstopfen des Messbereichs der Tauchsonde durch in der Zusammensetzung vorkommende Festkörper (Verklumpungen oder Partikel) und garantiert ein sicheres Messergebnis.

 

Online Prozesskontrolle während der Herstellung von Polyoxymethylen (POM) mit Hilfe von NIR-Spektroskopie (Applikationsbericht DE)

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