TOC-Analysator

(Bild: Horiba Tocadero)

  • Die Online-Messung des gesamten organischen Kohlenstoffs ist eine etablierte Technik, die viele Anwendungsfelder kennt.
  • Ein neuer Analysator vereint hier die bewährte Technik der Hochtemperatur-Verbrennung mit smarten Funktionen der Industrie 4.0.
  • Der Fokus bei der Entwicklung lag dabei bewusst auf dem Anwender: einfache Bedienung, übersichtlicher Aufbau und geringe Wartungskosten.

Der gesamte organische Kohlenstoff (Total Organic Carbon, TOC) ist in verschiedenen Anwendungen das Maß für die Wassergüte. Wasserströme werden online gemonitort und bei Grenzwertüberschreitungen Maßnahmen eingeleitet. Da diese Analysatoren rund um die Uhr laufen, ist ein Ausfall der Online-Messung meist kritisch zu sehen. In vielen Fällen bedeutet dies die Abschaltung des laufenden Prozesses. Daher werden an die Online-Analytik besondere Kriterien gestellt. Bestehende Lösungen setzten auf bewährte Technik und Kommunikation. Der Schritt hin zur Industrie 4.0 fehlt an vielen Stellen.

Neue Funktionen der Industrie 4.0

Diesen wagt nun Horiba Tocadero mit dem Tocadero One und vereint das Bewährte mit neuer Technik. Die Bestimmung des TOC durch die Hochtemperatur-Verbrennung wurde neu durchdacht und um Industrie-4.0-Funktionen erweitert. Bei 1.200 °C erfolgt die vollständige Umsetzung kohlenstoffhaltiger Verbindungen zu CO2, welches mit einem NDIR-Detektor gemessen wird. Die gleichzeitige Bestimmung des gesamten Stickstoff-Gehalts (TNb) ist ebenfalls möglich. Außer einer 1-prozentigen Salzsäure zum Ausstrippen des anorganischen Kohlenstoffes (TIC) werden keine Chemikalien oder Katalysatoren benötigt.

Der TOC-Analyzer verzichtet auf unnötige bewegte Bauteile, um Wartungskosten zu sparen und die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen. Die Optimierung des Aufbaus ermöglicht den flexiblen Einsatz bei gleichbleibender Performance.

Keine aufwendigen Umbauten nötig

Je nach Anwendungfeld unterscheiden sich die Anforderungen an den Analysator massiv. Hochbelastete Abwässer erfordern weite lineare Bereiche, hohe Robustheit und Partikel-Gängigkeit. Sehr gute Empfindlichkeit wird bei Messungen im Kondensat-Rücklauf gefordert. Andere Anwendungen bringen hohe Salzfrachten
mit und stellen eine weitere Schwierigkeit dar. In all diesen Applikationen lässt sich der neue TOC-Analyzer einsetzen – und dies ohne Änderungen oder aufwendige Umbauten. In die Entwicklung und Konstruktion des Geräts sind dazu jahrzehntelange Erfahrungen eingeflossen.

Applikationsbedingte Einstellungen können direkt durch den Anwender vorgenommen werden. Durch die Anzahl an Injektionen kann die Empfindlichkeit gesteuert werden. Die Verwendung kleinerer Injektionsblöcke oder die automatische Verdünnung der Probe reduzieren den Eintrag in den Ofen. Dies verlängert die Wartungsintervalle auch bei schwierigen Proben entscheidend. Messintervalle, Mess- und Auswertemethoden lassen sich frei wählen und einstellen. Verschleppung und Matrixeffekte können durch die vorherige Spülung der Flusslinie mit Probe verhindert werden, was sichere Ergebnisse liefert. Auch die digitalen und analogen Ein- und Ausgänge sind frei konfigurierbar und auf individuelle Anforderungen einstellbar.

Auswertung von Sensoren und Nutzungsdaten
Durch die gezielte Auswertung von Sensoren und Nutzungsdaten ist die Vorhersage von Wartungen möglich. (Bild: Horiba Tocadero)

Smarte Lösungen im industriellen Umfeld

Neben den etablierten Kommunikationswegen wie 4-20 mA stehen weitere Kommunikationswege für die Anbindung an die IT von Prozessleitsystemen bereit. Schnittstellen wie Modbus oder UPC UA machen Statusdaten wie Drücke, Spannungen, Temperaturen oder Gasflüsse jederzeit verfügbar. Durch programmierte Routinen können diese ausgewertet und verarbeitet werden. Eine weitere Möglichkeit ist die direkte Fernsteuerung des TOC-Analyzers mit der „Remote Control“ auf den Rechnern des Prozessleitsystems. Die Anwendung stellt ein vollumfängliches Abbild der Analyzer-Software bereit. Es können die gleichen Einstellungen vorgenommen werden, wie auch am Bedienfeld des TOC-Analyzers. So ist die Steuerung auch an schwer zugänglichen oder zugangsbeschränkten Orten einfach und schnell.

Die Datenübertragung ist nicht nur kabelgebunden möglich. WLAN, 4/5G oder „Lorawan“ machen den Einsatz auch an nicht erschlossenen Orten möglich. Mit dem integrierten WLAN-Hotspot werden optionale AR-Brillen angebunden. Bei dieser Technik trägt der Anwender eine smarte Brille mit integrierter Kamera und Bildschirm. Sie ermöglicht den schnellen Service und Support durch den Hersteller. Die Vorteile liegen auf der Hand: Der Anwender hat im Gegensatz zum Telefon beide Hände für Arbeiten zur Verfügung. Der Unterstützende sieht dasselbe wie der Anwender dank der Live-Videoübertragung. Über den Bildschirm der AR-Brille können weitere Informationen wie Handbücher, Schaltpläne oder Anweisungen angezeigt werden.

Die Organisation eines Vorort-Termins dauert in der Regel mehrere Tage. Die Remote-Unterstützung ist dagegen oft schon am selben Tag realisiert. Dies kann zu einem großen wirtschaftlichen Vorteil führen, da Ausfallzeiten minimiert und Unterstützung bei Wartungen schnell realisiert werden können. Standortunabhängige Schulungen sind ein weiteres Anwendungsgebiet, das mithilfe der AR-Brillen realisiert werden kann.

Vorausschauende Wartung macht den Unterschied

Um ungeplante Serviceeinsätze im Vorfeld zu vermeiden, besitzt der Anaylsator eine „Predictive Maintenance“-Funktion. Sensoren, die Temperaturen, Drücke und Gasflüsse messen, werden ausgewertet, und anhand der Nutzungsdaten wird ein Verbrauchsprofil erstellt. Erreicht ein Wert das Warn-Level, färbt sich die Anzeige orange. Überschreitungen werden rot gekennzeichnet und eine Meldung ausgegeben. Wartungen sind vorhersehbar und planbar, was mehr Sicherheit während des Betriebs gibt. Plötzliche Ausfälle des TOC-Analysators werden so vermieden. Ein weiteres Plus für die Wirtschaftlichkeit.

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