usePAT
Enabler für die Industrie 4.0

Industrie 4.0 bedeutet den Bedarf nach permanent verfügbaren Prozessdaten für die Prozessindustrie – auch in der Flüssigkeitsanalyse. Solche Daten stehen für Messgrößen wie Temperatur, pH oder Gelöst-Sauerstoff zur Verfügung. In anderen Bereichen sind die Messsysteme aus verschiedenen Gründen von einer vorherigen Aufbereitung im Labor und damit von einer Probenentnahme abhängig - sie können bis dato nicht direkt im Prozess gemessen werden. Dies widerspricht dem Streben der Industrie 4.0 nach Optimierung und Automatisierung. So kann z.B. eine Produktion nur dann optimiert laufen, wenn der Prozess auf Grund von Echtzeitdaten direkt aus dem Prozess gesteuert wird.

Patentierte Ultraschalltechnologie

Die usePAT GmbH, ein High-Tech Unternehmen aus Wien, hat es sich zur Aufgabe gemacht, dieser Herausforderung zu begegnen. Mit der patentierten Ultraschalltechnologie werden Messungen in industriellen Flüssigkeiten möglich bzw. verbessert. Zeit- und kostenaufwändige Probenentnahmen zur Analyse der Flüssigkeiten werden auf ein Minimum reduziert und die Kunden von usePAT erhalten systemrelevante Daten in Echtzeit direkt aus ihrem Prozess.

Die Verbesserung der in-line Messungen in Flüssigkeiten ist in der überwiegenden Mehrheit der aller Industrien einsetzbar, in denen Prozessflüssigkeiten zum Einsatz kommen. usePAT Kunden kommen z.B. aus den Bereichen Pharma, Lebensmittel, Chemische Produktion, Wasserwirtschaft, Consumer Goods Produktion sowie aus dem Forschungs- & Entwicklungsumfeld.

Die Vorteile sind mannigfaltig. Durch die gewonnen Echtzeit-Daten kann z.B. auf Änderungen im Prozess umgehend reagiert werden. Dadurch werden unter anderem Optimierungen in den Bereichen Produktqualität, Ressourcenschonung, Ertrag oder Mitarbeitersicherheit erreicht.

Gesteigerte Ressourceneffizienz

Das Unternehmen zielt mit seinen Produkten darauf ab, die Produktivität seiner Kunden zu steigern. Darunter fällt auch die Reduktion des Einsatzes von Ressourcen, was wiederum einen positiven Umweltaspekt mit sich bringt. Darüber hinaus können Fehlproduktionen vermieden werden, die mitunter aufwändig wiederaufbereitet oder gar entsorgt werden müssten. Die beschriebenen Echt-Zeitdaten direkt aus dem Prozess erlauben eine erhöhte Flexibilität für den Prozessverantwortlichen, da auf Basis der Information quasi live in den Prozess eingegriffen werden kann: Der Prozess wird nicht mehr an Hand von Parametern gestellt, sondern kann an Hand der gewonnen Daten den Prozess optimiert geführt werden.

Die Technologie

Um aufwändige Probenentnahmen zu vermeiden und gleichzeitig für die Prozesssteuerung vorteilhafte Echtzeitdaten zu generieren fängt Soniccatch by usePAT direkt in Flüssigkeiten kleine Teilchen mittels Ultraschall und präsentiert diese Sonden und Sensoren zur Messung. Durch die Agglomeration der Teilchen können in der Flüssigkeit Signale wie von einem Sediment einer offline Labormessung erzielt werden. Dadurch kann z.B. die chemische Zusammensetzung der Teilchen, wie Kristallen oder biologischen Zellen, in Echtzeit analysiert werden – und das ohne Probennahme und aufwändigen Aufbereitungsschritten im Labor. Der Zeitverlust durch die Analyse im Labor wird vermieden und der Prozess kann ohne dementsprechenden Zeitversatz adaptiert werden. Vor allem in kontinuierlichen Produktionen (einer starken Strömung in der Industrie 4.0) kann dies zu erheblichen Vorteilen bei den Produkten und hier vor allem hinsichtlich Qualität und Ertrag führen. soniccatch ist als add-on konzipiert und kann dementsprechend mit unterschiedlichen Sonden und Sensoren kombiniert werden. Sehr große Vorteile bringt die durch soniccatch erhöhte Messsignalstärke bei Process Analytical Technology (PAT) Sonden. So sind z.B. Raman oder Infrarot Systeme für Messungen direkt in Flüssigkeiten ohne die in-line Aufbereitung durch soniccatch oft nicht sensitiv genug.

Die Technologie wurde auch bereits in Messzellen für Messaufgaben mehrerer Sonden sowie in Durchflusszellen integriert. Teilchen, die den Messgeräten präsentiert werden, können unterschiedlichster Natur sein. So können z.B. auch (sich bildende) Kristalle, biologische Zellen oder Öltröpfchen vom Ultraschall gefangen werden. Weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten bieten sich mit der Möglichkeit Mikroplastik-Partikel einzufangen. Die Größe der gefangenen Teilchen erstreckt sich von in etwa 1 bis 100 Mikrometer (0,001 – 0,1 mm).