En colaboración con Endress+Hauser, Evonik ha integrado con éxito la espectroscopía Raman como una potente tecnología de análisis de procesos (PAT), desde el laboratorio hasta las plantas piloto y, finalmente, la producción. Esta tecnología proporciona datos en tiempo real, aumenta la eficiencia, reduce los costes y mejora la calidad del producto. Su flexibilidad, escalabilidad y seguridad la convierten en la clave para un nuevo potencial de ahorro en el desarrollo de procesos químicos. Los clientes pueden beneficiarse directamente de esta experiencia adquirida para optimizar sus propios procesos de desarrollo y producción de forma sostenible.
Los resultados: mayor eficiencia, seguridad y calidad
16
analizadores Raman Rxn2 instalados
50+
puntos de medición con sondas Raman Rxn
La espectroscopía Raman de Endress+Hauser se ha consolidado como una herramienta clave de PAT en Evonik. Permite obtener importantes mejoras en la eficiencia, reducir los costes y acelerar la comercialización de nuevos productos.
Entre los resultados se incluyen:
Análisis integral del proceso, desde el laboratorio hasta la producción
Es posible realizar mediciones en tiempo real en varios puntos de medición al mismo tiempo
Las mediciones en línea sustituyen al muestreo manual
Es idónea para plantas piloto con bajos volúmenes
Funcionamiento fiable incluso en condiciones difíciles (por ejemplo, en zonas ATEX)
Reducción del tiempo de comercialización
Reducción de costes gracias a la eliminación de las pruebas de laboratorio y a la reducción de los gastos de personal
Mayor seguridad
Aceptación interna y adquisición de conocimientos especializados
«Con los espectros Raman, es posible asignar picos aislados a sustancias concretas de la mezcla. «Esto reduce considerablemente el trabajo de calibración y permite obtener rápidamente resultados cuantitativos».
Andreas, Ohligschläger, ingeniero, Evonik Industries AG
El reto: encontrar una solución versátil y en tiempo real que conecte el laboratorio con el proceso
En 2016, Evonik puso en marcha su estrategia global «del laboratorio al proceso» con el objetivo de integrar las tecnologías PAT desde las primeras fases del desarrollo de procesos. Evonik buscaba una tecnología de análisis de procesos que respaldara de manera eficaz todo el proceso de desarrollo y optimización, y que contribuyera, a la vez, a reducir los costes. El objetivo era encontrar una solución que no solo proporcionara datos precisos en tiempo real, sino que también fuera lo suficientemente versátil como para utilizarse en una amplia variedad de entornos de proceso, desde el laboratorio hasta la producción.
La tecnología debía:
ser de aplicación universal para una amplia gama de sustancias químicas, estados de la materia y condiciones de proceso
ser flexible y escalable, desde el laboratorio de I+&D hasta las instalaciones de producción a gran escala
integrarse rápidamente para acortar los plazos de desarrollo y reducir el tiempo de comercialización
mejorar la calidad del producto mediante mediciones continuas en línea
funcionar de forma fiable incluso en condiciones exigentes, como las zonas ATEX
Evonik y Endress+Hauser: Implementación satisfactoria de una solución PAT
Nuestra solución: un sistema de espectroscopía Raman PAT de Endress+Hauser escalable
Endress+Hauser proporcionó a Evonik una solución a medida basada en la espectroscopía Raman, una tecnología que cumple todos los requisitos establecidos. Estos sistemas se caracterizan por su excepcional modularidad y versatilidad. Gracias a las fibras ópticas y a los distintos tipos de sondas, se pueden integrar fácilmente en una amplia variedad de situaciones de instalación. Hasta cuatro canales independientes permiten monitorizar de forma simultánea varios puntos de medición, lo que representa una clara ventaja para los procesos complejos.
La idoneidad quimiométrica de los espectros aporta un valor añadido decisivo: al ser compatibles con todos los programas quimiométricos habituales, pueden analizarse directamente en el espectrómetro de forma versátil, intuitiva y en tiempo real. Esto permite registrar e interpretar datos cualitativos y cuantitativos de forma inmediata durante el proceso, eliminando la necesidad de muestreos manuales y reduciendo los tiempos de análisis.
La espectroscopía Raman se utilizó con éxito por primera vez en una planta piloto para el desarrollo de procesos de hidrogenación. La sonda se integró en un tubo de 6 mm, considerablemente más pequeño que los utilizados en las instalaciones de producción. En lugar de realizar muestreos diarios mediante RMN, esta tecnología permite ahora realizar mediciones en línea cada minuto y monitorizar el proceso de forma continua.
Este proceso es eficaz, preciso y seguro. En instalaciones piloto con volúmenes pequeños, la ausencia de muestreo garantiza que la composición del sistema no se vea alterada, preservando la integridad del proceso. De esta forma no solo se ahorra tiempo y dinero, sino que también se aumenta la seguridad tanto del personal como de la planta.
Los sistemas de espectroscopía Raman de Endress+Hauser resisten las duras condiciones de las plantas de proceso y cumplen con la normativa ATEX
Uso en zonas con peligro de explosión
Gracias a sus componentes estandarizados y certificados, el sistema Raman puede utilizarse incluso en zonas ATEX a un coste razonable. A fin de poder utilizarlo también en atmósferas potencialmente explosivas, Evonik utiliza el detector de nivel por horquilla vibrante Liquiphant. Así se garantiza que no pueda formarse ninguna mezcla de gases inflamables en el haz láser de la sonda Raman, lo que constituye una contribución decisiva a la seguridad del proceso.
Testimonio
«Los requisitos que deben cumplir los sistemas de medición PAT son especialmente exigentes, tanto por el entorno hostil de las plantas de proceso como por la necesidad de garantizar el cumplimiento de la normativa ATEX.». «La espectroscopía Raman se ha consolidado como una herramienta sólida y fiable en este ámbito». - Roland Peschke, experto en PAT de Evonik Oxeno
Implantación a nivel mundial
Este sistema ha permitido a Evonik no solo aumentar la eficiencia y la calidad en el desarrollo de procesos, sino también transferir con éxito la tecnología del laboratorio a la producción, un paso decisivo para acceder a nuevas oportunidades de ahorro. Tras su implantación con éxito en Alemania, la tecnología Raman está comenzando a desplegarse a nivel internacional en las primeras plantas de producción de Evonik, respaldada por la experiencia global de Endress+Hauser.
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Evonik Industries AG, con sede en Essen (Alemania), es un líder global en el campo de los productos químicos especializados. Gracias a su pasión por la innovación y la excelencia técnica, la empresa va más allá de la química tradicional para crear soluciones sostenibles para la industria y la sociedad. Evonik cuenta con instalaciones de producción en 27 países distribuidos a lo largo de seis continentes.
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