Системы для отбора проб

Eine Übersicht über unsere Probenahmesysteme

Um verfahrenstechnische Prozesse optimieren, chemische Reaktionen steuern und kontrollieren oder die Qualität von Einsatzstoffen, Zwischen- und Endprodukten prüfen zu können, werden Proben benötigt. Die Probenahme spielt dabei eine entscheidende Rolle: Probenahmesysteme müssen den gefahrlosen Eingriff in geschlossene Prozesse ermöglichen.

Die Auslegung einer Probenahmevorrichtung richtet sich nach

•    den speziellen Stoffeigenschaften des zu entnehmenden Produktes
•    dem physikalischen Zustand des Entnahmestoffes an der Entnahmestelle
•    sicherheitstechnischen Anforderungen des Betreibers
•    allgemeinen technischen Anforderungen einschließlich gesetzlicher Regelwerke
•    konstruktiven Randbedingungen.

Es ist unbedingt erforderlich, Proben sicher, repräsentativ und totraumfrei zu entnehmen.

Die Vielfalt gleichgewichtiger Anforderungen erfordert die individuelle Auslegung optimaler Probenahmesysteme. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden, vertreten durch Betrieb, Analysetechnik und Arbeitssicherheit, notwendig. Wir stellen Ihnen gerne unsere jahrelange Erfahrung und hohe Flexibilität bei Konstruktion und Fertigung zur Verfügung.

Wir bieten Ihnen individuelle Lösungen für die:

•    Probenahme von Flüssigkeiten
•    Flüssigkeitsprobenahme mit Probenkühlung
•    Probenahmesysteme mit Probenzylinder
•    Probenahme von Gasen
•    Probenahme von Schmelzen
•    Probenahme von Feststoffen

Probenahme von Flüssigkeiten

Neben Standardlösungen wie Probenahmeventilen mit Handrad und Faltenbalg oder Ventilen mit Totmannschaltung ohne Schutzschrank, bieten wir Ihnen Flüssigkeitsprobenehmer mit Spritzschutzteller und Schutzschrank. Diese Konstruktion dient der sicheren Befüllung der Flasche, ohne das Flüssigkeit über den Flaschenhals spritzen kann. Gleichzeitig werden die durch das Produkt verdrängten Gase und Dämpfe über einen Ringspalt im Flaschenkopf abgeleitet. Wir bieten die Schutzschränke für Probenahmesysteme optional mit Beleuchtung oder Sichtfenster und verschiedenen Dichtungen an.

Wird ein fest definiertes Entnahmevolumen verlangt, bieten wir Ihnen hier ein spezielles System. Bei diesem Probenahmesystem wird ein Probenvolumen von 230 ml ausgeschleust, indem der Handhebel um 180° gedreht wird. Dabei wird das konstante Volumen in die Probenflasche abgefüllt.
In der Grundstellung wird der Probenahmehahn vom Produkt durchströmt. Der gesamte Probenahmevorgang erfolgt mit einer Betätigung des Handhebels. Dabei wird zuerst der Produktein- und austritt geschlossen. Dadurch wird das Probenvolumen im Hahn vorgekammert. Mit Erreichen der Endstellung des Handhebels werden der Probenaustritt und parallel die Inertisierung geöffnet. Die Probe wird in die Flasche abgefüllt und steht für das weitere Handling zur Verfügung.
Je nach Ausführung des Probenahmesystems steht die Probenflasche in einem Schutzschrank. Dieser Probenahmehahn kann auch mit einem pneumatischen Antrieb ausgerüstet werden.
  
Überdies bieten wir Probenahmesysteme für Flüssigkeiten auch für vertikale Leitungen, in emaillierter Ausführung für besonders aggressive Medien oder in Nadel/Septum-Technik an. Auch die Probenahme von Flüssigkeiten mit Probenkühlung zählt zu unserem Lieferprogramm. Diese Art Probenehmer wird für die Probenahme von Flüssigkeiten bei höheren Betriebstemperaturen verwendet und u. a. zur Entnahme von Platformate bei 180 °C, Methylethylketon-Toluol-Gemischen oder auch Furfural bei Temperaturen bis 150 °C und Betriebsdrücken bis 12 bar eingesetzt.

Unterhalb der Entnahmearmatur wird ein Rippenkühler in Massivbauweise angeflanscht. Dieser kühlt die Probe rasch ab und dient zugleich der Abkammerung eines definierten Probenvolumens (max. 200 ml möglich).

Zur Probenahme von ausgasenden Flüssigkeiten, d.h. Flüssigkeiten mit einem hohen Dampfdruck wird ein Probenahmesystem mit einer Bypassleitung konstruiert, die ständig mit frischem Produkt durchströmt wird. Der Ablauf der Probenahme sieht vor, der Probe den Weg aus der ständig durchspülten Bypassleitung zum Probenbehälter frei zu geben, indem die Einhandschaltung betätigt wird. Das in Strömungsrichtung weiter hinten liegende Steuerventil ist währenddessen geschlossen. Der gesamte Produktstrom in der Bypassleitung durchströmt  den Probenbehälter. Gleichzeitig kann der Betriebsdruck in der Anlage über die Anzeige des Manometers kontrolliert werden.

Die Einhebelbedienung mit automatischer Federrückstellung ist mit einer Sperrschaltung gegen die Fire-Safe-Kugelhähne der Entspannungsleitung (Slopsystem) versehen.
Bei Betätigung der Einhandbedienung wird gleichzeitig ein Bolzen als Arretierung in den Bedienmechanismus dieser Entspannungshähne gestoßen, so dass ein Öffnen der Entspannungsventile während der Befüllung des Probenbehälters unmöglich ist.

Der Probenbehälter kann leicht und sicher über Schraubverriegelungen an das Probenahmesystem sowie an eine entsprechende Labordockstation angebunden werden. Der Probenzylinder ist durch ein Tauchrohr gegen Überfüllung gesichert.

Probenahme von Gasen

Die Probenahme von Gasen erfolgt über Gasentnahmestationen mit Stickstoffspülungen, die über einen Mehrwegkugelhahn gesteuert. Um eine repräsentative Probe zu erhalten, wird der Probenzylinder (150 ml) zunächst mit Stickstoff gespült. Anschließend kann der Zylinder mit der Gasprobe befüllt werden. Dabei sollte auf eine hinreichende Durchströmung geachtet werden, da nicht repräsentativer Vorlauf abzuführen ist. Der Durchfluss kann mit Hilfe eines Regulierventils und eines Durchflussmessers im Bereich von 0,4 bis 6,0 l/min eingeregelt werden.

Nachdem der Gaszylinder auf diese Weise mit repräsentativer Probe befüllt wurde, wird über zwei Mehrwege-Kugelhähne auf dessen Bypassleitung umgeschaltet und damit zugleich die Probe separiert. Um das Leitungssystem zu spülen, kann über den Stickstoffweg die Restgasphase abgeführt werden (Spülsystem).

Danach ist der Probenzylinder gefahrlos an den Verschraubungen von der Station zu trennen und dem Schrank zu entnehmen.

Das Probenahmesystem ist mit einem Sicherheitsventil abgesichert. Ein ausreichender Differenzdruck für eine Durchströmung muss gewährleistet sein. Über einen Kugelhahn kann das System zum Fackelabgang abgesperrt werden.

Probenahme von Schmelzen

Bei Schmelzenprobenehmern zur Entnahme beispielsweise von Bitumen, flüssigem Schwefel, Phenolschmelzen u. a., wird das Probenahmesystem seitlich an den Druckbehälter über eine Flanschverbindung angebunden.

Die Sicherheitstechnik des Systems kombiniert das Schleusenverfahren mit der Schutz-schranklösung – beides sind sicherheits-technische Aspekte, die auch von der BG Chemie als Stand der Technik angesehen und empfohlen werden. So wird bauartbedingt ein fest definiertes Probenvolumen abgekammert und eine Überfüllung des Probensammelgefäßes verhindert. Der Schutzschrank schafft die räumliche Trennung  zwischen dem Abfüllereignis  und den für die Probenahme notwendigen Bedienelementen. Diese sind zur Schrankaußenseite gelegt.

Das Probenahmesystem wird über zwei federrückstellende Pneumatikantriebe betätigt. Diese werden mit Hilfe eines Mehrwegeventils angesteuert, das bei Nichtbetätigung stets beide Antriebe in die Sicherheitsstellung ’ZU’ lenkt. Das Steuerventil kann aus dieser Sicherheitsstellung nach oben ausgelenkt werden, um den Probeneinlass zu öffnen und in entgegen gesetzte Richtung, um den Probenaustritt zu betätigen. Bei einem Steuerungswechsel wird zwangsweise die Sicherheitsstellung ’ZU’ durchsteuert.
Die Steuerluft für die Pneumatikantriebe wird mit Schließen der Schranktür freigegeben. Die Systemfreischaltung ist so eingebaut, dass eine Manipulation ohne Zuhilfenahme von Werkzeug nicht möglich ist.

Die Armatur öffnet den Ventilkegel in den Prozess. Die zusätzliche Dichtkraft durch den Prozessdruck wird genutzt. Im Probenauslauf ist ein Kugelhahn vorgesehen, so dass zwischen diesem und der Erstabsperrung (Einlassventil) ein definiertes Probenvolumen separiert wird.

Über einen Spülanschluss, der bis an die Erstabsperrung herangeführt wird, wird die Probenkammer mit Steuerluft oder N2 beaufschlagt und so der Probenaustrag unterstützt. Dies ist insbesondere bei der Entnahme hochviskoser Produkte von Vorteil. Die Spülung wird durch eine entsprechende Verschaltung der Pneumatik parallel zur Probenabfüllung eingeleitet.

Eine weitere mögliche Ausführung sind dampfbeheizte Doppelmantel-Schmelzenprobenehmer, bei denen der Ventilkörper und die Probevorkammer bis hin zum Kugelhahn beheizt sind. Auch hier findet das Abfüllereignis in einem Schutzschrank statt.

Dampfbeheizte Schmelzenprobenehmer für Rohrleitungen werden meist als Bodenventile ausgeführt. Das Produkt durchströmt die Armatur. Der Fluss wird bei der Entnahme der Probe nicht unterbrochen.

Die produktführende Leitung ist durch den Schutzschrank geführt, so dass der Auslaufsweg auf ein Minimum reduziert ist.

•    Auslegung bis 450 °C
•    Doppelmantel (Auslegung 40 bar)
•    Flanschanschlüsse nach DIN EN
•    Betätigung manuell oder über handgesteuerte Pneumatikantriebe
•    pneumatische Sperrschaltungen für eine hohe Arbeitssicherheit

Probenahme von Feststoffen

Die Systematik der Probenahme aus Fallleitungen durch einen Querschnittsabsammler gilt als die genaueste. Das Gerät erfasst den gesamten Produktstrom und entnimmt diesem einen repräsentativen Querschnitt, der beispielsweise für eine aussagekräftige Korngrößenanalyse unbedingt notwendig ist. Die Feststoffentnahme erfolgt über einen Schwenktrichter mit einer Austragsschräge, der je Probenzyklus mit einer 90° Schwenkbewegung über den gesamten Rohrquer-schnitt die Probe absammelt. Das Probengut fällt frei in die Probenflasche oder in angeschlossene Geräte zur weiteren Probenaufbereitung. In der Ruhestellung ist der Schwenktrichter außerhalb des Produktstroms geparkt. 

Das Probenahmesystem wird pneumatisch betätigt und kann mit Hilfe eines Steuerventils im Handbetrieb betrieben werden oder über eine Steuerung voll automatisiert werden.

Bei Kolbenventilen schließt in der Ruhestellung der Kolben des Ventils randbündig mit der Behälter- oder Rohrleitungsinnenwand ab und kann auch nicht über diese Stellung hinaus nach vorne bewegt werden. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass zu keiner Zeit Bauteile in den Prozess hineinragen und damit der Produktstrom in seinem freien Fall nicht behindert wird. Das bedeutet auch, dass Rührer während der Probenentnahme weiter betrieben werden können.

•    Restprodukt kann über einen Spülanschluss aus dem Austragsweg in die Flasche geblasen werden
•    Blockflanschanbindungen und Passstücke mit Anbindungsflansch lieferbar
•    Betätigung mit Steuerventilen im Handbetrieb oder automatisiert mittels Steuerungen
•    Flaschenanbindungen nach Prozessanforderungen und Kundenwunsch

180° Feststoffprobenehmer für Fallleitungen werden u. a. in der Pharmazie und Lebensmittelchemie eingesetzt und ermöglichen eine repräsentative Proportionalprobenahme über einen längeren Zeitraum. In den Ruhezeiten, zwischen den Entnahmeereignissen, sind der Probenaustrag und die angeschlossenen Systemeinheiten vollständig zum Prozess abgesperrt. Dieser für die Sicherheit relevante Aspekt ermöglicht zudem eine einfache Wartung und die CIP-Reinigung.

Das Gerät wird üblicherweise zur Entnahme von trockenen, rieselfähigen Feststoffen eingesetzt und entnimmt repräsentative Proben fest definierter Volumina aus Fallleitungen. Es kann von Hand gesteuert oder automatisiert betrieben werden. Der Feststoffprobenehmer wird an einem im Fallrohr eingeschweißten Blockflansch oder an einem Passstück montiert. Das Entnahmevolumen beträgt 20 ml.

Bei Drehprobenehmern wird mit einer Drehbewegung von maximal 120°  eine Probe entnommen. In einem feststehenden Führungsrohr dreht sich ein poliertes Innenrohr. Zur Probenahme überlagern sich die Öffnungsbohrungen der beiden Rohre und das Probengut rieselt frei aus. Auf dem gesamten Austragsweg bleibt die Probe so in Bewegung und wird auch mechanisch nicht beansprucht. Von Vorteil sind zudem die großen freien Querschnitte.

Die aufgefangene Probenmenge kann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Drehbewegung variiert werden. Zur Proportionalprobenahme über einen längeren Zeitraum kann der Feststoffprobenehmer automatisiert werden. Anbindung und Werkstoffe werden nach Kundenvorgaben ausgeführt

Im Bereich der Feststoffprobenehmer bieten wir außerdem in verschiedenen Ausführungen:
•    Hubkolbenprobenehmer
•    Schneckenprobenehmer
•    Handbetätigte Feststoffprobenehmer