Industrie + Technik

Vorboten des Brexit | Die Exportmengen der deutschen chemischen Industrie in das Vereinigte Königreich (GB) sanken im ersten Halbjahr 2018 gegenüber dem gleichen Vorjahreszeitraum um 21 Prozent auf etwa 1,1 Mio. Tonnen; die Chemieimporte sanken um 5,5 Prozent auf 0,8 Mio. Tonnen. Chemische Grundstoffe haben aufs Gewicht bezogen am gesamten Export nach GB einen Anteil von 12 Prozent, am Import von dort 10 Prozent.Allgemein entflechten Industrieunternehmen nach dem Export- und Importseismograf Deutschland die Lieferketten zwischen Deutschland und Großbritannien. Demnach sanken die gesamten Exporte nach GB im ersten Halbjahr um 8,1 Prozent, die Importe aus GB um 15,2 Prozent. Für Ulrich Lison, Außenwirtschaftsexperte beim Logistiksoftwareanbieter AEB und Mitherausgeber der Studie, sind die Rückgänge nur ein Vorgeschmack auf das, was passiert, wenn nach dem Brexit Zölle und längere Lieferzeiten „aufgrund von Zollformalitäten die bisherige Arbeitsteilung unwirtschaftlich machen“. MB<ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.aeb.com" target="_blank">www.aeb.com</a></ext-link>Mehr Kleber | Die deutsche Klebstoffindustrie setzte im Jahr 2017 etwa 3,85 Mrd. Euro um und damit 2,7 Prozent mehr als im Jahr zuvor. Für das Jahr 2018 erwartet die Branche ein Plus von bis zu 3 Prozent. Wesentlicher Wachstumstreiber war der Aufschwung der Weltwirtschaft.Boris Tasche, Vorstandsvorsitzender des Industrieverbands Klebstoffe, sieht trotz wirtschaftlicher und geopolitischer Risikofaktoren einen gefestigten weltweiten Aufschwung mit Steigerungen des Bruttosozialprodukts von 2,2 Prozent in reifen Märkten und 4,3 Prozent in Schwellenländern.Bei Fahrzeugbau, Papier und Verpackungen, Holz und Möbeln, Elektronik und Bau legten die Umsätze im Jahr 2017 zu. Die Holzklebstoffbranche setzte 2 Prozent mehr um. Dabei stiegen die Umsätze der PVAc-Klebstoffe (Holzleime) um 3,2 Prozent, die der Schmelzklebstoffe blieben stabil, die der Folienklebstoffe sanken um 6,2 Prozent. MB

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Kurz notiert: Innen‐ und Außenwirtschaft

Vorboten des Brexit | Die Exportmengen der deutschen chemischen Industrie in das Vereinigte Königreich (GB) sanken im ersten Halbjahr 2018 gegenüber dem gleichen Vorjahreszeitraum um 21 Prozent auf etwa 1,1 Mio. Tonnen; die Chemieimporte sanken um 5,5 Prozent auf 0,8 Mio. Tonnen. Chemische Grunds...

Thermosensoren kontrollieren die Temperatur, die meist wichtigste Messgröße in der Prozessanalytik. Um den Kalibrieraufwand dafür zu senken, gibt es jetzt immer häufiger selbstkalibrierende Systeme, und zwar sowohl bei Titrationen als auch bei Inline-Messungen.
Unabhängig davon, ob es sich um chemische Reaktionen oder um die Mischung mehrerer Komponenten handelt – bei fast jedem dieser Vorgänge ändert sich die Temperatur. Darum wird sie an vielen Punkten eines chemischen Prozesses gemessen, und in manche flüssigkeits- oder gasführende Rohrleitung ragt ein stabförmiger Einsatz mit einem Temperatursensor. Die häufigste Ausführung besteht aus einem Widerstandssensor in Dünnschichttechnik, meist mit Pt-100-Sensoren: eine dünne Platinleiterbahn auf einem Keramikplättchen mit einem Widerstand von hundert Ohm bei null Grad Celsius.Eine Auswerteelektronik (Temperaturtransmitter) wandelt den primär gemessenen elektrischen Widerstand in ein standardisiertes Ausgangssignal um. Ein Display am Gerät zeigt das Signal an oder es geht weiter, etwa an einen zentralen Leitstand oder an eine Cloud.Damit lässt sich die Temperatur lückenlos überwachen, was für einen funktionierenden und ökonomischen Ablauf vieler Prozesse in Chemie-, Pharma-, Lebensmittel-und Biotechnik Voraussetzung ist. Dies gebietet, die Thermometer regelmäßig zu kalibrieren. Bei Arznei- und Lebensmitteln ist das aus regulatorischen Gründen erforderlich. Dazu gehören etwa die Vorgaben von FDA (Food and Drug Administration in den USA) und GMP (Good Manufacturing Practice).<h2>Beispiel Pflanzenöle</h2>Ein Hersteller pflanzlicher Öle und Fette hat im Herstellungsprozess eine definierte Temperaturspanne zu gewährleisten und dies Batch für Batch zu dokumentieren. Gemäß der klassischen Arbeitsweise baut das Team in der Produktion nach jeder Charge die Sensoren aus, kalibriert sie und baut sie wieder ein.<figure><img src="https://media.graphcms.com/h2bZN91ERuukD9AyN6Qo"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Ein selbstkalibrierender Temperaturfühler macht in einer Öl-und-Fett-Produktion 3000 Prozessunterbrechungen pro Jahr unnötig. Foto: Endress + Hauser</figcaption></figure>
Eine Alternative sind selbstkalibrierende Inline-Thermometer. Dabei arbeiten zwei Sensoren zusammen. Ein kalibrierter Referenzsensor reagiert auf ein Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, der Curie-Temperatur, bei der sich magnetische Materialeigenschaften abrupt ändern. Dies tritt zum Beispiel dann ein, wenn die Produktionsanlage nach Abschluss eines Batchs gereinigt wird. Der Referenzsensor veranlasst dann eine Rekalibrierung des Primärsensors, eines Pt-100-Sensors. Das geht automatisch, sodass keine Inspektion durch einen Fachmann nötig ist – es sei denn, der Sensor meldet eine Fehlfunktion.Die Daten der letzten 350 Messungen werden gespeichert. Mit ihnen führt der Temperaturfühler permanent eine Selbstdiagnose durch und schlägt bei ungewöhnlichen Trends Alarm. Das Rekalibrierungsprotokoll wird elektronisch ausgegeben und steht dann für die Dokumentation zur Verfügung. So weiß der Betreiber, dass seine Temperatursensoren einwandfrei funktionieren und die regulatorischen Anforderungen erfüllen. In der Öl-und-Fett-Produktion entfallen durch die selbstkalibrierende Alternative 3000 Prozessunterbrechungen pro Jahr und ebenso viele Technikereinsätze.<h2>Thermotitration</h2>Wie in der zerstörungsfreien Analytik, etwa bei Inline-Messungen, so ist in der zerstörenden, etwa bei Titrationen, die Temperatur als „Maß aller Dinge“ ein alternativer Parameter zu pH-Wert und anderen. Dies zeigt sich bei nasschemischen quantitativen Bestimmungen.Die Temperatur ändert sich bei exothermen oder endothermen Reaktionen am Titrationsendpunkt nicht mehr. Denn der Analyt ist durch Reaktion mit der zudosierten Maßlösung genau an diesem Punkt verbraucht. Daher bieten sich Temperatursensoren als Alternative zu Glassensoren mit einer pH-Membran an. Die thermometrische Titration bietet den Vorteil, dass ein Befüllen und Wiederbefüllen mit Elektrolytlösungen, die Konditionierung der Elektrode und ihre Kalibrierung entfallen.<figure><img src="https://media.graphcms.com/NhmhGcB5SeCEFS0iUGdu"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Als Sensoren für die thermometrische Titration gibt es wartungs- und kalibrierfreie Varianten; dabei entfallen das Konditionieren und Nachfüllen von Elektrolytlösung. Foto: Metrohm</figcaption></figure>
<h2>Anwendungsbeispiel</h2>Für die pH-Wert-Bestimmung etwa in flusssäurehaltigen Ätzbädern in der Halbleiter- und Galvaniktechnik eignen sich Glaselektroden nicht, da Flusssäure Glas angreift. Bei Thermotitratoren jedoch lassen sich alle medienberührenden Teile aus flusssäureresistentem Kunststoff fertigen.Sogar mehrere Aufgaben sind mit ein und demselben Thermosensor zu bewältigen. Ein Beispiel ist die Bestimmung des Gehalts an Nickel- und Hypophosphitionen in einem Elektrolyten zur stromlosen Nickelbeschichtung von Oberflächen. Beide Aufgaben werden gewöhnlich mit Titrationen gelöst: Nickelionen bestimmt man unter Einsatz von EDTA (Chelatbildung) und Hypophosphit durch Rücktitration von im Überschuss zugegebenem Iod mit Natriumthiosulfat (I2 + 2 S2O32−→ 2 I− + S4O62−). Sowohl die Chelatbildung als auch die Redoxreaktion sind exotherm. So lassen sich die Titrationsendpunkte in beiden Fällen mit einem Temperaturfühler ermitteln – und das ohne zu kalibrieren, zu konditionieren oder Elektrolytlösung nachzufüllen.Damit ist die Thermotitration zwar kein Inline-Verfahren, sondern eine nasschemische Analyse. Aber alle Arbeitsschritte lassen sich mit heute verfügbaren Temperaturfühlern von der Probenahme bis zur Titrationsendpunktbestimmung automatisieren. Dies ist sowohl aus ökonomischer Sicht als auch aus Arbeitsschutzgründen attraktiv. Darüber hinaus ist – ebenso wie bei fest in einer Rohrleitung installierten Sensoren – eine Einbindung in Prozessleitsysteme möglich.Bei Thermosensoren für die nichtzerstörende wie die zerstörende Analytik sind die Trends ähnlich: keine (Nach-)Kalibrierung mehr und keine aufwendige Wartung. Oft führt dies dazu, dass thermometrische Verfahren andere ablösen.Christian Ehrensberger ist freier Mitarbeiter der Nachrichten aus der Chemie.

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