Resumo
Em parceria com a Endress+Hauser, a Evonik integrou com sucesso a espectroscopia Raman como uma poderosa tecnologia de análise de processos (PAT), do laboratório às instalações piloto e até a produção. Essa tecnologia fornece dados em tempo real, aumenta a eficiência, reduz os custos e melhora a qualidade do produto. Sua flexibilidade, escalabilidade e segurança fazem dela a chave para o novo potencial de economia no desenvolvimento de processos químicos. Os clientes podem aproveitar diretamente esse conhecimento adquirido para otimizar seus próprios processos de desenvolvimento e produção de forma sustentável.
Os resultados: maior eficiência, segurança e qualidade
16
Analisadores Raman Rxn2 instalados
50+
pontos de medição com sondas Raman Rxn
A espectroscopia Raman da Endress+Hauser se consolidou como uma ferramenta PAT essencial na Evonik. Ela permite ganhos de eficiência, reduções de custos e um lançamento no mercado mais rápido de novos produtos.
Os resultados incluem:
- Análise de processos de ponta a ponta do laboratório à produção
- Medições em tempo real possíveis em vários pontos de medição ao mesmo tempo
- Medições inline que substituem a amostragem manual
- Adequação para instalações piloto com baixos volumes
- Operação confiável mesmo em condições difíceis (por ex. zonas ATEX)
- Redução do tempo de lançamento no mercado
- Redução dos custos por meio da eliminação de avaliações em laboratório e redução dos custos com mão de obra
- Maior segurança
- Aceitação interna e aquisição de conhecimento técnico
"Com os espectros Raman, é possível atribuir picos isolados às substâncias individuais da mistura. Isso reduz significativamente o trabalho de calibração e leva rapidamente a resultados quantitativos."
O desafio: encontrar uma solução versátil com resultados em tempo real eficiente do laboratório ao processo
Em 2016, a Evonik lançou sua estratégia "do laboratório ao processo" em toda a empresa, com o objetivo de incorporar tecnologias PAT logo no início do desenvolvimento dos processos. A Evonik buscava uma tecnologia de análise de processos que apoiasse de forma eficiente todo o processo de desenvolvimento e otimização, ao mesmo tempo contribuindo para a redução de custos. O objetivo era encontrar uma solução que não apenas fornecesse dados precisos em tempo real, mas também que fosse versátil o suficiente para ser usada em uma grande variedade de ambientes de processo – do laboratório à produção.
A tecnologia deveria:
- ser universalmente aplicável para uma ampla variedade de produtos químicos, estados da matéria e condições de processo
- ser flexível e escalável do laboratório de P&D até instalações de produção de larga escala
- ser de rápida integração para reduzir os prazos de desenvolvimento e reduzir o tempo de lançamento no mercado
- melhorar a qualidade do produto através de medições contínuas inline
- funcionar de forma confiável mesmo sob condições exigentes, como zonas ATEX
Nossa solução: um sistema PAT escalável de espectroscopia Raman da Endress+Hauser
A Endress+Hauser forneceu à Evonik uma solução customizada com base na espectroscopia Raman – uma tecnologia que atende a todos os requisitos descritos. Os sistemas caracterizam-se pela excepcional modularidade e versatilidade. Graças às fibras ópticas e a diversos tipos de sondas, eles podem ser facilmente integrados em uma ampla variedade de situações de instalação. Até quatro canais independentes permitem o monitoramento simultâneo de múltiplos pontos de medição – uma vantagem clara para processos complexos.
A adequação quimiométrica dos espectros oferece um valor agregado especial — devido à compatibilidade com todos os programas quimiométricos comuns, eles podem ser analisados diretamente no espectrômetro de maneira versátil, intuitiva e em tempo real. Isso permite que dados qualitativos e quantitativos sejam registrados e interpretados imediatamente durante o processo - sem nenhuma amostragem manual demorada.
A espectroscopia Raman foi usada com êxito pela primeira vez em uma instalação piloto para o desenvolvimento de processos de hidrogenação. A sonda foi integrada em um tubo de 6 mm – significativamente menor do que nas instalações de produção. Em vez de uma amostragem diária para NMR, a tecnologia agora permite que as medições sejam realizadas inline a cada minuto e que o processo seja continuamente monitorado.
Esse processo é eficiente, preciso, e seguro. Em instalações-piloto, especialmente aquelas com baixos volumes, a composição do sistema permanece inalterada porque nenhuma amostra precisa ser coletada. Isso não só economiza tempo e dinheiro, mas também aumenta a segurança tanto para as pessoas quanto para as instalações.
Uso em áreas classificadas
Graças a seus componentes padronizados e certificados, o sistema Raman pode até mesmo ser usado em zonas ATEX a um custo acessível. Para uso em atmosferas potencialmente explosivas, a Evonik também usa a chave/detetor de nível vibrônico Liquiphant. Isso garante que nenhuma mistura de gás inflamável possa se formar no raio laser da sonda Raman – uma contribuição decisiva para a segurança do processo.
Depoimento
"Os requisitos para sistemas de medição PAT são particularmente altos, especialmente devido ao ambiente severo de instalações de processo e à necessidade de estar em conformidade com as regulamentações ATEX. A espectroscopia Raman se consolidou como uma ferramenta robusta e confiável nessa área." - Dr. Roland Peschke, especialista em PAT da Evonik Oxeno
Implementação global
Esse sistema permitiu que a Evonik não apenas aumentasse a eficiência e a qualidade no desenvolvimento de processos, mas também transferisse com sucesso a tecnologia do laboratório à produção – uma verdadeira peça-chave para um novo potencial de economia. Após a implementação bem-sucedida na Alemanha, a tecnologia Raman está sendo utilizada internacionalmente nas primeiras fábricas de produção da Evonik – com o suporte do conhecimento técnico global da Endress+Hauser.
Perguntas frequentes
