Gecontroleerde CO2-toevoer voor algenteelt

Gecontroleerde CO2-toevoer voor algenteelt

Jornt Spit
Cover Image

Bron: voor deze blog is Jornt Spit geïnterviewd door Eddy Brinkman op 19 juni 2019 (Betase / Bronkhorst)

Gastblogger deze keer is dr. Jornt Spit, onderzoeker bij de onderzoeksgroep Radius binnen de Belgische Thomas More hogeschoolgroep. Hij heeft een achtergrond in biochemie en biotechnologie. De onderzoekers binnen Radius werken aan hernieuwbare biomassa, waar algen en insecten worden gekweekt om deze verder te verwerken tot waardevolle grondstoffen in een biogebaseerde economie. In dit onderzoek maken zij gebruik van Bronkhorst massflowregelaars voor het nauwkeurig toevoegen van koolstofdioxide.

CO2 als waardevolle alternatieve koolstofbron

Koolstofdioxide (CO2) als waardevolle koolstofbron komt de laatste jaren steeds meer onder de aandacht. Uiteraard is er een trend waarbij de stijgende concentratie van CO2 in de atmosfeer sterk in de belangstelling staat. In die zin is er een toenemende focus op duurzaamheid in de maatschappij, en binnen Thomas More werken we aan een meer circulaire economie en een meer biogebaseerde economie. Dat wil zeggen: waarbij materialen, chemische stoffen en energie uit hernieuwbare (energie)bronnen komen, en niet van fossiele brandstoffen. Alternatieve biomassa kan hiervoor een belangrijke bron worden.

Afbeeldingsomschrijving

Onze onderzoeksgroep is bezig met het kweken van hernieuwbare biomassa, onder meer in de vorm van algen. Dit doen we onder gecontroleerde omstandigheden in grote horizontale buizen van een fotobioreactor. We kiezen ervoor om als koolstofbron zuivere CO2 te gebruiken, en we kweken de algen met het oog op verschillende toepassingen. Algen kunnen bijvoorbeeld nuttig zijn in de veevoersector ('feed'), in de voedingsindustrie ('food'), in de gezondheidsindustrie (‘neutraceuticals’), of in de cosmetica industrie . Als onderzoeksgroep zijn we minder betrokken bij het uitwerken van deze toepassingen; het gaat ons meer om de kweek-optimalisatie van de algen, dus de procestechnologische kant ervan.

Algen voor omzetting naar waardevolle grondstoffen

Micro-algen vormen een zeer grote en diverse groep. Er zijn meer dan 50.000 verschillende soorten algen beschreven, en waarschijnlijk bestaan er wel honderdduizenden soorten. Het zijn eencellige organismen, maar ze kunnen soms ook kolonies vormen. Algen zijn foto-autotrofe organismen. Dat wil zeggen dat ze CO2 gebruiken als koolstofbron, en die omzetten naar suikers door middel van fotosynthese. Microalgen die we kweken bevatten bijzonder veel interessante stoffen. Eiwitten, suikers en vetten, dat zijn de grotere groepen. Daarnaast zijn er hoogwaardige chemicaliën die door micro-algen gemaakt worden, zoals pigmenten en antioxidanten. Zo kweken we met Radius een speciale alg die de kostbare rode kleurstof fycoerythrine aanmaakt. Algen zijn in feite kleine fabriekjes die allerlei stoffen aanmaken die we graag willen; Om dus die stoffen te synthetiseren hoeven we het wiel niet helemaal opnieuw uit te vinden. Alles is in de algencellen evolutionair ontwikkeld om die interessante stoffen te maken, enkel op basis van wat zonlicht, CO2, en wat nutriënten. Er is dus een enorm potentieel om die stoffen te gaan gebruiken.

Afbeeldingsomschrijving

Een algencultuur groeit in densiteit door celdeling. Als de omstandigheden het toelaten blijven de algen delen tot een cultuur zijn maximale densiteit bereikt. Op dat punt worden de algen geoogst: de algenbiomassa is dus zelf het product. In onze gesloten fotobioreactoren bereiken we een dichtheid van 1 tot 2 gram droge stof per liter, en die kunnen we er dan uithalen. Deze biomassa is direct te gebruiken in bijvoorbeeld voeding of als veevoer, maar we kunnen de biomassa ook verder verwerken, 'open breken', en de interessantste stoffen eruit halen. Dat laatste doen we in de vorm van bio-raffinage of extractie. Het volledige proces van algen kweken, oogsten en verder verwerken is een hele uitdaging, waarbij elke stap belangrijk is, en zo efficiënt mogelijk moet worden uitgevoerd om het geheel rendabel te maken.

Massflowregelaars voor nauwkeurige toevoer

Voor groei-optimalisatie is het van belang om een alg te kiezen die goed groeit onder de omstandigheden die we hier ter beschikking hebben. Niet alle algen neem even efficiënt CO2 op, en niet alle algen groeien even snel. We onderzoeken onder welke temperaturen de verschillende algensoorten het beste groeien, en hoeveel licht zo'n alg nodig heeft. Hier op de campus maken we gebruik van natuurlijk zonlicht: de fotobioreactoren bevinden zich in een klimaat-gecontroleerde serre. Overdag als de zon schijnt groeien de algen, 's nachts niet. In het kader van het Interreg project ‘EnOp’ stellen we o.a. de volgende onderzoeksvraag: als we extra CO2 aan de reactor toevoegen, hoeveel sneller groeien de algen dan, en welke algensoorten nemen het meest efficiënt de CO2 op? Daarvoor hebben we massflowregelaars nodig, want we willen exact weten hoeveel CO2 we hebben toegediend.

De CO2 wordt gemengd met ingaande lucht die naar de reactor gestuurd wordt, waarna de CO2 oplost in het vloeibare cultuurmedium, met hierin ook andere voedingsstoffen. Omdat CO2 (koolzuurgas) een zwak zuur is, wordt de zuurgraad (pH) van het medium steeds lager. Dit heeft een negatief effect, want de meeste algen groeien het best bij een pH ruwweg tussen 7 en 8. Echter: als algen groeien, dan nemen ze CO2 uit het medium op, waardoor de pH weer stijgt. De zuurgraad luistert heel kritisch. Als de pH buiten het gewenste bereik komt, dan hebben algen de neiging om te gaan uitvlokken. De massflowregelaars kunnen dan ook worden ingeschakeld om CO2 zodanig te doseren dat de pH stabiel blijft op de optimale pH-waarde voor de alg. Daarom werd het doseersysteem gekoppeld aan de pH, om zo optimaal mogelijk CO2 toe te dienen. Op deze manier kunnen we kijken wat de maximale groeisnelheid is van de alg, en hoeveel CO2 daarvoor moet worden toegevoerd.

Afbeeldingsomschrijving

Als er te veel CO2 wordt toegevoegd zal de pH van het medium te veel dalen, dan gaat de alg minder sterk groeien. Als er minder CO2 wordt toegevoegd is dat op zich geen probleem, maar dan zullen we zien dat de alg trager groeit omdat de groei gelimiteerd wordt door koolstofgebrek. Er is dus een optimale hoeveelheid toe te dienen CO2. Bovendien speelt er nog iets: de CO2 moet de tijd krijgen om op te lossen. Als de CO2 niet oplost, dan ontsnapt deze uiteindelijk ook weer uit de reactor. Dan ben je in feite gewoon CO2 aan het verspillen. Dat is dus ook een factor waarmee we rekening moeten houden: dat de CO2 effectief wordt opgelost en opgenomen. Daar speelt o.a. het reactordesign een belangrijke rol in.

Nauwkeurigheid speelt dus een belangrijke rol in dit proces. De massflowregelaar zorgt ervoor dat we rond een bepaald pH-punt stabiel kunnen blijven werken en we weten exact hoeveel CO2 is toegevoegd.

… en de toekomst?

Als dit proces wordt opgeschaald naar daadwerkelijke productieschaal, dan bepaalt de logistiek voor een groot deel waar de CO2 vandaan gehaald wordt. In principe is het mogelijk om rechtstreeks rookgassen van fabrieken te gebruiken, maar dan moet je iets doen aan stoffen als zwaveloxide en stikstofoxide die in deze rookgassen aanwezig zijn, en die in bepaalde hoeveelheden de algengroei remmen. Maar daar zijn technische oplossingen voor. Rest er de vraag: hoe ver kan de algenfabriek van de CO2-bron verwijderd zijn? Als deze afstand te groot is, moet de CO2 in een andere of een gecontroleerde vorm getransporteerd worden, bijvoorbeeld als bicarbonaat. Ook kunnen er air-capture CO2-units ontwikkeld worden waarbij er lokaal extra CO2 uit de lucht gevangen wordt. De universiteit van Twente werkt daar bijvoorbeeld aan in een ander Interreg project over algengroei in Noordwest Europa waar Radius Thomas More ook bij betrokken is, project IDEA. Technologisch kan dit, maar het komt altijd neer op hoe duur de technologie zal zijn.

Lees meer over deze toepassing en meld u aan om op de hoogte te worden gehouden van de ontwikkelingen.

Gas-, damp- en drukregeling voor het testen van katalysators

Gas-, damp- en drukregeling voor het testen van katalysators

Dirk Jan Boudeling
Cover Image

Vandaag wil ik u iets vertellen over een toepassing waarbij massflowmeters worden ingezet bij Umicore in Suzhou (China). Umicore is een van 's werelds grootste producenten van katalysators voor uitlaatgassystemen in auto’s. Het bedrijf ontwikkelt en produceert kwalitatief hoogstaande katalysators voor onder andere benzine- en dieselmotoren, waarmee verontreinigende uitstoot wordt omgezet in onschadelijke gassen, zodat de lucht schoner wordt.

Op de productielocatie van Umicore in Suzhou - ‘Umicore Technical Materials’ - worden massflowmeters en dampsystemen van Bronkhorst toegepast voor het onderzoeken en testen van materialen voor katalysators in auto’s. De nieuw ontwikkelde katalytisch actieve materialen van Umicore bestaan uit oxiden en kostbare metalen zoals platina en palladium, opgenomen in een poreuze structuur die rechtstreeks contact met het uitlaatgas mogelijk maakt.

Welke katalysator materialen test Umicore?

Umicore in Suzhou gebruikt diverse testbanken waarop nieuw ontwikkelde katalysatormaterialen op hun prestaties worden getest (lees: lage uitstoot van giftige uitlaatgassen). “Umicore ontwikkelt nieuwe katalysators in nauwe samenwerking met vooraanstaande autofabrikanten in China. We testen nieuwe materiaalsamenstellingen en katalysatorvormen op hun prestaties” aldus de heer Yang Jinliang.

Referentieproject Umicore Suzhou Referentieproject Umicore Suzhou

Hoe worden de massflowmeters en -regelaars toegepast voor identieke tests en simulaties?

De massflowmeters en -regelaars van Bronkhorst worden gebruikt om met grote nauwkeurigheid de juiste hoeveelheden gassen te leveren in een verhouding die de uitstoot van een motor onder verschillende omstandigheden simuleert. “Om de prestaties van nieuw ontwikkelde samenstellingen goed met elkaar te kunnen vergelijken, moeten we zeker weten dat de operationele omstandigheden van onze tests identiek zijn.” De heer Yang legt uit dat dit vraagt om het gebruik van hoogwaardige massflowregelaars voor het nauwkeurig mengen van het gesimuleerde uitlaatgas.

“We hebben flowregelaars nodig die betrouwbaar zijn en een uitstekende herhaalbaarheid hebben tijdens onze simulatiesessies. Daarom heeft Umicore de testapparatuur samen met de flowspecialisten van Bronkhorst ontwikkeld." Umicore voert diverse simulaties uit. “We simuleren uitlaatgassen van motoren in verschillende fasen van hun levensduur en onder uiteenlopende bedrijfsomstandigheden. De uitlaatgassen van een auto zijn bijvoorbeeld anders als de motor nog koud is of als die veel toeren maakt."

Testbank voor het simuleren van veroudering

Een speciale testbank van Umicore simuleert de veroudering van katalysatormaterialen. Dat wordt bereikt door de omgevingstemperatuur van de katalysator in een testsessie enkele uren tot zelfs 24 uur te verhogen tot 800 °Celsius, waarbij tegelijkertijd het gesimuleerde uitlaatgas wordt toegevoerd. “Hier bewijzen de instrumenten van Bronkhorst hun grote stabiliteit onder zware testomstandigheden,” aldus de heer Yang.

Testbank voor het simuleren van veroudering Testbank voor het simuleren van veroudering

Recept voor de simulatie van uitlaatgassen

Om de uitlaatgassen van een motor te simuleren, mengt Umicore meerdere gassen. In het algemeen vinden in de katalysator de volgende reacties plaats:

  • Reductie van stikstofoxiden tot stikstof en zuurstof: 2NOx → xO2 + N2
  • Oxidatie van koolmonoxide tot kooldioxide: 2CO + O2 → 2CO2
  • Oxidatie van onverbrande koolwaterstoffen (HC) tot kooldioxide en water: CxH2x+2 + [(3x+1)/2]O2 → xCO2 + (x+1)H2O.

Voor het mengen van deze gassen worden digitale EL-FLOW Select-massflowregelaars gebruikt. En om het gasmengsel onder dezelfde druk te houden, wordt een EL-PRESS-drukregelaar gebruikt, die de druk simultaan met de stroom regelt.

Uitlaatgassen van motoren bevatten ook verdampte H2O. Daarvoor wordt de 'Controlled Evaporation Mixer' (CEM) van Bronkhorst gebruikt. Alle digitale massflowregelaars, de drukregelaar en de CEM zijn aangesloten op een computer die een programma draait dat de instrumenten aanstuurt.

Op Umicore's testbank voor verouderingssimulatie worden de hogetemperatuur-massflowregelaars van Bronkhorst toegepast. De EL-FLOW Select-regelaars van Bronkhorst hebben elektronica op afstand, kunnen gastemperaturen tot 110 °Celsius verdragen en regelen de gassen met een grote nauwkeurigheid en een uitstekende herhaalbaarheid.

De heer Yang Jinliang De heer Yang Jinliang voor de testapparatuur van Umicore voor het simuleren van de katalysatorveroudering.

Wat vindt u van de ondersteuning van de Bronkhorst-producten in China?

Als hem gevraagd wordt naar de ondersteuning en service van Bronkhorst in China, is de heer Yang heel enthousiast: “Alle experts van Bronkhorst in China zijn erg professioneel en reageren snel. Vooral tijdens de opstartfase van ons project, toen we er de meeste behoefte aan hadden, deden mijn contactpersonen er alles aan om ons te helpen. Nu draait het systeem soepel, maar als we behoefte hebben aan kalibratie of service, is het prettig om te weten dat Bronkhorst een van zijn Global Service Offices in Shanghai heeft."

Global Services Offices Global Services Offices

• Bekijk hier een andere toepassing op deze markt: Simulatie van uitlaatgassen voor het testen van lambdasondes.

Wilt u ook na de vakantie op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen op het gebied van flowmeting?

Een vaak vergeten accessoire: filters voor flowmeters

Een vaak vergeten accessoire: filters voor massaflowmeters

James Walton
Cover Image

Eén van mijn favoriete uitspraken is ‘goedkoop is duurkoop’. Dit geldt bij uitstek bij de aanschaf van nieuwe flowmeters of wanneer u op zoek bent naar manieren om de reeds aanwezige meters te beschermen. Er zijn diverse accessoires voor flowmeters verkrijgbaar. Het meest gekozen accessoire voor massflowmeters en -regelaars is een communicatiekabel. Deze kabels zijn onmisbaar om je te laten communiceren met een instrument en de precieze gegevens te bekijken die het aangeschafte instrument voor je beschikbaar moet maken. Eén accessoire wordt echter vaak over het hoofd gezien en kan voor de langetermijnprestaties en de gebruikskosten tijdens de levensduur van een instrument nog veel onmisbaarder blijken, met name bij industriële toepassingen: filters. In dit blog wil ik mijn ideeën over filters graag met je delen, met name de filters die worden gebruikt voor gasflowmeters.

filter group

Wat is het nut van filters voor gasflowmeters?

Door een filter aan te schaffen bij een nieuwe flowmeter kun je de flowmeter beschermen tegen talloze problemen zoals:

  • Vuil afkomstig uit verontreinigde gasleidingen
  • Deeltjes die aanwezig zijn in industriële gassen
  • Kleine hoeveelheden olie van compressors

Filters zijn met name nuttig bij toepassingen waarbij je te maken hebt met ‘vuile’ gassen en/of gassen met deeltjes. Dit kan het geval zijn in een industriële omgeving, maar ook bij onderzoekstoepassingen. Je zou denken dat je bij onderzoekstoepassingen werkt met schone gassen, maar ook hier kunnen kleine deeltjes aanwezig zijn. Niet alleen deeltjes in gassen kunnen een probleem zijn, maar ook het opgehoopte vuil in de leidingen kan schadelijk zijn.

Door filters te gebruiken kun je het gas filteren voordat het de flowmeter in gaat. Zo ben je er zeker van dat het gas bij de inlaat van het instrument schoon is en verontreiniging vermeden die kan leiden tot tal van vermijdbare kosten. Met vermijdbare kosten bedoel ik kosten vanwege uitvaltijd, onderhoudskosten, kalibratiekosten en reparatietijd voor het verwijderen en opnieuw installeren van het beschadigde instrument.

Inherent aan de constructie van een thermische massflowmeter of -regelaar voor gassen is dat deze in meer of mindere mate gevoelig is voor verontreiniging. Thermische gasflowmeters kunnen worden onderverdeeld op basis van twee sensorprincipes:

  • Gasflowmeters die gebruikmaken van het bypass-principe
  • Gasflowmeters die gebruikmaken van het CTA-principe (Constant Temperature Anemometry)

Thermische massflowmeters voor gassen: het bypass-principe

Flowmeters die gebruikmaken van het ‘bypass-principe’ zijn gevoeliger voor verontreiniging. Bij deze instrumenten vloeit slechts een deel van de gasstroom door de sensor (bypass). De rest stroomt door het laminaire flowelement. Dit flowelement - de flowsplitter - bevat schijfjes met uiterst precieze flowkanalen. Je kunt je voorstellen dat deze kanalen verstopt kunnen raken door verontreiniging.

thermische bypass sensor Thermische bypass sensor

Meer informatie over het 'bypass principe'

Thermische massflowmeters voor gassen: het CTA-principe

In plaats van met het bypass-principe kunnen instrumenten ook worden ontworpen met het CTA-principe (ook wel: ‘Constant Temperature Anemometry’, het inline-principe of het direct through-principe genoemd). Bij dit principe is geen bypass-sensor aanwezig, maar wordt gebruikt gemaakt van een ‘recht’ kanaal. Deze constructie is minder gevoelig voor vocht en verontreiniging.

CTA sensor CTA sensor

Meer informatie over het 'CTA-principe'

Verontreiniging van massflowmeters

Om de MTBF (Mean Time Between Failure, gemiddelde storingsvrije periode) te verlengen is het belangrijk om te zorgen dat het gas of de vloeistof die het instrument in gaat droog en schoon is, met name bij het gebruik van flowinstrumenten met een bypass-sensor. Afhankelijk van het medium kunt u verschillende typen filters selecteren.

Onze massflowmeters en -regelaars zijn ontworpen voor lage flows en zijn daarom uitgerust met gevoelige en precisieonderdelen. Dit is nodig om bij het kwantificeren van de debieten van gassen een hoge mate van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid te bereiken.

Wanneer u stilstaat bij de mogelijke schade die kan worden veroorzaakt door verschillende vormen van verontreiniging, en de gevoelige aard van het interne mechanisme van een massflowregelaar, lijkt het een uiterst voor de hand liggende beslissing om een filter toe te voegen bij de aanschaf van uw volgende massflowregelaar.

We leveren filters voor gasflowmeters en -regelaars die ‘in-line’ met het instrument worden geplaatst (onze zogenaamde IN-LINE modellen). Filters zijn eenvoudig te gebruiken. Je hoeft ze alleen maar op de inlaat van het flowinstrument te schroeven en je bent verzekerd van een schone gasinstroom. Het filter bevat een roestvaststalen filterpatroon dat geschikt is voor algemene filtratiedoeleinden en kan worden gereinigd met een geschikt oplosmiddel of worden vervangen als het zwaar bevuild is.

Bevat het gas grote deeltjes, dan adviseren wij een voorfilter te gebruiken. Het voorfilter (filter met grove structuur) zal de grote verontreinigingsdeeltjes al uit het gas filteren alvorens het gas door het gewone filter gaat. Hierdoor raakt het gewone filter minder snel verstopt wat een drukdaling kan veroorzaken met groot onderhoud als gevolg.

Selecteer het juiste filter op onze website!

In een eerder artikel hebben we al geschreven over het belang van filters bij het installeren van een massflowmeter.

“Zorg ervoor dat de pijpleidingen in het systeem schoon zijn (voordat je het instrument installeert). Voor absoluut schone pijpleidingen installeer je filters; daarmee garandeer je een vocht- en olievrije gas flow. Wij adviseren de installatie van een inline filter vóór de massflowmeter of -regelaar; als er terugstroming kan optreden, raden wij ook een downstream filter of terugslagventiel aan.”

Lees in dit blog meer tips vóór de installatie: De belangrijkste 10 tips voor het installeren

Wilt u ook na de vakantie op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen op het gebied van flowmeting?

Wat hebben kamperen en massflowregeling met elkaar te maken?

Wat hebben kamperen en massflowregeling met elkaar te maken?

Gerhard Bauhuis
Cover Image

Het is nu al een zomer waarin warmterecords worden verbroken en het ziet er naar uit dat het voorlopig nog wel even warm zal blijven. De winter is al lang en breed achter ons, maar weet je nog dat je in die donkere dagen al een beetje vooruit aan het kijken was naar de zomer? Kamperen, stedentripjes of gewoon een dagje uit, nu is het er echt tijd voor. Even niks aan je hoofd en genieten van de vakantie. Maar wist je dat Bronkhorst eigenlijk gewoon met je meegaat als je bijvoorbeeld gaat kamperen? Niet? Ik zal je vertellen dat kamperen en massflowregeling hand in hand gaan…

Oppervlaktebehandeling

Het begint al met de rit in de auto, waar je ook naartoe gaat. Kijk eens naar het dashboard bijvoorbeeld. Tegenwoordig hebben veel auto’s een lederen dashboard of nou ja, een ‘leather look’ dashboard. Die laag wordt gemaakt door vloeibaar, gekleurd polyurethaan in een nikkelmal te spuiten en dat is waar een Bronkhorst massflowregelaar om de hoek komt kijken. Want in combinatie met een ventiel vormt dat de basis van deze oplossing, waarmee dus met hoge nauwkeurigheid een extern oplosmiddel op het oppervlak van de nikkelmal wordt aangebracht. Lees meer in onze application note hoe dit wordt gemaakt.

Afbeeldingsomschrijving De foam ín het dashboard is ook gemaakt met behulp van Bronkhorst. Kijk, om foam te maken, wordt een gas toegevoegd aan een mengsel dat acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) of polyvinylchloride (PVC) bevat. Dat gas zorgt ervoor dat het het juiste volume krijgt, maar dat luistert erg nauw. Te veel gas maakt de foam instabiel, te weinig gas zorgt er juist weer voor dat het een zwaar massief blok wordt. Een massflowregelaar zorgt ervoor dat precies de juiste hoeveelheid gas wordt toegevoegd.

Glascoating

Als je nu eens verder kijkt dan het dashboard, dan kijk je (als het goed is) door de voorruit. Om de lichttransmissie van glas te controleren, maar ook om het glas bijvoorbeeld waterafstotend te maken en tegen mechanische en chemische spanningen te beschermen én om de krasweerstand en bescherming tegen versplintering te verhogen, worden thermische massflowregelaars gebruikt om een coating aan te brengen op de ruit. Tijdens dat proces kunnen gasdebieten afzonderlijk worden gereguleerd om ervoor te zorgen dat er een constante dikte van de coatinglaag wordt gevormd.

Coating op koplampen

In de jaren ’80 werd polycarbonaat geïntroduceerd ter vervanging van koplampengas, maar dat bracht nieuwe problemen met zich mee, want koplampen krijgen natuurlijk veel te verduren omdat ze aan de voorzijde van de auto zitten. Weersinvloeden, krassen, slijtage, allemaal factoren die meespelen in de levensduur en prestaties van de koplamp. Ook hiervoor wordt een coatinglaag aangebracht ter bescherming en die kras- en schuurcoatings worden op de koplampen gespoten met behulp van robots. Een Coriolis massflowregelaar regelt daarin het debiet van de sproeikoppen.

Hydrofobe coating

Nu heb ik het een en ander verteld over oppervlaktebehandeling, maar dat beperkt zich natuurlijk niet alleen tot glas en dashboards. Als doorgewinterde kampeerder weet ik ook als geen ander hoe extreem het weer in de zomer soms kan zijn. Tenten, luifels moeten bestand zijn tegen zware regenval en daarom moet dat materiaal waterafstotend zijn. Om stoffen en textiel hydrofoob te maken, past Empa – een onderzoeksinstituut van het Zwitserse ETH Domain – plasmapolymerisatie toe. Wat houdt dat in? Er worden dunne nanoschaallagen op stoffen en vezels afgezet met behulp van een Bronkhorst Controlled Evaporation and Mixing (CEM) systeem, een innovatief Liquid Delivery System (LDS) dat kan worden toegepast in zowel atmosferische als vacuumprocessen. We hebben het er al eens over gehad in één van onze vorige blogs, dus als je wat dieper in wil gaan op deze techniek, lees dan eens ‘Hydrofobe coating, het antwoord op sporten in de regen’.

regenjas coating

Geuren

Kamperen is inherent aan koken op een gasstelletje of gasbarbecue. Goed, er zijn natuurlijk ook genoeg mensen die zweren bij barbecueën op kolen, maar in dit geval gaan we even uit van gas. De alom bekende gasfles op de camping; wanneer gas ontsnapt uit een drukcilinder, herken je dat direct aan de indringende geur. Maar zoals Sandra Wassink al eens schreef in haar blog "Hoe massflowregelaars gas een geurtje geven, is aardgas eigenlijk geurloos. Met een massflowregelaar worden namelijk geurstoffen als tetrahydrothiophene (THT) of mecaptan toegevoegd aan het gas, zodat in het geval van bijvoorbeeld een gaslek, het direct te herkennen is. Een stukje veiligheid dus.

barbecue

We blijven nog even in de geuren. ’s Avonds nog even borrelen terwijl de schemering haar intrede doet. Heel romantisch, maar ook op dat moment beginnen de muggen zich te roeren. De vliegenmepper biedt geen uitkomst meer, dus doen we een beroep op de citronellakaars. Een geur zoals citronella kan relatief eenvoudig in kaarsen worden gedoseerd door middel van de Bronkhorst CORI-FILL doseertechnologie. Meer daarover kun je lezen in de blog van Graham Todd, die schrijft over de productie van geurkaarsen.

LED-verlichting

Kaarslicht is natuurlijk heel sfeervol, maar voor de nachtelijke toiletbezoeken op een camping is een kaars niet heel praktisch. Een zaklamp is daarom geen overbodige luxe en tegenwoordig zijn zaklampen voorzien van LED verlichting en ook daarin speelt de technologie van Bronkhorst weer een rol. LED (Light Emitting Diode) werkt volgens zogeheten elektroluminescentie; de emissie van licht van een halfgeleider (diode) onder invloed van een elektrisch veld. Toepassing van bijvoorbeeld een halfgeleidermateriaal als galliumarsenide-fosfide maakt de productie van rode, oranje en gele leds mogelijk.

Afbeeldingsomschrijving

Alles wat ik hiervoor heb beschreven is slechts een fractie van alle kampeergerelateerde toepassingen waar wij als Bronkhorst bij betrokken zijn. Ik hoop in ieder geval dat ik een klein beetje inzicht heb kunnen geven in de belangrijke rol die Bronkhorst speelt in uiteenlopende toepassingen.

Wil je meer informatie over de besproken toepassingen, neem dan gerust contact met ons op.

En lees ook ons blog over een snufje Bronkhorst in je eten en drinken op de camping.

Wilt u ook na de vakantie op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen in flowmeting?

Gebruik van massflowmeters in de auto-industrie

Gebruik van massflowmeters in de auto-industrie

Marlies Slutter
Cover Image

De auto-industrie is de grootste ter wereld. Hier wat feiten op een rij:

  • Er worden jaarlijks zo'n 99 miljoen voertuigen geproduceerd (bron: European Automobile Manufacturers Association).
  • De grootste autoproducerende landen zijn China, Japan, Duitsland, India en Zuid-Korea (2017).
  • Er bestaan tussen landen grote verschillen in de gemiddelde afstand die jaarlijks per auto wordt afgelegd. Zo bedraagt die afstand in de VS ongeveer 21.500 km/jaar, terwijl In Europa het gemiddelde op 12.000 km/jaar ligt (bron: Odyssee).
  • Een auto heeft gemiddeld 30.000 onderdelen (source: Netstar).

Veel mensen gaan zowel naar hun werk als op vakantie met de auto. Dat geldt voor mijzelf ook. Ik zit elke dag in de auto maar ik heb er onderweg naar Ruurlo eigenlijk nooit bij stilgestaan dat voor het maken van mijn auto flowmeters zijn gebruikt die wij zelf ontwikkelen. Jullie wel? Toen ik er eens over na ging denken, kwam ik tot de ontdekking dat onze flowmeters een rol spelen bij heel veel toepassingen in de auto-industrie; waarschijnlijk niet bij alle onderdelen, maar toch zeker wel bij een paar. Er zijn drie interessante toepassingen van flowmeters in de auto-industrie die ik graag met jullie wil delen.

1. Juiste dosering van oplosmiddel

Een groot bedrijf produceert op de afdeling voertuigen een 'huid' die het dashboard van een auto bedekt om het een 'lederen look' te geven. De huid wordt geproduceerd door vloeibaar, gekleurd polyurethaan in een nikkelmal te spuiten. Om ervoor te zorgen dat de huid onbeschadigd uit de mal komt, wordt gebruikgemaakt van een extern oplosmiddel, dat op het maloppervlak wordt aangebracht voordat het polyurethaan wordt ingespoten. Voor de dosering van dit oplosmiddel werd Bronkhorst gevraagd om een geschikte massflowregelaar te leveren.

auto dashboard

2. Testen van klepzittingen

Klepfabrikanten maken gebruik van druk-degradatiemethoden om metaal-op-metaal klepzittingen te controleren. De nieuwe generatie automotoren werkt met een hogere druk. Fabrikanten hebben nieuwe methoden nodig voor het testen op lekken om gelijke tred te houden met de behoeften van de klant. Recent heeft Bronkhorst goede contacten gehad met fabrikanten van kleppen en machines voor het testen van klepzittingen. Het ging daarbij om het uitvoeren van lage-flowmetingen als alternatieve methode om tot betere prestaties te komen.

klepzitting

3. Simulatie van uitlaatgassen voor het testen van de lambdasonde

Elke moderne auto met een verbrandingsmotor heeft een zelfcontrolerende manier om de motorprestaties te optimaliseren. Een lambdasonde, een sensor in het uitlaatgedeelte van de auto, meet het zuurstofgehalte van de uitlaatgassen van de auto. Dit zuurstofgehalte, de 'lambda-waarde', is een maat voor de effectiviteit van het verbrandingsproces in de motor van een auto. De onderzoeksafdeling van een autofabrikant moet de prestaties van deze lambdasondes met verschillende uitlaatgassamenstellingen testen. Hiervoor hebben ze een kunstmatige uitlaatlijn gebouwd waarin ze geen echt uitlaatgas gebruiken, maar de samenstelling van de uitlaatgassen van een auto simuleren. Zij vroegen Bronkhorst om hiervoor massflowregelaars te leveren.

uitlaat

Hernieuwbare energie in de auto-industrie

Behalve voor toepassingen bij autofabrikanten (of leveranciers voor de auto-industrie) worden instrumenten van Bronkhorst ook gebruikt voor onderzoek aan universiteiten naar hernieuwbare energiebronnen voor de automobielsector, of bij wedstrijden waar universiteiten aan deelnemen. Green Team Twente bijvoorbeeld probeert de meest efficiënte waterstofauto te bouwen. In dit blog vertellen ze over het onderzoek dat ze doen.

Het Solar Team Twente neemt deel aan de World Solar Challenge, die om de twee jaar wordt gehouden. De deelnemende teams krijgen de opdracht een auto te ontwerpen die enkel op zonne-energie in maximaal zes dagen van Noord- naar Zuid-Australië kan rijden, een afstand van 3.000 kilometer. Bronkhorst is een van de sponsoren van dit team. Lees meer in ons nieuwsartikel.

Afbeeldingsomschrijving

Een derde hernieuwbare energiebron waar onderzoek naar wordt gedaan is hydrozine (mierenzuur). Lotte Pleging van Team FAST legt in haar blog uit waarom zij gelooft dat hydrozine (HCOOH) een serieuze kandidaat is om fossiele brandstoffen te vervangen en vertelt zij over de rol van de thermische massflowmeters van Bronkhorst bij het opwekken van deze hernieuwbare brandstof.

Afbeeldingsomschrijving

Wilt u op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen in flowmeting?

Welke rol spelen flowmeters bij de verwerking van suikerbieten?

Welke rol spelen flowmeters bij de verwerking van suikerbieten?

Erwin Broekman
Cover Image

Waarom houdt (bijna) iedereen van snoep, frisdrank, koekjes en taart? Al deze producten bevatten suiker, en daardoor smaken ze zo lekker. Maar waar komt die suiker vandaan? Alle groene planten produceren suiker via fotosynthese. Van alle planten bevatten suikerbieten en suikerriet de grootste hoeveelheden suiker; daarom worden die planten meestal gebruikt om suiker uit te halen. In dit blog kijken we naar de verwerking van suikerbieten en naar de rol die de flowmeters van Bronkhorst in dit proces spelen.

Convergence Industry B.V. is een leverancier van op maat gemaakte meet- en regelsystemen voor vloeistoffen en gassen. Bij het onttrekken van suiker aan suikerbieten ontdekte een van de klanten van Convergence dat het bij toepassing van membraanfiltratie mogelijk was om meer componenten uit de suikerbiet te halen dan alleen suiker. Daarvoor werd een op maat gemaakt nanofiltratiesysteem op laboratoriumschaal gebruikt.

Membraanfiltratie

Membraanfiltratie is een zuiveringsproces van hoge kwaliteit dat gebruik maakt van geavanceerde technieken. Hoe werkt dat? Een eenvoudige manier om membraanfiltratie uit te leggen, is de vergelijking met koffie zetten. Als u water in een koffiefilter vol koffiebonen giet, wilt u dat daar koffie uit komt zonder schillen van de koffiebonen. Daar zorgt het filter voor. Op een ander niveau lijkt dit op waterfiltratie waarbij u de ionen wilt wegfilteren, zodat u van zeewater drinkwater kunt maken. Zo simpel is het!

Samenwerking met Convergence voor membraanfiltratie

Voor de membraanfiltratie kan een ‘Convergence inspector Colossus’ worden gebruikt. Dit is een op maat gemaakt, volledig automatisch nanofiltratiesysteem op laboratoriumschaal, en dat is interessant. Felix Broens (Chief Technology Officer van Convergence Industry B.V.) legt uit hoe dit systeem werkt:

”In het nanofiltratiesysteem wordt water toegevoerd waarin een fosfaatvrije antiscalant is gedoseerd. Met een hogedrukpomp wordt het systeem onder druk gezet, waardoor een deel van het water door het membraan wordt geperst (permeaat). Het deel van het water dat niet door het membraan kan (retentaat) wordt teruggevoerd naar waar het water is toegevoerd. Een extra pomp in de recirculatiebuis zorgt voor een hogere stroomsnelheid over het membraanoppervlak, waardoor de verontreiniging van het membraan zelf vermindert. Uiteindelijk kan het permeaat worden gebruikt als schoon water voor verschillende toepassingen."

“De antiscalant wordt gebruikt om kalkvorming op het membraan te voorkomen door een complex van metaalhoudende ionen te vormen dat ze in de retentaatstroom houdt, zodat ze uit het systeem gevoerd kunnen worden. En omdat we een fosfaatvrije en biologisch afbreekbare antiscalant gebruiken, zijn er geen schadelijke effecten voor het milieu.”

Afbeeldingsomschrijving

Bronkhorst flowmeters in membraanfiltratie

Het hart van het nanofiltratiesysteem wordt gevormd door een Coriolis massflowmeter van Bronkhorst, die het proces regelt. Er wordt een Coriolis flowmeter gebruikt omdat die ook de dichtheid kan meten, wat belangrijk is bij suikerhoudende oplossingen. De flowmeter wordt aan de 'schone' kant van het proces geplaatst, dus achter het membraan, waar het permeaat stroomt (de flow van het gezuiverde product). De mate van scheiding van het membraan kan worden beïnvloed door zowel de flowsnelheid als de druk. Daarom is een Coriolis flowmeter met een groot bereik de beste optie voor het meten van een groot testbereik.

Door dit systeem van Convergence kon hun klant het proces enorm verbeteren. Voordat het Convergence-systeem werd gebruikt, was het een handmatig proces dat veel tijd kostte en niet altijd nauwkeurig was. Nu is het hele proces geautomatiseerd met behulp van op de klant toegesneden Convergence-software waarmee de Coriolis massflowmeter nauwkeurig via de pomp kan worden geregeld, waardoor ook de permeaatflow nu nauwkeurig en snel wordt geregeld. Vergeleken met voorheen zorgt dit voor een goede reproduceerbaarheid, betrouwbaarheid, gegevensregistratie en kortere doorlooptijden voor het experiment. Met dit op maat gemaakte systeem op laboratoriumschaal kan voldoende residu worden gemaakt voor testdoeleinden, zonder dat het proces hoeft te worden opgeschaald naar een proefinstallatie.

Afbeeldingsomschrijving

Bekijk de Coriolis-flowmeters die voor deze toepassing beschikbaar zijn.

Neem voor meer informatie over membraanfiltratie contact op met Convergence.

Wilt u op de hoogte worden gehouden van de laatste ontwikkelingen in flowmeting?