- Inline-Messung, ca. alle 35 s
- Referenzbestimmungen, 7 Proben
- Verlauf ausschließlich aus Laborproben rekonstruiert
Eine industrielle Charge UF/MUF-Harz, Juli 2026, ca. 70 Minuten. Inline-Ablesung ca. alle 35 s (119 Punkte), daneben 7 Referenzbestimmungen durch das Werkslabor derselben Charge. Viskositätswerte in Prozesseinheiten der Anlage. Fahren Sie mit dem Cursor über das Diagramm, um einen einzelnen Punkt abzulesen.
Kontext des Kunden
Harnstoff-Formaldehyd-Harze (UF) sind das dominierende Bindemittel für MDF- und Spanplatten, mit über 80% Marktanteil bei Holzharzen. Sie entstehen in einem Wasserreaktor aus Harnstoff und Formaldehyd, wobei die Qualität durch das Formaldehyd/Harnstoff-Verhältnis (F/U) sowie den Gehalt an freiem Formaldehyd am Reaktionsende bestimmt wird.
Das Problem besteht darin, dass sich das F/U-Verhältnis während der Polykondensation verändert und zwischen den Chargen unterscheidet; das Laborergebnis trifft erst nach 30–45 Minuten ein, wenn die Reaktion längst fortgeschritten ist. Eine Charge außerhalb der Spezifikation bedeutet Stillstand oder Entsorgung des Ansatzes.
Herausforderung.
- Das F/U-Verhältnis und der freie Formaldehyd verändern sich während der Reaktion; das Laborpersonal entnimmt manuell alle paar Minuten eine Probe, und die Sulfittitration (EN 120) dauert 30–45 Minuten.
- Die Entscheidung zum Stoppen der Reaktion erfolgt im Nachhinein, was das Risiko einer Off-Spec-Charge oder einer Vergelung des Ansatzes birgt.
- Die manuelle Probenahme aus dem heißen Reaktor setzt die Mitarbeiter Formaldehyddämpfen aus (CMR Kat. 1B).
- Export und Zertifizierung erfordern eine Dokumentation von Zusammensetzung und Emission pro Charge (CARB ATCM 93120, EN 717-1, Emissionsklassen E0/E1).
Lösung
Wir haben den Analysator Spectrally™ X1 INLINE mit der Eintauchsonde X1 PROBE eingesetzt. Die Sonde misst das F/U-Verhältnis und den freien Formaldehyd direkt im Reaktor, in Echtzeit (alle ca. zehn Sekunden) und ohne Probenahme. Das Modell wird auf den spezifischen Prozess abgestimmt und zeigt dem Bediener den Zeitpunkt des Erreichens des Endpunkts der Polykondensation an.
Der Betrieb in einem dichten, bewachsenden Medium ist dank des selbstreinigenden, zurückziehbaren Sondenmoduls (Retractex) möglich. Das Modul arbeitet zyklisch: Die Sonde zieht sich aus dem Medium zurück, das optische Fenster wird gespült und kehrt dann in die Messposition zurück. Die Linse verklebt nicht mit Ablagerungen, und der Analysator arbeitet kontinuierlich, ohne manuelle Reinigung während der Kampagne.
Mit derselben Sonde kann die Viskosität des Harzes als indirekter Indikator für den Reaktionsfortschritt verfolgt werden. In einer Machbarkeitsstudie an UF- und MUF-Harzen haben wir die Inline-Viskositätsmessung im Arbeitsbereich bestätigt (Teilergebnis), was die Reaktionskontrolle ohne Anhalten des Reaktors vervollständigt.
Ergebnisse
| Metrik | Ergebnis |
|---|---|
| F/U-Verhältnis und freier Formaldehyd | Inline-Messung in Echtzeit, ohne manuelle Probenahme |
| Viskosität (Fortschritt der Polykondensation) | Inline in Machbarkeitsstudie bestätigt (Arbeitsbereich, Teilergebnis) |
| Referenzmethode (offline) | Sulfittitration des freien Formaldehyds (EN 120): 30–45 Min.; Rotationsviskosität offline |
| Exporttreiber | CARB ATCM 93120 und EN 717-1 erfordern eine Dokumentation von Zusammensetzung und Emission pro Charge |
Die Viskosität wurde in der Machbarkeitsstudie bestätigt (Teilergebnis). Für das F/U-Verhältnis und den freien Formaldehyd werden in dieser Phase keine numerischen Ergebnisse angegeben.
Was das für Ihren Prozess bedeutet
Wenn Sie UF- oder MUF-Harze für Holzwerkstoffplatten herstellen, ermöglicht die Kontrolle von F/U und freiem Formaldehyd direkt im Reaktor, den Reaktionsendpunkt präzise zu treffen, die Anzahl der Off-Spec-Chargen zu reduzieren und Zusammensetzung sowie Emission gemäß den Anforderungen von Abnehmern und Normen (CARB, EN 717-1) zu dokumentieren.
Der sicherste Weg zur Verifizierung an einer konkreten Rezeptur ist eine kurze Machbarkeitsstudie an realen Proben.
