Inline-Prozessmesstechnik · Physical AI

Was im Prozess
wirklich passiert — messen.
Verluste senken.
Ausbeute steigern.

Räumliche Echtzeitmessung im Inneren von Reaktoren, Kolonnen und Rohrleitungen — ohne Produktionsstopp. Für Prozessingenieure, die Phasenverteilungen, Holdup und Strömungsregime direkt quantifizieren wollen — statt auf Wandsensorsignale angewiesen zu sein.

  • Instabilitäten und Qualitätsabweichungen erkennen, bevor sie eskalieren
  • Chargen beenden, wenn der Prozess abgeschlossen ist — nicht wenn ein Timer abläuft
  • Die Datenbasis für KI-gestützte Prozessoptimierung aufbauen
Pilotprojekt anfragen Anwendungen ansehen
quantropIQ Inline-Prozesssensor in industrieller Reaktorverrohrung
1.000+Messbilder pro Sekunde
256–10kPixel über den Rohrquerschnitt
24/7inline, ohne Produktionsstopp
IP&EXzertifiziert für Ex-Bereiche
🔬 Laufende Pilotprojekte in Chemie & Biotech
⚙️ EX & IP zertifizierte Sensorhardware
🏭 Ausgelegt für laufende Produktionsanlagen
🤝 6–12 Wochen Pilotprojekt an Ihrem Standort
Das Problem

Wandsensoren erfassen keine Zustandsgrößen im Prozessinneren

Druck-, Temperatur- und Durchflusssensoren liefern Wandsignale oder Pfadmittelwerte — aber keine räumlich aufgelösten Zustandsgrößen. Phasenverteilung, Gasgehalt, Holdup-Profile und Strömungsregime bestimmen Ausbeute, Selektivität und Stabilität — bleiben aber mit konventioneller Messtechnik unsichtbar.

Ohne räumlich aufgelöste Messdaten basiert die Prozessführung auf Ersatzgrößen. Konservative Sollwerte, verzögerte Fehlererkennung, überdimensionierte Sicherheitsmargen — und Prozesswissen, das an Einzelpersonen gebunden bleibt statt in lernfähige Systeme zu fließen.

📍

Keine räumliche Auflösung im Querschnitt

Wandsensoren liefern keine Information über die räumliche Verteilung von Phasengehalt, Konzentration oder Strömungsstruktur über den gesamten Querschnitt.

🔴

Späte Fehlererkennung

Schaumbildung, Kanalströmung und Phaseninstabilitäten werden erst sichtbar, wenn sie bereits auf die Produktqualität durchschlagen — Gegenmaßnahmen sind dann aufwändig und kostspielig.

⏳

Konservative Zykluszeiten

Ohne Kenntnis des tatsächlichen Prozesszustands laufen Chargen länger als nötig — Energie und Kapazität gehen mit jeder Charge verloren.

🧠

Nicht skalierbares Prozesswissen

Expertenwissen bleibt bei Einzelpersonen. Es lässt sich nicht kodieren, nicht auf andere Standorte übertragen und nicht in die nächste Generation von Regelungssystemen überführen.

Anwendungsfälle

Wo der Unterschied am größten ist

Inline-Querschnittsmessung löst je nach Prozess grundlegend verschiedene Probleme. Wählen Sie Ihren Kontext.

Spezialchemie · Feinchemie · Polymere

Chemie & Feinchemie — Prozesskontrolle

Aktuelle Einschränkung

Mischgleichmäßigkeit, Konzentrationsgradienten und Phasenverteilung bestimmen Selektivität, Ausbeute und Produktqualität direkt — sind aber für konventionelle Inline-Sensoren nicht zugänglich. Ingenieure stützen sich auf Endchargen-Analytik und konservative Betriebsmargen.

Inline-Querschnittsmessung macht diese Zustandsgrößen direkt beobachtbar. Mischungsabschluss, Konzentrationshomogenität und reaktive Phasenverteilung lassen sich kontinuierlich auflösen — Grundlage für eine physikalisch fundierte Prozessführung und belastbare Scale-up-Entscheidungen.

Was möglich wird

Mischphasen beenden, wenn die Homogenität messtechnisch nachgewiesen ist. Entmischung quantifizieren, bevor sie die Selektivität beeinträchtigt. Physikalische Zustandssignaturen aufbauen, die den Scale-up vom Labor in die Anlage absichern.

Chemieprozess-Pilotprojekt besprechen

Aktuelle Einschränkung Probenahme & Offline-Analytik

Konzentration und Phasenverteilung werden per Probenahme und Offline-Analyse bestimmt — Stunden später, an einem einzigen Punkt. Der Prozess ist längst weitergelaufen.

Was der Sensor liefert Inline räumliche Konzentration

Die räumliche Verteilung von Leitfähigkeit und Permittivität im Reaktorquerschnitt korreliert direkt mit Konzentration und Phasenzusammensetzung — kontinuierlich, ohne Probenahme.

Anwendung Mischungsendpunkterkennung

Räumliche Homogenität ist direkt beobachtbar. Mischung wird als abgeschlossen erklärt, wenn die Querschnittsverteilung wirklich gleichmäßig ist — nicht nach einer fixen Zeit oder willkürlicher Stichprobe.

Anwendung Scale-up-Fingerabdruck

Jeder Lauf erzeugt eine physikalische Zustandssignatur. Der Vergleich über Maßstäbe bestimmt, welche Bedingungen erhalten bleiben müssen — weniger Scale-up-Iterationen, weniger Risiko beim Technologietransfer.

Biotechnologie · Pharma · Lebensmittel & Getränke

Fermentation & Bioprozesstechnik

Aktuelle Einschränkung

Gasverteilung, Blasengröße und Mischgleichmäßigkeit in Fermentern sind in Echtzeit nicht messbar. Eine pO₂-Sonde liefert einen Messwert — aber die räumliche Realität in einem großen Bioreaktor ist oft weit von homogen entfernt. Ausbeuteschwankungen von Charge zu Charge bleiben ohne klare Ursache.

Der quantropIQ-Sensor löst den vollständigen Fermenterquerschnitt mit über 1.000 Bildern pro Sekunde auf und quantifiziert Gasgehaltverteilung, Blasendynamik sowie Mischfortschritt kontinuierlich. Erstmals lässt sich prüfen, ob Belüftung und Rühreintrag das gesamte Kulturvolumen tatsächlich erreichen.

Was möglich wird

Chargen beenden, wenn der Prozess wirklich abgeschlossen ist. Schaumbildung erkennen, bevor sie kritisch wird. Die räumliche Ursache von Ausbeuteschwankungen von Charge zu Charge identifizieren.

Fermentation-Pilotprojekt besprechen

Aktuelle Einschränkung Gelöst-Sauerstoff-Sonden

Punktsonden messen lokal. Die Gasverteilung in großen Bioreaktoren ist inhärent inhomogen — ein einziger Messwert repräsentiert nicht den Gesamtzustand der Kultur.

Was der Sensor liefert Räumliche Gasgehaltkarten

Jedes Querschnittsbild zeigt die tatsächliche Blasenverteilung über den Reaktordurchmesser in Millisekundenauflösung. Belüftungsgleichmäßigkeit wird gemessen — nicht angenommen.

Anwendung Schaumerfassung & -prävention

Schaumbildung zeigt sich als charakteristische Veränderung der Phasenverteilungssignatur — bevor sie kritische Ausmaße annimmt. Antischaummittel wird reaktiv dosiert, nicht prophylaktisch.

Anwendung Endpunkterkennung der Fermentation

Der physikalische Zustand der Brühe in der Endphase hat eine messbare räumliche Signatur. Der Endpunkt wird durch den Prozesszustand bestimmt — nicht durch die abgelaufene Zeit.

Chemie · Petrochemie · Raffinerie

Destillation & Trenntechnik

Aktuelle Einschränkung

Fluten, Weinen und Flüssigkeitsfehlverteilung werden über indirekte Indikatoren erkannt: Druckabfall, Temperaturprofile, Produktqualität. Wenn diese anschlagen, ist die Kolonne bereits im Leistungsabfall — und die Erholung kostet Zeit und Energie.

Inline-Sensoren an Kolonnenquerschnitten ermöglichen die direkte Messung von Flüssigkeits- und Dampfverteilung, Holdup-Dynamik und Strömungsregimewechseln. Flutungsbeginn wird direkt messbar — nicht mehr aus Sekundärsignalen abgeleitet.

Was möglich wird

Flutung 2–5 Minuten vor Produktabweichung erkennen. Verdampferleistung am tatsächlichen Kolonneninnenzustand optimieren. Refluxverhältnis auf Basis realer Holdup-Daten anpassen.

Destillations-Pilotprojekt besprechen

Aktuelle Einschränkung Differenzdruckmessung

Der Differenzdruck über einen Bodenabschnitt liefert einen skalaren Wert. Er unterscheidet nicht zwischen Fluten und Weinen und kann nicht identifizieren, welcher Abschnitt fehlverteilt ist.

Was der Sensor liefert Flüssigkeitsholdup je Boden

Die räumliche Flüssigkeitsverteilung über den Kolonnenquerschnitt — auflösend radiale Inhomogenitäten, Weinzonen und Mitreißmuster, die der Differenzdruck nicht unterscheiden kann.

Anwendung Flutungsvorhersage

Flutungsbeginn hat eine charakteristische räumliche Signatur — die Holdup-Verteilung verändert sich messbar, bevor die Kolonnenleistung abfällt. Frühwarnungen werden physikalisch fundiert.

Anwendung Energieoptimierung

Wenn der tatsächliche Kolonneninnenzustand bekannt ist, werden Verdampfer- und Refluxparameter an der Effizienzgrenze betrieben — nicht mit konservativem Sicherheitsabstand darunter.

Chemie · Energie · Werkstoffe

Mehrphasenreaktoren

Aktuelle Einschränkung

Das Strömungsregime bestimmt Stoffübergang, Reaktionsrate und Mischeffizienz — wird aber nicht direkt gemessen. Pfropfen-, Blasen- und geschichtete Strömung haben grundlegend verschiedene Stoffübergangscharakteristiken, die bestehende Sensoren in Echtzeit nicht unterscheiden können.

Der Sensor löst die vollständige Querschnitts-Phasenverteilung in Millisekundenauflösung auf — mit direkter, kontinuierlicher Identifikation von Strömungsregime, lokalen Phasengehalten, Blasendynamik und Grenzflächenflächenschätzungen.

Was möglich wird

Gaseintrag regeln, um das optimale Strömungsregime zu halten. Regimewechsel erkennen, bevor sie den Umsatz beeinflussen. Grenzflächenfläche als kontinuierliche Prozessgröße messen — statt als Designannahme festzuschreiben.

Mehrphasen-Pilotprojekt besprechen

Aktuelle Einschränkung Indirekte Regimeschätzung

Das Strömungsregime wird über Strömungskarten aus Leerrohrgeschwindigkeiten geschätzt — abgeleitet aus Labordaten, selten valide für reale Betriebsfluide und Geometrien.

Was der Sensor liefert Direkte Strömungsregimeerkennung

Echtzeit-Klassifikation von Blasen-, Pfropfen-, Churn-, Ring- und geschichtetem Strömungsregime aus der räumlichen Phasenverteilung bei über 1.000 Bildern pro Sekunde.

Anwendung Gaseintragsoptimierung

Mit kontinuierlich bekanntem Strömungsregime wird der Gaseintrag im geschlossenen Regelkreis gesteuert, um das Zielregime zu halten — nicht auf einen konservativen Auslegungspunkt fixiert.

Anwendung Phasengehaltsbestimmung

Lokale und querschnittsgemittelte Phasengehalte werden direkt gemessen — nicht erschlossen. Relevant für Abscheideregelung, Massenbilanzabschluss und Reaktionsumsatzüberwachung.

Betriebliche Wirkung

Was sich ändert, wenn das Prozessinnere messbar wird

Räumlich aufgelöste Prozessdaten erschließen Optimierungspotenziale in jeder Betriebsdimension — von Energieeinsatz und Ausbeute bis zu Anlagenverfügbarkeit und Wissenstransfer.

⚡

Geringerer Energieeinsatz je Charge

Räumliche Daten zeigen Übermischung, übermäßige Belüftung und Wärmeverteilungsdefizite — und ermöglichen Anpassung an das, was die Physik tatsächlich erfordert.

✅

Weniger Ausschusschargen

Instabilitäten und Konzentrationsabweichungen sind sichtbar, bevor sie die Produktqualität beeinflussen — Eingriff ist möglich, bevor die Charge gefährdet ist.

📈

Höhere & gleichmäßigere Ausbeute

Gleichmäßige Konzentrationsfelder und kontrollierte Reaktionskinetik über den gesamten Querschnitt — nicht erschlossen aus einem einzigen Messpunkt.

⏱

Kürzere Zykluszeiten

Chargen enden, wenn der Prozess wirklich abgeschlossen ist — nicht wenn ein konservativer Timer abläuft. Mehr Chargen pro Schicht mit denselben Anlagen.

🛡

Stabilerer Anlagenbetrieb

Strömungsregimewechsel, Schaumvorläufer und Instabilitätssignaturen werden zu Frühwarnsignalen — reaktives Feuerlöschen wird durch proaktive Regelung ersetzt.

🔧

Vorausschauende Wartung

Ablagerungen und Anlagenverschleiß zeigen sich als Veränderungen räumlicher Strömungssignaturen — Wartung nach Zustand statt nach Zeitplan.

🚀

Schnellere Produktentwicklung

Prozess-Fingerabdrücke bestehender Anlagen übertragen sich auf neue Maßstäbe und Standorte — weniger Scale-up-Iterationen, kürzere Time-to-Market für neue Formulierungen.

🧠

Skalierbares Prozesswissen

Prozessverhalten in physikalischen Modellen kodiert — nicht stillschweigend bei Einzelpersonen. Übertragbar, reproduzierbar und schrittweise automatisierbar.

Messprinzip

Technologie-Stack

Fünf integrierte Ebenen von der physikalischen Messtechnik bis zur autonomen Regelung — jede baut auf der vorherigen auf, ausgelegt für den kontinuierlichen Industriebetrieb.

quantropIQ Inline-Prozesssensor Querschnittsmessung
256–10kPixel über den Rohrquerschnitt
1.000+Messbilder pro Sekunde
IP & EXzertifiziert (mit Anlagenbetreibern)
24/7kontinuierlicher Inline-Betrieb

Der Sensor wird über einen Standard-Industrieflansch montiert — kein Produktionsstopp, keine Probenahme, keine Modifikation des Prozessbehälters. Ein Messgitter überspannt den vollständigen Querschnitt und löst die räumliche Verteilung in Millisekundenauflösung auf.

Bei über 1.000 Messbildern pro Sekunde erzeugt die schnelle Querschnittssequenz ein effektives dreidimensionales Bild der Strömungsstrukturen — ohne die Komplexität oder Kosten volumetrischer Scanverfahren.

L1
Physikalische Messtechnik

Direkte Erfassung von Zustandsfeldern

Leitfähigkeit und Permittivität werden simultan über den gesamten Querschnitt gemessen. Das Ergebnis ist ein Raum-Zeit-Feld, aus dem Gasgehalt, Phasenverteilung und Instabilitäten direkt quantifiziert werden.

  • Flanschmontiert, inline, ohne Produktionsstopp
  • Leitfähigkeits- und Kapazitätsmodus — deckt leitfähige und nicht-leitfähige Systeme ab
L2
Daten- & Recheninfrastruktur

Echtzeit, On-Premise, ohne Cloud-Abhängigkeit

Eingebettete GPU-Recheneinheit pro Sensor. Mehrere Sensoren werden aggregiert und mit Hilfssignalen synchronisiert. Deterministisch, niedrige Latenz — vollständig On-Premise.

L3
Physikalischer Zustandsraum

Prozess-Fingerabdrücke, nicht nur Messwerte

Jeder Moment wird als physikalischer Fingerabdruck dargestellt — eine strukturierte räumliche Signatur, die Gradienten, Strömungsmuster und dynamische Veränderungen erfasst. Ähnliche Zustände erzeugen ähnliche Fingerabdrücke; Abweichungen sind messbare Abstände von einer bekannten Baseline.

L4
Physik-informierte Modelle

Verstehen warum — nicht nur was

Physics-Informed Neural Networks (PINNs) kombinieren Messdaten mit physikalischen Gleichungen — und ermöglichen so Vorhersagen, Was-wäre-wenn-Analysen und kausale Interpretation, die rein datengetriebene Modelle nicht liefern können.

L5
Anwendungen

Von Sichtbarkeit über Regelung zu Autonomie

Stabilitätssicherung, Energieoptimierung, autonome Regelung im geschlossenen Kreis, Scale-up-Beschleunigung und standortübergreifendes Lernen — aufbauend auf dem physikalischen Verständnis aus L1–L4.

Nicht alle Sensoren sind gleich — besonders für KI

Physical AI benötigt dichte, räumlich aufgelöste Hochfrequenzdaten. Die meisten konventionellen Messtechnologien können diese Kombination nicht liefern.

📉
Punkt- & Wegsensoren
Druck, Temperatur, Coriolis, pO₂-Sonden
Räumliche AuflösungKeine — Einzelpunkt oder Pfadmittelwert
Zeitliche Auflösung1–100 Messungen/s
Gemessene GrößenWandsymptome — keine internen Prozessdynamiken
KI-geeignet?Nein — zu wenige Daten für physikalisches Lernen
⚠️
Fortgeschrittene Tomographie
EIT/ECT, Röntgen- & Gammadensitometrie
Räumliche AuflösungEtwas Querschnittsdetail, aber grob
Zeitliche Auflösung10–100 Bilder/s — verfehlt schnelle Dynamiken
Gemessene GrößenBulk-Phasenverteilung — begrenztes räumliches Detail
KI-geeignet?Teilweise — zeitliche Auflösung ist einschränkend
✅
quantropIQ Prozesssensor
Räumliche Auflösung + Echtzeit-Geschwindigkeit, inline 24/7
Räumliche Auflösung256–10.000 Pixel über den gesamten Rohrquerschnitt
Zeitliche AuflösungÜber 1.000 Bilder/s — löst schnelle Dynamiken auf
Gemessene GrößenTatsächlicher interner Prozesszustand in Echtzeit
KI-geeignet?Ja — räumliche + zeitliche Struktur für Physical AI
Pilotprojekt

Vom Erstkontakt zum laufenden Sensor in 6–12 Wochen

Ein strukturierter, reibungsarmer Einstieg. Wir konfigurieren für Ihren Prozess, installieren an Ihrem Standort und liefern Ergebnisse, die Sie bewerten können — bevor eine Langzeitverpflichtung entsteht.

1
Woche 1–2

Prozessabstimmung

Wir verstehen Ihren Prozess, Ihre Anlagengeometrie und Messziele — und definieren gemeinsam, wie Erfolg für Ihr Team aussieht.

2
Woche 3–4

Sensorkonfiguration & Vorbereitung

Sensor konfiguriert für Ihre Rohrgeometrie, Ihr Fluidsystem und Ihre Betriebsbedingungen. EX/IP-Umfang auf Ihre Standortanforderungen abgestimmt.

3
Woche 5–6

Installation & Inbetriebnahme

Flanschbasierte Installation in Ihren laufenden Prozess — ohne Produktionsstopp. Sensor in Betrieb genommen und Baseline mit Ihren Prozessingenieuren vor Ort etabliert.

4
Woche 7–10

Live-Monitoring & Analyse

Kontinuierliche Datenerfassung im Normalbetrieb. Wöchentliche Sitzungen mit Ihrem Team, um räumliche Sensordaten in Prozesserkenntnisse zu übersetzen.

5
Woche 11–12

Ergebnisse & Entscheidung

Strukturierte Auswertung: was sichtbar wurde, welche Erkenntnisse erzielt wurden und welche Betriebsverbesserungen quantifizierbar sind. Klare Grundlage für die Bewertung eines vollständigen Einsatzes.

Was das Pilotprojekt umfasst

Eine vollständige Arbeitslösung — kein Demo. Wir bringen den Sensor, konfigurieren ihn für Ihren Prozess und arbeiten während der gesamten Laufzeit gemeinsam mit Ihrem Team.

⚙️

Hardware für Ihre Geometrie

Sensor konfiguriert für Ihren Rohrdurchmesser, Ihr Fluidsystem und Ihren Druck-/Temperaturbereich.

🔌

Integration in Ihre Dateninfrastruktur

Sensordaten laufen neben Ihrem bestehenden Process Historian oder DCS — kein eigenständiges Inselsystem.

👥

Ingenieur-Support während der gesamten Laufzeit

Unser Team arbeitet während Installation, Inbetriebnahme und dem gesamten Monitoring-Zeitraum eng mit Ihrem zusammen.

📊

Quantifizierter Ergebnisbericht

Ein strukturiertes Ergebnisdokument — was gemessen wurde, was es bedeutet, was es für Ihren Betrieb wert ist.

Pilotprojekt anfragen

Wir antworten innerhalb eines Werktages. Keine Verpflichtung für das erste Gespräch.

Branchen

Überall, wo Mehrphasenströmung relevant ist

Die Plattform greift überall dort, wo die Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Prozessinneren und dem, was konventionelle Sensoren berichten, wirtschaftliche Konsequenzen hat.

⚗️

Spezial- & Feinchemie

Reaktive Mischregelung, Konzentrationshomogenität, Selektivitätsoptimierung und Scale-up-Fingerabdruck für komplexe mehrstufige Syntheserouten.

🧬

Biotechnologie

Räumliche Belüftungsüberwachung, Schaumerfassung, Mischgleichmäßigkeit und Fermentationsendpunkterkennung in Großmaßstabs-Bioreaktoren.

💊

Pharmazeutische Industrie

Inline-Prozessverständnis für regulierte Fertigung — Chargenkonsistenz, Früherfassung von Kontaminationsvorläufern und PAT-Integration.

🥤

Lebensmittel & Getränke

Mischhomogenität, Phasenübergangsüberwachung, Emulsionsstabilität und chargenweise Qualitätskonsistenz für komplexe flüssige Lebensmittelprozesse.

🏭

Petrochemie & Raffinerie

Destillationskolonnenoptimierung, Abscheiderregelung, Zweiphasenströmungsüberwachung und Energieeffizienzsteigerung in Dauerbetriebsprozessen.

🔬

Polymere & Werkstoffe

Kristallisationsüberwachung, Phasenübergangserkennung und Strömungsregimeidentifikation in Polymerisations- und Materialverarbeitungsreaktoren.

Technologiebasis

Physikalisch fundiert, im Feldversuch validiert

Messprinzip und Sensortechnologie basieren auf peer-reviewed Forschung zur Mehrphasenströmungsmesstechnik — umgesetzt als industrietaugliches System für den Dauerbetrieb.

🔬

Wissenschaftlich fundiertes Messprinzip

Der Messansatz basiert auf peer-reviewed Arbeiten zur Mehrphasenströmungstomographie — mit einem physikalisch interpretierbaren Messprinzip und nachvollziehbarer Kalibriermethodik, kein Black-Box-System.

🏭

Industrietaugliche Hardware

Für Dauerbetrieb ausgelegt: Flanschanschluss, IP- und ATEX-zertifiziert, eingebettete Recheneinheit, ausgelegt für die Druck- und Temperaturbereiche industrieller Anlagen. Gemeinsam mit Betreibern entwickelt und erprobt.

🤝

Laufende Pilotprojekte — keine Ankündigungen

Der Sensor ist bei Chemie- und Biotechunternehmen im aktiven Piloteinsatz. Wir arbeiten direkt mit den Prozessingenieur-Teams — nicht an ihnen vorbei — und legen Ergebnisse offen.

Aktueller Status: Prototyp- und Pilotphase — Sensorhardware ist produktionsreif und aktiv im Feldeinsatz. Die KI-Optimierungsschichten (L4–L5) werden parallel zur Pilotdatenerfassung entwickelt.

Einstieg

Was passiert wirklich in Ihrem Prozess?

Ob Sie als Prozessingenieur ein konkretes Messproblem lösen oder als Anlagenleiter neue Messtechnik evaluieren — wir analysieren Ihren Prozess und zeigen, was inline messbar wird.

Pilotprojekt anfragen contact@quantropiq.com