Lösungen für die in-situ SauerstoffmessungEindeutige Ergebnisse für Ihren Prozess

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Vertretung (Hauptsitz) Vertriebs- und Serviceorganisation (Hauptniederlassung)Vertretung (Zweigstelle) Vertriebs- und Serviceorganisation (Zweigstelle)Produktion

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tenz METTLER TOLEDO

Verpflichtung zu Innovation und Qualität

METTLER TOLEDO Gruppe

Unser Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Präzisionsinstrumen-ten und Servicedienstleistungen für verschiedene Industriezweige. METTLER TOLEDO erwirtschaftete in 2010 einen Ertrag von 2 Mrd. US$. Aktien des Unternehmens werden seit 1997 an der New Yorker Börse gehandelt.

Weltweite PräsenzMETTLER TOLEDO verfügt über ein weltweites Vertriebsnetz mit einer Belegschaft von mehr als 11.000 Mitarbeitern. Mit unseren Systemen bieten wir unseren Kunden umfas-sende Lösungen an für alle Pro-zessschritte – vom Wareneingang, über die gesamte Produktion mit Inline-Messsystemen bis hin zur Endverpackungskontrolle, Logistik und Versand.

METTLER TOLEDO Systeme werden in Forschung und Entwicklung so-wie im Herstellungsprozess und bei

der Prozess- und Qualitätskontrolle eingesetzt. Unsere Kunden sind in diesen Industriezweigen tätig: Chemie, Pharma, Biotechnologie, Lebensmittel und Getränke sowie Kosmetik.

Innovation und QualitätUnser Unternehmen hat einen aus-gezeichneten Ruf als Innovator, was sich an den Ausgaben für F&E ablesen lässt, die deutlich über dem Durchschnitt in der Branche liegen. Wir sind auf höchste Quali-tät bedacht und betreiben konse-quente Qualitätssicherung auf

Produkt- und Prozessebene, insbe-sondere auch, um die Kunden bei der Einhaltung internationaler Richtlinien zu unterstützen.

Division ProzessanalytikInnerhalb der METTLER TOLEDO Gruppe konzentriert sich die Divi-sion Prozessanalytik auf die Her-stellung von Messsystemen für die Inline-Analyse von industriellen Pro-duktionsprozessen. Die Division be-steht aus den zwei Geschäftsberei-chen Ingold und Thornton, die eine tragende Rolle in ihren jeweiligen Märkten und Technologien spielen.

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Führend in der Prozessanalytik

Ingold und Thornton blicken auf eine lange Tradition qualitativ hochwertiger inno-vativer Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen in der Prozessanalytik zurück.

Ingold wurde 1948 von Dr. Werner Ingold gegründet. Heute bietet In-gold ein umfassendes Sortiment von Inline-Messtechnik an, für in-dustrielle Prozesse in der Biotech-nologie, Pharma-, Chemie- und Getränkeindustrie. Ingold bietet

Systeme zur Messung von Parame-tern wie pH/Redox, gelösten Sauer-stoff (DO), gelöstes CO2, Leitfähig-keit und Trübung an. Thornton Inc. wurde 1963 von Dr. Richard Thornton, Professor am MIT, gegründet und gehörte seit

2001 zur Division Prozessanalytik. Thornton ist Marktführer für Rein- und Reinstwasseranalytik und ergänzt mit diesen Technologien die Ingold Prozess-Messsysteme.

Die Überwachung der Sauerstoff-konzentration in der Gasphase ermöglicht den Schutz der Anlage, Umwelt und Personen. Ebenso wichtig sind Prozesse, bei denen Sauerstoff als Reaktionspartner eingesetzt wird und sorgfältig überwacht werden muss, um die vorgegebenen Sicherheits-grenzwerte einzuhalten.

– Robustes Design und hohe Langzeitstabilität für den dauer-haften Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen.

Unser weltweit tätiges Team von Applikationsspezialisten verfügt über umfassendes Know-how in der Prozesskontrolle und -Automa-tisierung. Wir unterstützen Sie bei: – der Erhöhung Ihrer

Prozesssicherheit,– der Optimierung Ihrer Ausbeute,– der Reduzierung von

Wartungskosten.

InPro 6850iG

Basierend auf unserer langjährigen Erfahrung im Bereich der analyti-schen Flüssigkeitsmessung, haben wir ein O2-Messsystem für die Gasphase entwickelt, das durch folgende Eigenschaften überzeugt: – In-situ Merkmale: Unsere

Systeme sind für Inline-Messun-gen konzipiert – Messen Sie ge-nau dort, wo es erforderlich ist.

– Niedrige Betriebskosten: Überragende Messleistung ohne die Nachteile einer aufwendigen Wartung

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FIELD COMMUNICATION PROTOCOL

In-situ Gasanalytik: Messen dort, wo es drauf ankommt

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Inlin

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en Messen Sie Sauerstoff in-situVergessen Sie mögliche Schwachstellen

Die extraktive Messung ohne sorgfältige Probenvorbereitung ist eine große Heraus-forderung. METTLER TOLEDO bietet Sensoren, die Inline installiert werden können - alle Probleme mit der Entnahme von Proben und deren Messung gehören damit der Vergangenheit an.

Extraktive Messungen ...Ihr extraktiver Sauerstoffanalysator ist stets nur so gut, wie das schwächste Glied der ganzen Ana-lysekette. In sicherheitsrelevanten Prozessen spielt die Systemzuver-lässigkeit eine entscheidende Rolle.

Denn in Prozessen, die eine permanente Überwachung benöti-gen, beeinträchtigt jede Stillstand-zeit direkt die Produktivität.

... und das ist mit Kosten verbunden! Extraktive Analysesysteme sind sehr komplex und sehr abhängig von einer gut funktionierenden Infrastruktur, rund um das System. Folgende Probleme treten dabei regelmäßig auf:• Instandsetzung und Reparatur

von Komponenten• Zugesetzte Leitungen durch

Kondensat oder Staub• Keine Echtzeitmessung wegen

langer Probeentnahmeleitung

NEU

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Preis/LeistungWartungZuverlässigkeit

Transmitter

Extraktive Messung

Entnahme und Aufbereitung von Proben sind schwierig

Polarografischer Sensor

Preis/LeistungWartungZuverlässigkeit

In-situ-Messung Direkteinbau im Prozess

Zuverlässig, da einfach

Transmitter

TDL- Analysator

Typische Nachteile extraktiver Systeme sind:• aufwändige präventive Systemwartung• falsch gewählte Komponenten für die Aufbereitung • lange Ausfallzeiten durch Wartung

Mit einem direkt im Prozess montierten Inline-Sauerstoffanalysatoren erübrigt sich die Entnahme und Aufbereitung von Gasproben.So lassen sich repräsentative Messwerte ermitteln, die eine genauere und zuverlässigere Sauerstoffsteuerung zulassen.

Ventil Pumpe Durchflussmessung Beilagscheibe Filter Kühler Messgerät

Proben-auslassProbeneinlass

Vergleich: Extraktive vs. In-situ-Messung

10 unschlagbare Gründe für die Sauerstoffmessung in der Gasphase

Keine Entnahme und Aufbereitung von Gasproben:weniger Teile, weniger Ausfälle

Direkt im Gasstrom messen: repräsentativere Messungen

Befreien Sie sich von lästigen Wartungsaufgaben:leichte und schnelle Kalibrierung

Schnelle AmortisationROI typischerweise weniger als 6 Monate

Luftfeuchtigkeitsunempfindlicher Sensor: nasses Gas, das Ströme am liebsten sehen

für die härtesten AnwendungenRobuster Systemaufbau:

Vorausschauende Wartung:mit der eingebauten ISM®-Technologie

ohne ProzeßunterbrechungOn-the-fly-Sensoren-Belegung:

Einfacher Systemaufbau:

Einfache Wartung:kein Spezialistenknow-how, das benötigt wird

zugelassen für Gefahrenzonen

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Messen, wo es drauf ankommt

Die Technologien von METTLER TOLEDO zur Sauerstoffmessung bieten alle Funktionen zur in-situ Messung, die eine Entnahme und Aufbereitung von Gasproben überflüssig macht.

– Membrangestützte polarografi-sche Sensoren sind wesentlich unempfindlicher gegen Feuchtigkeit und Staub: Sie eignen sich hervor-ragend für Inertisierung und Schutzbegasung.

– Tunable Diode Laser (TDL) Analysatoren mit abstimmbarem Diodenlaser bieten höchste Zuver-lässigkeit und kürzeste Ansprech-zeit für Prozesssteuerungs- und Sicherheitsanwendungen.

NEU

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Preis/LeistungWartungZuverlässigkeit

Transmitter

Extraktive Messung

Entnahme und Aufbereitung von Proben sind schwierig

Polarografischer Sensor

Preis/LeistungWartungZuverlässigkeit

In-situ-Messung Direkteinbau im Prozess

Zuverlässig, da einfach

Transmitter

TDL- Analysator

Typische Nachteile extraktiver Systeme sind:• aufwändige präventive Systemwartung• falsch gewählte Komponenten für die Aufbereitung • lange Ausfallzeiten durch Wartung

Mit einem direkt im Prozess montierten Inline-Sauerstoffanalysatoren erübrigt sich die Entnahme und Aufbereitung von Gasproben.So lassen sich repräsentative Messwerte ermitteln, die eine genauere und zuverlässigere Sauerstoffsteuerung zulassen.

Ventil Pumpe Durchflussmessung Beilagscheibe Filter Kühler Messgerät

Proben-auslassProbeneinlass

Vergleich: Extraktive vs. In-situ-Messung

10 unschlagbare Gründe für die Sauerstoffmessung in der Gasphase

Keine Entnahme und Aufbereitung von Gasproben:weniger Teile, weniger Ausfälle

Direkt im Gasstrom messen: repräsentativere Messungen

Befreien Sie sich von lästigen Wartungsaufgaben:leichte und schnelle Kalibrierung

Schnelle AmortisationROI typischerweise weniger als 6 Monate

Luftfeuchtigkeitsunempfindlicher Sensor: nasses Gas, das Ströme am liebsten sehen

für die härtesten AnwendungenRobuster Systemaufbau:

Vorausschauende Wartung:mit der eingebauten ISM®-Technologie

ohne ProzeßunterbrechungOn-the-fly-Sensoren-Belegung:

Einfacher Systemaufbau:

Einfache Wartung:kein Spezialistenknow-how, das benötigt wird

zugelassen für Gefahrenzonen

Besuchen Sie unser Kompetenzzentrum www.mt.com / o2-gas

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Proz

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t Gasstrom mit der Präzision eines LasersProzesssteuerung mit modernster Technologie

Bei der Steuerung des Sauerstoffs unter rauen Prozessbedingungen mit potenziell gefährlichen Verbindungen sind sämtliche Leistungsfaktoren Ihres Sauerstoffanalysators genauestens zu berücksichtigen.

Explosionsschutz Je näher sich das Analysegerät am Prozess befindet, desto besser. Das ist insbesondere dort absolut unverzichtbar, wo eine lückenlose Prozesssteuerung Vorrausetzung für die Sicherheit in explosionsge-fährdeten Prozessen ist.

Extraktive Sauerstoffanalysatoren mit ausgeklügelten Systemen zur Entnahme und Aufbereitung von Proben liefern oftmals fehlerhafte Messwerte, wenn sie nicht regel-mäßig gewartet werden.

TDL für Inline-Sensoren TDL-Sauerstoffanalysatoren von METTLER TOLEDO bieten das Beste aus zwei Welten: Zuverlässige in-situ Messungen mit der Leistungs-fähigkeit eines Gasanalysators.

Außerdem ein innovatives Sensor-design von METTLER TOLEDO, mit dem der Installations- und War-tungsaufwand auf ein absolutes Minimum reduziert ist.

Im Vergleich zu quer durch eine Prozessleitung eingebauten TDLs entfallen langwierige Arbeiten wie das exakte Ausrichten, was mehr als 40 % niedrigere Installations-kosten bedeutet.

Applikationen• Sicherheitsüberwachung• Raffinerien• Abfackeln• Oxychlorierung in EDC-Anlagen• VCM-Anlagen• Gasrückgewinnungssysteme• FCC-Einheiten

Messgerät Probennahme Technik Schulung Wartung

Entscheidungshilfe - Systemvergleich

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Lebensdauerkosten extraktive Systeme vs. Abstimmbare Diodenlaser (Tunable Diode Laser, TDL)

Extraktive SystemeTDL

Kost

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bis zu 60%

Lebensdauer

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Einsparungen

(TDL = keine Probennahme erforderlich)

Eine Lösung mit abstimmbarem Diodenlaser verringert die Lebensdauerkosten erheblich.

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GPro™ 500-Serie: Komfortabler in-situ Sensor mit leistungsstarkem Analysator

Diodenlaser mit eingebauter Referenz

Modulare Prozessadaptionen

Spülungsdüse

Doppelter optischer Weg für verbesserte Genauigkeit

Robustes Sensordesign für in-situ Messungen

Laser und Detektor in einem Sensorkopf

Komfortable BenutzerschnittstelleDie GPro500 Serie von METTLER TOLEDO arbeitet mit dem vielseitigen Transmitter M400 für einfachen Systemaufbau und fortschrittliche Diagnostik.

Restzeit Wartung: Echtzeit-Prüfung der Qualität des optischen Wegs.Dynamische Anzeige der Lebensdauer: verbleibende Nutzungsdauer des Diodenlasers.

Nutzen im Überblick• Installation mit einem einzigen Flansch

• In-situ Messung

• Einfache Installation

• Geringe Betriebskosten

• Kompaktes Design

• Nahezu wartungsfrei

• Intuitive Benutzerschnittstelle vor Ort

• Geringer Spülgasverbrauch

Calibration History

CALTTMTime to Maintenance

Max. °CDays of operation

MAXMax. Temperature/ODI

ACTAdaptive Calibration Timer

DLIDynamic Lifetime Indicator

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rung Inertisierung Inline steuern

Einfach Messen, ohne Probeentnahme

Die oberste Priorität in allen Industriezweigen ist die Einschränkung des Explosions-risikos in Prozessen mit entflammbaren Lösemittel und explosiven Produkten. Polarografische Sauerstoffsensoren bieten einen direkten Einblick in den Sauerstoffgehalt im Prozess und das zu erfreulich geringen Betriebskosten.

Sauerstoff unerwünschtMit der Inertisierung werden poten-tiell gefährliche Zustände zu jeder Zeit verhindert, indem der Sauer-stoffgehalt unterhalb der Sauerstoff-grenzkonzentration LOC (Limiting Oxygen Content) gehalten wird.

Bisher wird die Inertisierung über einen kontrollierten Durchfluss ge-regelt und/oder durch einen niedri-gen Überdruck am Tank. Jedoch liefert dieses Verfahren keine Infor-mationen über die tatsächliche Sauerstoffkonzentration, die beson-ders bei der Tankbefüllung und –Entleerung von Relevanz ist. Aber ein solches System muss „atmen“ können, denn Temperaturschwan-kungen können deutliche Volu-menänderungen zur Folge haben.

Wissen, was drin passiertÜber die Sauerstoffmessung direkt im Tank wird der Inertisierungspro-zess gesteuert. Der Sauerstoffge-halt ist hier sehr kritisch, weil die Gasbedingungen im inertisierten Bereich nicht unbedingt gleichblei-bend sind und möglicherweise ein kritischer O2-Gehalt vorliegt.

Mit der extraktiven Messmethode ist dieser zuweilen nicht erkennbar. Zudem verursachen lange Probe-entnahmeleitungen unnötige Mess-verzögerungen.

Inertisierung mit O2-Überwachung

Beispiele für erfolgreiche Anwendungen:• Überwachung von Zentrifugen

und Separatoren• Mühlen• Kristallisation• Glovebox-Inertisierung• Sprühturm-Atmosphärenregelung

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Sicherheitsmarge

Sauerstoffgrenzkonzentration (Limiting oxygen concentration, LOC)

Obere Eingreifgrenze

Untere Eingreifgrenze

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Fakt ist: O2–Messung im ProzessPolarografische Inline-Sensoren werden gegenüber extraktiven Systemen bevorzugt, da sie direkt von der explosionsgefährdeten Stelle Sauerstoffmesswerte liefern, ohne die Nachteile langer Probe-entnahmeleitungen und langer Ansprechzeiten.

Ein neuer Ansatz in der InertisierungZuverlässige polarografische Messsysteme gewährleisten eine schnelle und verbesserte Steuerung der Inertisierung. Geschlossene Re-gelkreise mit Inline-Sensoren sowie Analysatoren mit integriertem PID-Regler und oberen/unteren Grenz-werten ermöglichen eine Automati-sierung der Inertisierung vor Ort.

Mit dem patentierten Tri-Lock® -System für die InTrac®-Wechselarmatur kann der Sensor jederzeit und sicher aus dem Prozess gezogen werden, ohne diesen dabei zu unterbrechen.

Zudem kann über die O2-Messung der Verbrauch der Inertgasmenge gesteuert werden.

In Kombination mit einer Druck-messung, erfolgt eine exakte O2-Messung. Maximale Sicherheit der Anlage wird dadurch gewährleistet.

InPro 6850i

Nutzen im Überblick• O2-Messung an entscheidender Stelle:

direkt im Prozess• 2 Minuten Wartung ohne

Anlagenstillstand

• Hohe Beständigkeit gegen viele

Lösemittel

• Optimierte Prozesskontrolle durch

Inline-Messung

• Digitale Messtechnologie und Diagnose

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Über

lage

rung Überlagerung und Schutzgasatmosphäre

für effizienten Produktschutz

Wird die Inertisierung in einem Tank nur über Druck und Durchfluss geregelt, dann führt dies zu einer „Blackbox“-Situation: Der genaue Sauerstoffgehalt bleibt unbekannt. Um eine ausreichende Schutzgasatmosphäre zu gewährleisten, wird permanent Stickstoff in zudosiert. Eine Sauerstoffmessung, installiert direkt im Tank, kann dieses Problem lösen.

Weniger Sauerstoff, mehr AusbeuteBei sauerstoffsensitiven Produkten muss während des gesamten Pro-zesses eine Schutzgasatmosphäre vorliegen.

Bisher wurde dieser Zustand durch die Messung des Drucks im Kopfraum und/oder der Durch-flussmenge an Inertgas überwacht. Wenn man sich nur auf diese indi-rekten Parameter verlässt, kann es zu erheblichen Nachteilen führen:• Die Sauerstoffmenge im Tank ist

unbekannt. Dies kann zu einem ungleichmäßigen Produktaus-stoß führen.

• Sicherheitshalber wird zusätzli-ches Inertgas hineingepumpt, um eine korrekte Überlagerung zu gewährleisten. Dies führt zu einem höheren Verbrauch von Inertgas.

• Ohne eine Messung der Sauer-stoffkonzentration in Inertgasen aus unterschiedlichen Quellen ist ein Mischen dieser Gase nicht mehr sicher (Sie können nicht davon ausgehen, dass „reiner Stickstoff“ wirklich rein ist).

Druckregelung Volumenzufuhr Sauerstoffmessung

Vergleich von InertisierungsmethodenInertgasverbrauch

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70 %

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Kostenersparnisse, mit denen wir nicht gerechnet hatten“Bereiche ausfindig zu machen für die Kostenoptimierung, gehört zu unseren täglichen Aufgaben. Mit amperometrischen Sauerstoffmess-systemen konnten wir nicht nur riesige Einsparungen hinsichtlich unserer Inertisierungskosten verzeichnen, Gelegenheiten auf unserer inerting-Rechnung, wir unsere Prozesse verbessern, indem wir das Überlagern mit Inertgas steuern. Es stellte sich heraus, dass unsere Qualität somit entschieden verbessert werden konnte.“

WasKundensagen

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WasKundensagen

Inline-Messunge

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Mit einer Inline-Sauerstoffmessung können Sie bei einer typischen Inertisierungsanwendung bis zu 70 % der Inertisierungskosten sparen.

Auszug aus dem Erfah-rungsbericht eines Kunden.

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Effizientes überlagernMit einer Inline-Sauerstoffmessung können die Inertgaskosten mini-miert werden. Polarografische Sen-soren sind unempfindlich gegen-über Staub, Feuchtigkeit und vielen Gasen und können deshalb Inline eingesetzt werden, um zuverlässige und genaue Werte zu erhalten.

Polarographische Sensoren: Wie sie arbeitenDer Sauerstoffsensor ist durch eine Membran vom Messgas abgetrennt. Diese Membran ist sauerstoffdurchlässig, hält jedoch schädliche Komponenten davon ab, das Messergebnis zu beein-flussen. An der Kathode wird der Sauerstoff elektrochemisch als Strom gemessen.

Nutzen im Überblick• Direkte Inline-Installation

• Hohe betriebliche Verfügbarkeit auf-

grund des 2-Minuten-Wartungskonzepts

• Geringe Betriebskosten, da einfach an

Luft kalibriert wird.

• Breiter Einsatzbereich dank vielfältiger

Konfigurationsmöglichkeiten

• Breiter Messbereich von 50 Gas-ppm

bis Sättigung

Der Sensorstrom verhält sich proportional zur Sauerstoff-konzentration (s. rechts) Um dieses vollständig lineare Verhältnis über den gesamten Messbereich von 0 bis 100 % Sauerstoff zu erreichen, wird eine Polari-sationsspannung von - 675 mV zwischen Anode und Kathode angelegt. (s. links)

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U (Volt)– 0.2 – 0.4 – 0.6 – 0.8 – 1.0 – 1.2

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100 % Stickstoff21 % Sauerstoff100 % Sauerstoff

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Kathode Elektrolyt-

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Besuchen Sie uns im Internetwww.mt.com

Mettler-Toledo AGProzessanalytik Im Hackacker 15CH-8902 UrdorfTel.: +41 44 729 62 11

Technische Änderungen vorbehalten© 11/2012 Mettler-Toledo AGGedruckt in der Schweiz. 30 069 367

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Sauerstoff-Kompetenzzentrum Die neuesten News zu Anwendungen und Produkten

cwww.mt.com/o2-gas

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ISO 9001 / ISO 14001

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ISO14001certified

ISO