In der Prozessindustrie müssen Prozesse ständig kontrolliert und überprüft werden, um ein gleichbleibendes, qualitativ hochwertiges Produktionsergebnis gewährleisten zu können. Dazu wird meist eine Probe entnommen und im jeweiligen Betriebslabor ausgewertet. Während dieser Zeit läuft jedoch oftmals für mehrere Stunden die Produktion mit den womöglich falschen Parametern weiter. Zudem handelt es sich nur um eine Stichprobe. Geeigneter wären dagegen kontinuierliche Messungen, die direkt vor Ort, simultan zum Prozess und unter den immer gleichen Bedingungen vorgenommen werden. Hier setzen die Inline-Partikelmesssonden des Messtechnikers Parsum an.
Die Sonden werden direkt an einer repräsentativen Stelle, die mit dem Kunden vorab festgelegt wurde, angebracht und messen dort inline die jeweiligen Partikelgrößen. „Wird die Sonde inline eingesetzt, stehen die Messergebnisse sofort zur Verfügung und der verantwortliche Mitarbeiter erfährt durch die kontinuierliche Darstellung des Partikelgrößenverlaufs umgehend, wie der Prozess gerade läuft“, erklärt Stefan Dietrich, Geschäftsführer bei Parsum. Im Fall abweichender Ergebnisse kann der Prozess dann mit daran angepassten Parametern korrigiert werden. „Der Anlagenfahrer sieht zum Beispiel bei der kontinuierlichen Granulierung sofort, ob sein Material zu grob oder zu fein ist und was er dementsprechend nachjustieren sollte“, so Dietrich weiter.
Partikel in Wirbelschichtverfahren messen
Für den Einbau des Messgerätes ist wenig Aufwand nötig. Nach einer Testwoche mit Arbeitsplan und Messungen unter verschiedensten Bedingungen, wie sie zum Beispiel nicht nur für den Pharmasektor angeboten werden, erfolgt im Anschluss die Auswertung beim Kunden.
Bei Wirbelschichtverfahren werden häufig Inline-Dispergierer eingesetzt – vor allem zum Herstellen von Granulaten für die Tablettenproduktion. Ein spezieller Inline-Dispergierer saugt dabei die Partikel durch Druckluft an und führt sie durch das Messvolumen, wodurch der Partikelstrom dispergiert und verdünnt wird. Der kurze, gerade Luftweg sorgt schonend dafür, dass das Granulat beim Vereinzeln nicht zerstört wird. Zum Sichern der Qualität in kontinuierlichen Prozessen oder zum Sichern der Batch-to-Batch-Konsistenz kann die Wirbelschicht-Granulierung mit den Inline-Partikelmesssonden ständig überwacht werden.
Dies gilt auch für das sogenannte Pellet-Coating. Bei diesem Verfahren werden verschiedene funktionale Schichten, mit Dicken von wenigen Mikrometern bis in den Millimeter-Bereich, um das jeweilige Pellet gelegt. Die Sonde misst genau, wie viel Schichtauftrag erfolgt ist, ob Agglomerate entstehen oder der Verlust durch Sprühtrocknung steigt. Ebenso wird das Messsystem bei der High-Shear-Granulierung eingesetzt, bei der das Material durch die Inline-Dispergierung auch bei sehr hoher Feuchte messfähig bleibt. Mit der Sonde lässt sich der Granulationsendpunkt zuverlässig bestimmen.
Spezialtechnologie für viele Branchen
Die Messgenauigkeit des Partikel-Messsystems macht sich die Pharmaindustrie bereits zu Nutze. Die Parsum-Messgeräte werden mittlerweile aber auch bei der Waschmittelherstellung, beim Recycling, beim Überwachen der Sprühtrocknung oder am Siloaustrag sowie beim Mahlen von Kunststoffen zur Kontrolle der Herstellungsprozesse eingesetzt.
Von Vorteil für das Messverfahren ist, dass die inline-Dispergierung direkt im Prozess stattfindet und die Messung der Partikel unabhängig von deren optischen Eigenschaften ist. Gerade beim Wirbelschichtverfahren setzen sich die feuchten und klebrigen Partikel sehr oft auf optischen Flächen ab, was die Messung mit Kamerasystemen von außen erschwert oder gar unmöglich macht.
Bei den Parsum-Messsonden verhindert eine integrierte Luftspülung der optischen Fenster die Belagbildung und hält die Optik so langfristig von störenden Ablagerungen frei. Durch die Einbindung von PAT-Systemen können Wirbelschicht- und andere Prozesse schneller entwickelt und optimiert werden. Mittels einer Auswertungssoftware, die auf allen Standardrechnern läuft und deren Oberfläche sich individuell einrichten lässt, werden alle erfassten Daten aufbereitet, dokumentiert und archiviert. Speziell für den Pharmabereich wurde das Add-on ParsumView entwickelt, welches den hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird und die Forderungen nach 21 CFR 11 erfüllt.
Partikelsonden live
Je nach Anwender und Einsatzbereich stehen verschiedene Varianten der Partikelsonden zur Auswahl: IPP 70 oder IPP 80. „Das Allroundgerät IPP 70 existiert bereits seit der Achema 2006. Es wurde kontinuierlich weiterentwickelt und ist in unterschiedlichen Ausführungen verfügbar, darunter auch Atex-zertifiziert“, erklärt Dr. Michael Köhler, ebenfalls Geschäftsführer bei Parsum. „Die IPP 80 dagegen wurde nun speziell für den Pharmabereich entwickelt und besteht wegen der strengen Hygieneanforderungen komplett aus Edelstahl.“
Auf der diesjährigen Achema wurden beide Modelle – IPP 70 und IPP 80 – anhand von Anschauungsbeispielen vorgestellt. So konnten Messebesucher die Funktionsweise praktisch testen, indem sie ein Granulat über eine Sonde schütteten. Auch die Partikel-Messung im Wirbelschichtverfahren war live zu verfolgen. Hierzu wurde in einem transparenten Rohr ein Granulat aufgewirbelt.
