Compression de comprimés à la mouture pour espresso – même les poudres les plus fines ne posent plus de problème : une nouvelle sonde en ligne mesure en continu la taille des particules à partir de 20 µm dans le processus

Avant que les poudres, telles que les principes actifs et les excipients, puissent être mélangées, granuleuses et comprimées en une tablette ou traitées d'une autre manière, elles doivent présenter une distribution précise de la taille des particules. (Source : Couleur/Pixabay)

En complément de la nouvelle sonde IPP 85-P, Parsum a développé des disperseurs spéciaux pour la séparation des minuscules particules, et a conçu le système de mesure pour gérer leur vitesse plus élevée pouvant atteindre 100 m/s. (Source : Parsum GmbH)

Développement de la méthode de mesure par fibre optique et d'une technologie de dispersion adaptée, le IPP 85-P peut détecter de manière fiable des particules de 20 µm et plus à des vitesses allant jusqu'à 100 m/s dans différents processus. (Source : Parsum GmbH)

Un nouveau module de mémoire intégré permet non seulement d'identifier de manière unique la sonde, mais aussi de stocker des données de calibration ou de journalisation. (Source : Parsum GmbH)

Pour la fabrication de médicaments, aliments et produits chimiques fins de haute qualité à partir de poudres fines, des capteurs sont nécessaires pour mesurer très rapidement des particules avec une haute résolution en temps réel et dans des conditions de production. (Source : Bruno/Pixabay)

« Par rapport à la technologie de mesure en ligne précédente, l'IPP 85-P a réussi à rendre plus rapides et plus efficaces l'optique, l'électronique et les processus d'évaluation, afin de couvrir également la plage de mesure fine avec précision », déclare Stefan Dietrich, directeur général de Parsum GmbH. (Source : Parsum GmbH)

Avant que la poudre, comme par exemple les substances actives et excipients, ne soit mélangée, granulée et comprimée en une tablette ou traitée autrement, elle doit présenter une distribution de taille de particules précise. Pour la fabrication de médicaments, aliments et produits chimiques fins de haute qualité à partir de poudres fines, des capteurs sont donc nécessaires pour mesurer très rapidement des particules de haute résolution en temps réel et dans des conditions de production. Les poudres très fines avec des tailles de particules inférieures à 50 µm ont jusqu'à présent posé de grands défis à la mesure inline des particules lors de la granulation. La Parsum GmbH résout ce problème avec son dernier sonde inline pour particules, la IPP 85-P. Grâce à une évolution de la méthode de mesure par fibre optique et à une technique de dispersion adaptée, elle peut détecter en toute sécurité des particules à partir de 20 µm à des vitesses allant jusqu'à 100 m/s dans différents processus. Un nouveau module de mémoire intégré permet non seulement une identification claire de la sonde, mais aussi le stockage de données de calibration ou de journalisation. Pour une mise en service simple, le nouvel assistant de processus guide l'utilisateur lors de la configuration initiale d’un nouveau point de mesure. Parsum présente la IPP 85-P ainsi que ses nouveaux accessoires lors de l’ACHEMA de cette année.

« En laboratoire, on peut déterminer avec une grande précision toutes les tailles de particules », explique Stefan Dietrich, directeur général de Parsum GmbH. « Cependant, le grand défi réside dans la mesure directe en cours de processus dans un environnement industriel. La technologie de mesure du procédé est exposée à des paramètres fluctuant et à des influences environnementales telles que des températures différentes, des vibrations ou des forces mécaniques. » Les poudres et granulats dans la plage de mesure très petite, inférieure à 50 µm, ou avec une distribution très large de tailles de particules, ont jusqu’à présent posé problème lors de la mesure inline. En effet, le signal généré par l’optique de mesure perd en netteté avec la diminution de la taille des particules, ce qui complique l’obtention de résultats précis. La vitesse croissante des particules, causée par une dispersion intensive avec un flux d’air puissant, impose également des exigences très élevées à la résolution de l’optique de mesure et au traitement du signal qui en découle. Pour améliorer la résolution afin de mesurer des particules aussi petites et accélérées, on utilise idéalement une puissance laser accrue. Cependant, cela atteint rapidement ses limites si la sécurité intrinsèque selon ATEX doit permettre la mesure dans la zone EX 0/20, comme c’est nécessaire pour des applications pharmaceutiques. Alternativement, l’électronique de réception et l’analyse peuvent être conçues plus sensibles. « Avec notre nouvelle IPP 85-P, il est désormais possible de mesurer en ligne des poudres très fines avec des particules à partir de 20 µm, sans ignorer la proportion de particules encore plus petites », explique Dietrich.

Nouveau principe de dispersion et technique de mesure plus rapide

En tant que développement de la IPP 80-P éprouvée, la IPP 85-P dispose de deux plages de mesure, entre lesquelles il est possible de basculer via logiciel : la plage précédente pour des tailles de particules de 50 µm à 6 mm, et une plage supplémentaire pour 20 à 600 µm. Comme son prédécesseur, la nouvelle sonde inline entièrement en acier inoxydable ne comporte aucune pièce mobile nécessitant un réglage ou une calibration. Cela la rend robuste et facile à manipuler, et grâce à sa sécurité intrinsèque, à sa classe de protection IP65 et à sa résistance à la température jusqu’à 100 °C, elle convient parfaitement à une utilisation en environnement industriel. « Par rapport à la technologie de mesure inline précédente, la IPP 85-P a permis d’accélérer et de rendre plus efficace l’optique, l’électronique et les processus d’analyse, afin de représenter avec précision même la plage de mesure fine », explique Dietrich.

De plus, pour la séparation des très petites particules, des disperseurs spéciaux ont été développés, et le système de mesure a été conçu pour leur vitesse plus élevée pouvant atteindre 100 m/s. Contrairement aux disperseurs inline de Parsum, déjà éprouvés, qui utilisent un procédé doux pour séparer des granulats et agrégats relativement sensibles, les nouveaux types D32, D34 et D37 doivent également gérer des particules primaires plus fortement adhérentes dans la plage de moins de 50 µm. Mais même pour de grosses particules, par exemple issues d’un processus de broyage, qui ont tendance à agglomérer ou à adhérer, une dispersion puissante est très utile. Cela nécessite des forces de cisaillement nettement plus importantes, générées par un injecteur qui dévie le flux de particules à travers un flux d’air très puissant. Un sous-flux est également utilisé pour éviter le contact entre les particules et les fenêtres optiques du capteur, ce qui réduit la fréquence de nettoyage des surfaces optiques. La capacité très efficace à maintenir la propreté de l’optique de mesure en fonctionnement ouvre de nombreuses possibilités d’utilisation des sondes Parsum avec disperseurs inline pour la mesure de particules dans des processus continus, tels que le tamisage, le broyage, la granulation à double vis ou la compaction par rouleaux.

Manipulation simple grâce à la mémoire intégrée et à l’assistant de processus

Une autre innovation de la IPP 85-P est le module de mémoire intégré. L’interface numérique, solidement intégrée dans l’unité électronique, contient toutes les informations pertinentes pour une identification claire et une détection automatique de la sonde connectée. En outre, la mémoire peut stocker des données de calibration, des états, des certificats ou des protocoles de fonctionnement pour la fonction d’autosurveillance, et ces données peuvent être lues à des fins de service. Comme les données de calibration sont transmises directement de la sonde au logiciel, il n’est pas nécessaire de faire une attribution manuelle sujette à erreur, ce qui élimine tout risque de confusion matérielle. Lors de la mise en service pour un nouveau point de mesure ou dans un processus modifié, le nouvel assistant de processus guide également l’utilisateur. La composante logicielle, accessible via menu, accompagne l’utilisateur dans la configuration et nomme les principaux processus et paramètres, permettant de générer un fichier de configuration optimal. « Notre objectif était de rendre la IPP 85-P aussi robuste et simple à utiliser que ses prédécesseurs de la gamme IPP. Avec la mémoire intégrée et l’assistant de processus, nous avons même dépassé cette exigence », résume Dietrich.

Lors de l’ACHEMA 2022 à Francfort-sur-le-Main, Parsum présentera pour la première fois la nouvelle sonde inline pour particules ainsi que ses accessoires matériels et logiciels. Les deux directeurs généraux, Stefan Dietrich et Dr. Michael Köhler, seront disponibles pour des discussions et questions au stand E72, hall 4.1.