Sensore quantistico migliora il controllo di processo e qualità attraverso l'analisi delle particelle in tempo reale

Il sensore quantistico di particelle rileva e classifica le particelle in liquidi, gas o come polveri in base a dimensione, numero, composizione e, in futuro, forma.

Durante le procedure di analisi e produzione così come nella tecnologia di laboratorio e di processo, la qualità delle materie prime e delle materie di partenza gioca un ruolo decisivo. Informazioni dettagliate su dimensioni, numero, composizione e distribuzione delle particelle contribuiscono al controllo del processo e alla garanzia della qualità. All'Analytica di Monaco, la startup high-tech di Stoccarda Q.ANT presenta un sensore compatto per particelle destinato a applicazioni industriali, con cui è possibile rilevare questi parametri in tempo reale. Il sensore brevettato, basato sulla tecnologia quantistica, offre un reale valore aggiunto per numerosi settori: dalla produzione additiva alla biotecnologia, dall'industria della ceramica, dei materiali e chimica, fino al trattamento delle acque, alla tecnologia medica e alla cosmetica.

Riconoscimento rapido della forma senza telecamera

Invece di prelevare campioni e analizzarli in laboratorio, cosa ancora comune in molti settori, gli utenti ricevono un feedback immediato sulla qualità e sulla composizione degli ingredienti. Il sensore rileva e analizza le particelle nelle materie prime e di partenza, indipendentemente dal mezzo, che può essere liquido, gassoso o in polvere. Il controllo del processo, l'ottimizzazione e la gestione della qualità sono così possibili in tempo reale. Oltre a dimensioni, numero e distribuzione delle singole particelle, il sensore sviluppato da Q.ANT potrà anche classificare in tempo reale la forma delle particelle. Questo è reso possibile dalla tecnologia quantistica impiegata, combinata con un'intelligenza artificiale (IA), che può essere addestrata affinché forme predefinite siano distinguibili tra loro, come particelle ellittiche o sferiche rispetto a quelle rotonde, permettendo anche di identificare agglomerati. A tal fine, l'IA deve essere addestrata su specifici "casi d'uso", cioè applicazioni pratiche.

Numerosi campi di applicazione

Esistono molti settori e applicazioni per il sensore di particelle, che può essere utilizzato anche in combinazione con altri metodi e meccanismi di misurazione. Per esempio, il sensore quantistico può monitorare le alghe in bioreattori e riconoscere, ad esempio, le cellule morte non appena cambiano forma. Il controllo dell'impianto può intervenire regolando senza dover prelevare campioni dal reattore. Un altro esempio è il trattamento delle acque: l'IA riconosce contaminazioni, ad esempio da batteri o altri microrganismi difficili da rilevare, consentendo di trarre conclusioni sul processo di purificazione. Nella produzione additiva tramite stampa 3D, così come nell'industria dei metalli, delle ceramiche e del cemento, il sensore quantistico analizza diverse granulometrie di polveri, da cui possono derivare proprietà specifiche del materiale. Altri possibili campi di applicazione sono l'industria chimica e quella cosmetica, tra cui l'analisi dei pigmenti per lo sviluppo di colori e texture.

Q.ANT offre partnership per casi d'uso specifici

Per sviluppare casi d'uso specifici, Q.ANT propone partnership alle aziende interessate. "Offriamo all'industria un accesso precoce a questa nuova soluzione per problemi particolarmente complessi, senza dover attraversare lunghi cicli di sviluppo", afferma Vanessa Bader, Customer Project Engineer di Q.ANT. "I nostri partner hanno la possibilità di integrare il sensore quantistico nei loro processi produttivi e di adattarlo ai loro casi d'uso." Q.ANT, che ha brevettato questa nuova tecnologia, attualmente offre due sensori di particelle con diversi intervalli di misura: da 2 a 50 micrometri e da 20 a 700 micrometri. "Con questa gamma copriamo la maggior parte delle applicazioni nella produzione industriale", afferma Bader. Progetti pilota indicano un'elevata qualità dei dati. Per esempio, l'IA può distinguere tra agglomerati di particelle in polveri metalliche e particelle singole di uguale dimensione.

Il sensore compatto è facile da usare e rapidamente integrabile

Un altro vantaggio: il sensore quantistico compatto si adatta a qualsiasi banco di laboratorio, il sistema è più rapido e semplice da maneggiare rispetto alle procedure convenzionali di prelievo di campioni per l'analisi delle particelle. Oltre allo strumento di laboratorio, nel programma di partnership vengono sviluppati sistemi di alimentazione per integrare il sensore inline nei processi. È sufficiente un normale computer per trasmettere e visualizzare i dati rilevati. Tramite un sito web nel browser, il sensore è immediatamente pronto all'uso. "Non è necessario installare nulla, non servono potenze di calcolo extra e nemmeno formazione complicata per il personale", spiega Bader.