Tablettenpressung tot Espressomahlung – auch feinste Pulver sind kein Problem mehr: Neue Inline-Sonde misst Partikelgrößen ab 20 µm kontinuierlich im Prozess

Voordat poeders, zoals werkzame stoffen en hulpstoffen, gemengd, granuliert en tot een tablet geperst of op een andere manier verwerkt kunnen worden, moeten ze beschikken over een exacte deeltjesgrootteverdeling. (Bron: Couleur/Pixabay)

Als aanvulling op de nieuwe sonde IPP 85-P zijn speciale dispergeerders ontwikkeld om de kleine deeltjes te scheiden, en is het meetsysteem aangepast op hun snellere snelheid tot wel 100 m/s. (Bron: Parsum GmbH)

Verdere ontwikkeling van de vezeloptische meetmethode en een aangepaste dispersietechniek stelt de IPP 85-P in staat om deeltjes vanaf 20 µm bij snelheden tot 100 m/s veilig te detecteren in verschillende processen. (Bron: Parsum GmbH) / Dankzij een verbeterde vezeloptische meetmethode en aangepaste dispersietechnologie kan de IPP 85-P betrouwbaar deeltjes van 20 µm en groter detecteren bij snelheden tot 100 m/s in diverse processen. (Bron: Parsum GmbH)

Een nieuw geïntegreerd geheugenmodule maakt niet alleen een unieke identificatie van de sonde mogelijk, maar ook het opslaan van kalibratie- of loggegevens. (Bron: Parsum GmbH)

Voor de productie van hoogwaardige medicijnen, voedingsmiddelen en fijnchemicals uit fijne poeders zijn sensoren nodig die zeer snelle deeltjes met hoge resolutie in realtime en onder productiemstandigheden meten. (Bron: Bruno/Pixabay) / For the production of high-quality drugs, food and fine chemicals out of fine powders, sensors are needed that measure very fast particles with high resolution in real time and under production conditions. (Source: Bruno/Pixabay)

"Vergeleken met de eerdere inline meettechnologie is het bij de IPP 85-P gelukt om optiek, elektronica en evaluatieprocessen sneller en efficiënter te maken, zodat ook het fijne meetbereik nauwkeurig kan worden weergegeven," zegt Stefan Dietrich, directeur van Parsum GmbH. (Bron: Parsum GmbH)

Voordat poeder, zoals werk- en hulpstoffen, gemengd, granuliert en tot een tablet geperst of anders verwerkt kunnen worden, moeten ze in een exacte deeltjesgrootteverdeling aanwezig zijn. Voor de productie van hoogwaardige medicijnen, voedingsmiddelen en fijnchemicals uit fijne poeders zijn dus sensoren nodig die zeer snelle deeltjes met hoge resolutie in realtime en onder productiebesturing kunnen meten. Vooral zulke fijne poeders met deeltjesgroottes van minder dan 50 µm vormen echter grote uitdagingen voor inline-deeltjesmeting in de granulatie tot nu toe. De Parsum GmbH lost dit probleem nu op met haar nieuwste inline-deeltjessonde IPP 85-P. Dankzij een verdere ontwikkeling van de vezeloptische meetmethode en een aangepaste dispersietechniek kan ze deeltjes vanaf 20 µm bij snelheden tot 100 m/s veilig vastleggen in verschillende processen. Een nieuw geïntegreerd geheugenmodule maakt niet alleen een eenduidige identificatie van de sonde mogelijk, maar ook het opslaan van kalibratie- of loggegevens. Voor een eenvoudige inbedrijfstelling leidt de nieuwe procesassistent de gebruiker bovendien door de eerste configuratie van een nieuwe meetplaats. Parsum presenteert de IPP 85-P samen met haar nieuwe accessoires op de beurs ACHEMA van dit jaar.

"Onder laboratoriumomstandigheden kan men alle deeltjesgroottes zeer nauwkeurig bepalen", zegt Stefan Dietrich, directeur van Parsum GmbH. "De grote uitdaging ligt echter in de meting direct in het proces in een industriële omgeving. De procesmeettechniek wordt blootgesteld aan schommelende parameters en omgevingsinvloeden zoals verschillende temperaturen, vibraties of mechanische krachten." Vooral poeders en granulaten in het zeer kleine meetbereik van minder dan 50 µm of met een zeer brede deeltjesgrootteverdeling brachten bij inline-metingen tot nu toe problemen. Want het signaal dat door de meetoptiek wordt gegenereerd, verliest aan scherpte naarmate de deeltjes kleiner worden, wat nauwkeurige meetresultaten bemoeilijkt. Ook de toenemende snelheid van de deeltjes, veroorzaakt door intensieve dispersie met een sterke persluchtstroom, stelt zeer hoge eisen aan de resolutie van de meetoptiek en de daaropvolgende signaalverwerking. Voor een betere resolutie om zulke kleine en versnelde deeltjes te meten, wordt idealiter een verhoogde laservermogen gebruikt. Dit stuit echter snel op grenzen wanneer de eigen veiligheid volgens ATEX voor metingen in EX-zone 0/20 moet worden gegarandeerd, zoals bijvoorbeeld voor farmaceutische toepassingen nodig is. Alternatief kunnen de ontvangst-elektronica en de verwerking gevoeliger worden ontworpen. "Met onze nieuwe IPP 85-P kunnen nu ook zeer fijne poeders met deeltjes vanaf 20 µm inline worden gemeten, zonder het aandeel nog kleinere deeltjes te negeren", aldus Dietrich.

Nieuw dispersieprincipe en snellere meettechniek

Als verdere ontwikkeling van de beproefde IPP 80-P beschikt de IPP 85-P over twee meetbereiken, tussen welke softwarematig kan worden geschakeld: het vorige voor deeltjesgroottes van 50 µm tot 6 mm en een extra voor 20 tot 600 µm. Zoals haar voorganger bevat ook de nieuwe, volledig in roestvrij staal vervaardigde inline-sonde geen bewegende onderdelen die ingesteld of afgesteld moeten worden. Dit maakt haar robuust en eenvoudig in gebruik, zodat ze dankzij eigen veiligheid, beschermingsklasse IP65 en temperatuurbestendigheid tot 100 °C zeer geschikt is voor gebruik in industriële omgevingen. "In vergelijking met de vorige inline-meettechniek is het bij de IPP 85-P gelukt om optiek, elektronica en evaluatieprocessen sneller en efficiënter te maken, zodat ook het fijne meetbereik nauwkeurig kan worden weergegeven", legt Dietrich uit.

Bovendien zijn speciale dispersieapparaten ontwikkeld voor het scheiden van de kleine deeltjes en is het meetsysteem afgestemd op hun snellere snelheid tot 100 m/s. In tegenstelling tot de reeds vaak bewezen inline-dispersers van Parsum, die een zachte methode gebruiken voor het scheiden van relatief gevoelige granulaten en agglomeraten, moeten de nieuwe typen D32, D34 en D37 ook in het meetbereik onder 50 µm omgaan met sterk aan elkaar klevende primaire deeltjes. Maar ook bij grote deeltjes, bijvoorbeeld uit een maalproces, die de neiging hebben te agglomereren en te plakken, is een krachtige dispersie zeer behulpzaam. Hiervoor zijn duidelijk sterkere scheerkrachten nodig. Deze worden gegenereerd via een injectorsysteem dat de deeltjesbaan afleidt door een zeer sterke persluchtstroom. Een deelstroom wordt ook gebruikt om contact tussen de deeltjes en de optische vensters van de sensor te voorkomen, zodat reinigingen van de optische oppervlakken veel minder vaak nodig zijn. De zeer effectieve voortdurende reiniging van de meetoptiek van vervuilingen opent uitgebreide toepassingsmogelijkheden voor Parsum-sondes met inline-dispersieapparaten voor deeltjesmeting in continue processen, zoals bij zeef- en maalprocessen, twin-screw granulatie of walsencomprimering.

Eenvoudige bediening dankzij geïntegreerd geheugen en procesassistent

Een verdere innovatie van de IPP 85-P is het geïntegreerde geheugenmodule. De veilig ingebouwde digitale interface in de elektronica-eenheid bevat alle relevante informatie voor eenduidige identificatie en automatische herkenning van de aangesloten sonde. Daarnaast kunnen in het geheugen kalibratie- en statusgegevens van de sensor, bijbehorende certificaten of ook bedrijfsprotocollen worden opgeslagen en voor servicegebruik worden uitgelezen. Omdat de kalibratiegegevens rechtstreeks van de sonde naar de software worden overgedragen, vervalt een foutgevoelige handmatige toewijzing en wordt elke verwarring van de hardware uitgesloten. Bij de inbedrijfstelling voor een nieuwe meetplaats of bij een gewijzigde procesvoering helpt de nieuwe procesassistent verder. De menu-gestuurde softwarecomponent begeleidt de gebruiker door de configuratie en benoemt daarbij de belangrijkste processen en parameters, op basis waarvan een optimale configuratie wordt gegenereerd. "Ons doel was om de IPP 85-P net zo robuust en eenvoudig te maken als de voorgangers van de IPP-reeks. Met de geïntegreerde geheugen en de procesassistent konden we deze eis zelfs nog overtreffen", aldus Dietrich.

Op de ACHEMA 2022 in Frankfurt am Main presenteert Parsum voor het eerst de nieuw ontwikkelde inline-deeltjessonde en de hardware- en software-accessoires. De twee directeuren Stefan Dietrich en Dr. Michael Köhler staan in hal 4.1 op stand E72 klaar voor gesprekken en vragen.