Übersicht
Eine integrierte Lösung für kontinuierliche On-Line- oder manuelle At- bzw. Off-Line-Messungen von Partikeln in kontinuierlichen und diskontinuierlichen nassen Prozessen, in der ein robuster Laserbeugungssensor zur Partikelgrößenmessung mit vollständig automatisierter Konzentrationssteuerung kombiniert sind. Diese Option wird für konzentriertere Feststoff-Flüssigkeit- und Flüssigkeit-Flüssigkeit-Ströme eingesetzt. Dabei wird die Probenverdünnung automatisch sowohl mit einem Vorverdünner als auch mit einem Kaskadenverdünner gesteuert:
- Besonders einfach zu reinigende homogene und hochglanzpolierte Oberflächen.
- Die Hardware des Basismodells wird gemäß den GAMP5-Standards gefertigt und ist mit CIP/SIP-Anforderungen kompatibel, um spezifische Herstellungsspezifikationen zu erfüllen. Optionen zur Validierung und für 21 CFR Part 11.
- Mit der einfach zu verwendenden Software und dem vollständig automatisierten Betrieb wird der Schulungsbedarf verringert und der Bediener entlastet.
- Durch die Integration mit bestehenden Steuerplattformen wird die Entwicklung von automatisierten Steuerprotokollen vereinfacht.
- Das System bietet eine hohe Verfügbarkeit von mehr als 95 % mit geringer Ausfallzeit, minimale Wartungsanforderungen und maximale Anlagenrendite.
- Für gefährliche Umgebungen ist eine eigensichere Version erhältlich.
Funktionsweise
Überblick
Das Insitec Nasssystem mit vollautomatischer Konzentrationskontrolle integriert ein Probenverdünnungssystem mit einem robusten Laserbeugungssensor zur Partikelmessung. Beide Elemente des Systems sind für die Anforderungen der spezifischen Anwendung maßgeschneidert: von einfachen Off-Line-Systemen mit manueller Zuführung bis zu vollständig automatisierten, validierten On-Line-Systemen zur kontinuierlichen Überwachung und multivariaten Steuerung.
Probenverdünnung
Für eine genaue Laserbeugungsanalyse muss das Licht die Probe durchdringen können. Diese Beschränkung führt zu einer absoluten oberen Konzentrationsgrenze für die Messung. Mehrfachstreuung, bei der das Laserlicht vor der Detektion mit mehreren Partikeln wechselwirkt, kann ebenfalls ein Problem darstellen. Probenverdünnung ist daher ein wesentliches Element bei der Analyse von konzentrierteren Feststoff-Flüssigkeit- oder Flüssigkeit-Flüssigkeit-Strömen.
In diesem System arbeiten ein Vorverdünner und ein Kaskadenverdünner zusammen, um die Konzentration der Probe auf ein optimales Maß zu verringern ohne die Repräsentativität der Probe zu gefährden oder einen Verdünnungsschock zu verursachen. Bei einem Verdünnungsschock wird die Probe durch zu schnelle Verringerung der Konzentration irreversibel verändert.
Bei On-Line-Anwendungen wird eine repräsentative Prozess-Probenahme mit einem Probenahmeventil (Ventile mit Probenvolumen von 0,98, 1,4, 1,9 und 2,5 Kubikzentimetern erhältlich) mit elektro-pneumatischem Antrieb erreicht. Durch einen kontinuierlichen Fluss durch den Probenkreislauf werden Zeitverzögerungen im System verhindert und das Risiko von Blockierungen verringert. Alle Feuchtigkeit ausgesetzten Teile sind aus 316SS und PTFE.
Bei At- und Off-Line-Anwendungen wird die Probe manuell in das Verdünnungssystem eingeführt.
Beim Vorverdünner handelt es sich um einen Glaszylinder mit einem pneumatischen Rührer und Flüssigkeitsstandsensoren zur Steuerung des Verdünnungsvolumens. Beim Kaskadenverdünner handelt es sich um ein vom Verdünnungsmittel angetriebenes patentiertes System, das auf einem koaxialen Venturi basiert und in dem das Verdünnungsverhältnis anhand der Anzahl der Stufen und der Abmessungen der internen Düsen gesteuert wird. Beide Einheiten sind selbstreinigend, enthalten wenige bewegliche Teile und sind vollständig automatisiert.
Das Design des Verdünnungssystems wurde derart optimiert, dass der Verdünnungsmittelverbrauch minimiert und dennoch eine zur Messung geeignete Konzentration erreicht wird. Als Verdünnungsmittel wird üblicherweise Wasser verwendet, das möglichst im Prozess wiederverwendet wird, um Abfälle zu minimieren.
Probenmessung
Alle Insitec Systeme nutzen die Technologie der Laserbeugung zur schnellen Partikelgrößenmessung und setzen den patentierten Mehrfachstreuungs-Algorithmus ein, um den Konzentrationsbereich der Technologie zu erweitern. Diese Algorithmen korrigieren den konzentrationsabhängigen Effekt der Mehrfachstreuung mathematisch. Neben geringeren Anforderungen an die Probenverdünnung wird damit gewährleistet, dass die Messungen unabhängig von der Probenkonzentration sind.
Für diese vollständig automatisierte Lösung wird der Sensor gemäß den Anforderungen der Anwendung ausgewählt, beispielsweise eigensicherer Betrieb. Alle Sensoren können vollständige Partikelgrößenverteilungen in weniger als einer Sekunde messen. Gemeinsam mit der Verdünnungshardware liefern sie verlässliche, zeitnahe und vollständige Daten zur Berechnung der vollständigen Partikelgrößenverteilung. Diese Daten stellen eine sichere Basis für eine bessere Prozesssteuerung dar, unabhängig davon, ob diese Steuerung manuell oder automatisiert erfolgt.
Daten Präsentation und Anwendung
Insitec Systeme werden in die Prozessanlage integriert. Üblicherweise werden sie von einer Steuerzentrale aus bedient, und anhand der Messergebnisse werden Routineentscheidungen getroffen. Leistungsfähige Softwarepakete vereinfachen Integration und Datenauswertung.
Die Malvern Link II-Software bietet die zur Integration eines Insitec-Systems mit dem vorhandenen Steuersystem und zur Automatisierung der Prozesssteuerung erforderliche Funktionalität. Sie ermöglicht die Bedienung des Analysegeräts, einschließlich der Verdünnungshardware, von einem Computer oder vorhandenen Steuerstrukturen aus. Malvern Link II kann nicht nur zur Insitec-Integration eingesetzt werden. Diese Software vereinfacht auch die Integration mit anderen Typen von Instrumenten sowie die multivariate Steuerung.
Die RTSizer-Software stellt die Messergebnisse klar und zugänglich dar. Zur Verbesserung des Informationsflusses kann die Ausgabe der Ergebnisse an Branchen- und Kundenstandards angepasst werden. Insitec-Daten werden zu folgenden Zwecken eingesetzt:
- Verbesserung des Prozessverständnisses
- Sofortige Erkennung von Störungen
- Unterstützung umfassender Prozessoptimierung
- Automatisierung der Prozesssteuerung
Da die gesamten Partikelgrößenverteilungen ausgegeben werden, kann die Überwachung und Steuerung auf der Grundlage eines beliebigen Größenbereichs erfolgen: beispielsweise die Feinmaterialien, der Bereich 3 bis 30 Mikrometer, die Materialmenge über 200 Mikrometer usw. Da Insitec-Daten optimierte manuelle Steuerstrategien sowie die vollständige Automatisierung der Prozesssteuerung ermöglichen, bieten sie eine erhebliche wirtschaftliche Rendite.
Spezifikation
System
| Typ der Messung | Partikelgröße |
|---|---|
| Messbereich | 0,1 bis 2500 µm |
| Messprinzip | Laserbeugung |
| Optische Modelle | Mie-Theorie |
| Messgenauigkeit | ±2 % bei Dv(50) mit dem Verifikationsfadennetz |
Allgemein
| Versorgung | 100/240V |
|---|---|
| Schutzart | IP65 |
| Operating platforms | 10 bar (g) |
| Software | RTSizer (zur Steuerung des Messgerätes) Malvern Link II (zur System Automatisierung und Daten Link) |
| Maximaler Abstand zwischen Instrument und Computer | 500 m (bis zu 2 km mit Glasfaseroptik) |
Betriebsumgebung
| Temperatur | 10 °C–70 °C |
|---|---|
| Luftfeuchtigkeit | 35 %-80 % (nichtkondensierend) |