ColVisTec AG
Inline Prozess Monitoring

"Color Probe" ist als Tauchsonde ausgeführt, geeignet für Anwendungen an flüssigen, pastösen, pulverigen und granularen Medien (Pellets). Das Gehäuse ist aus Edelstahl (D = 3/4“ = 19,05mm) und kann sehr leicht in Rohrleitungen, Rührbehälter etc. integriert und auch in Labor Anwendungen eingesetzt werden. Die Sondenspitze ist ebenfalls wie bei den anderen Sonden von COLVISTEC mit einem selbst reinigenden Saphirfenster ausgestattet.

In Kombination mit dem Spektralphotometer "InSpectro X" wird das Spektrum von Farben, Lacken, Druckfarben, Chemikalien, Papier, Kosmetika, Getränke, Lebensmittel etc. gemessen.

Reflexionssonde RPMP für opake Medien und Transmissionssonde TPMP für transparente/klare Medien sind speziell für die Anwendung im Extruder entwickelte Schmelze Messsonden, für Temperaturen bis zu 400 °C. Beide Sonden lassen sich einfach in ein beliebiges Extruder integrieren. Benötigt wird für die RPMP lediglich eine freie 1/2"-20UNF Gewindebohrung (typ. Dynisco) und zwei gegenüberliegende Gewindebohrungen für die TPMP.

RPMP steht für "Reflection Polymer Melt Probe", es ist eine Reflexionssonde für den Einsatz an opaken Schmelzen. Die Sonde hat sechs ringförmig angeordnete Beleuchtungsfasern und eine zentrale Detektionsfaser für das reflektierte Licht der Schmelze. 

TPMP steht für "Transmission Polymer Melt Probe" und ist eine Transmissionssonde für den Einsatz an transparenten Schmelzen. Dabei werden direkt gegenüber liegend zwei Sonden positioniert. Das eine sendet das Licht, das gegenüberliegende detektiert das ankommende Licht durch die Schmelze (Durchlichtverfahren).

In beiden Varianten sind die Sondenspitzen, mit selbstreinigenden Saphirfenstern ausgestattet. Verbunden über Glasfaserleitung mit dem Spektralphotometer "InSpectro X", wird das Spektrum der Kunststoffschmelze, kontinuierlich erfasst und als Trenddiagramm zum Referenzwert z. B. mit den Farbwerten (L*, a*, b*, dE*, Gelbgrad etc.) dargestellt. Damit liefert es vollständige Informationen über Homogenität und Stabilität der Kunststoffschmelze im Prozess, ohne Verlust der Prozesskontrolle. Dadurch wird Kontamination, Fehlcharge oder Drift vermieden. Abweichungen dieser Art können hervorgerufen werden, durch Schwankungen der Prozessparameter (Temperatur-, Druck- und Geschwindigkeit etc.) oder durch die falsche Auswahl der Schneckenkomponenten, Schwankungen in der Dosierung und Qualität der eingesetzten Rohstoffe.

COLVISTEC Inline Technologie erlaubt, eine kontinuierliche Überwachung des Produktionsprozesses und den sofortigen Eingriff zur Vermeidung von Verlusten in der Herstellung und Weiterentwicklung von Produktionsverfahren.

KOSTENSENKUNG durch Prozessüberwachung mittels Inline UV-VIS Spektralphotometrie z. B. in der Pulverlack Herstellung oder in der Extrusion

Kontinuierliche Spektralmessung direkt im Prozess/Material z. B. im Mischer, im Extruder, in Rohrleitungen - an flüssigen, pastösen, pulverigen, granularen oder geschmolzenen Medien - resultiert in lückenloser Dokumentation der Änderungen im Prozess/Prozessparameter und dem sofortigen Eingriff bei Abweichung zum Referenzwert oder erlaubter Toleranzen.

BEISPIEL: Pulverlack-Herstellung

Hier sind zwei kritische Schritte anzumerken, welche die Qualität des Endproduktes richtungsweisend bestimmen: das Mischen und das anschließende Extrudieren. Genau für diese beiden Prozessschritte ist unsere Inline Technologie konzipiert. In der Mischerei kann es die Mischgüte bzw. Fehlmischungen sofort erkennen, in der Extrusion, die Dispergierung, Homogenität und Stabilität des Prozesses und somit die Qualität des Endproduktes. Schwankungen in der Dosierung und Qualität der eingesetzten Rohstoffe sowie die Änderungen der Prozessparameter schlagen sich immer in einer Farbänderung am Produkt nieder, dies wird mit der COLVISTEC Inline Technologie in Echtzeit erfasst. Das Resultat ist die Vermeidung von Fehlchargen und Kontamination.

Die Inline Prozessüberwachung ist vermehrt ebenfalls im Einsatz z. B. in der Verfahrensentwicklung. Es steht für die Minimierung von Ausschuss und Vermeidung von immensen Kosten u. a. für Arbeitszeit, Verzögerungen bei Liefertermin, Rohstoffeinsatz, Rezepturoptimierung und lückenlosen Qualitätsnachweis.

Ist das API in der Polymermatrix dispergiert und homegen verteilt?

Wie ist die Verweilzeit und welchen Einfluss hat es auf das API?

Ist die Dosierung des API konstant und gleichmäßig?

Kristallin oder Amorph was liegt vor?

Diese Fragen und vieles andere mehr in der Hot melt Extrusion von Pharmaka sowie Entwicklung von Formulierungen ist mit InSpectro X unserem UV-Vis Inline Spektralphotometer in der F&E Arbeit realisierbar. Es spart enorm Zeit und bietet schnelle Datenanalyse Möglichkeiten.

Zusätzlich zum UV-Vis bieten wir auch NIR und RAMAN als Inline Spektrometer für die Hot Melt Extrusion mit den entsprechenden glasfaseroptischen Messsonden und alle drei kombiniert als GiANT – die weltweit erste „3in1“ Spektrometer Plattform.

Das Herzstück der Inline Prozessüberwachung ist das UV-VIS Spektralphotometer "InSpectro X", dieser deckt den Wellenlängenbereich von 220 bis 820 nm ab und dies mit einer Auflösung von 1 nm über das gesamte Spektrum. "InSpectro X" ist mit all seinen Komponenten so konzipiert, dass es robust genug ist, um in der industriellen Produktionsumgebung präzise und kontinuierliche Messungen zu erzeugen. Das Gehäuse aus Edelstahl entspricht IP66 und ist somit geschützt gegen Spritzwasser und Staub. Eine integrierte, leistungsfähige Thermo-Elektrische Heiz- und Kühleinheit sorgt für konstante Temperaturverhältnisse im Gehäuse und somit für die optischen Komponenten. Es verfügt über zwei optischen Schnittstellen für den Anschluß von zwei Messsonden für die gleichzeitige Überwachung von zwei Prozessen mit einem System. Alle optischen COLVISTEC-Fasersonden (CP, RPMP, TPMP u.a.) können an das "InSpectro X" angeschlossen werden. Komplettiert wird das Gesamtsystem mit einer umfangreichen, für die Prozessüberwachung konzipierten Software. Diese ist einfach zu bedienen und leicht in die Prozessführung zu integrieren z. B. über Software Schnittstelle (OPC UA) oder Analog als Strom-/Spannnungssignale. Es stehen auch weitere Softwarepakete wie z. B. die Verweilzeit-Software "ReTA" (Residence Time Analysis) ebenfalls zur Verfügung. Mit ReTA ist es einfach möglich, Verweilzeitmessungen elegant durchzuführen und direkt nach der Messung zu analysieren. Das Ganze, ohne Probenentnahme und der damit verbundenen zeitraubenden, analytischen Arbeit im Labor. Alle Verweilzeitrelevanten Daten (numerisch wie auch graphisch) stehen mit einem Mausklick direkt nach der Messung zur Verfügung z. B. mittlere Verweilzeit, Bodensteinzahl, Verteilung der Tracermenge über die Zeit etc.