In den Prozess eintauchen – Effizientere Prozesse durch PAT

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Hellma GmbH & Co. KG

DECHEMA e.V.

Haus der Technik e.V.

Mettler-Toledo GmbH

Auf einzelnen Gebieten geht es zügig voran, wie bei der Online-Spektroskopie. Diese dient hauptsächlich dazu, quantitative Aussagen zum Produkt zu treffen, aber auch zur Identifikation einzelner Bestandteile. Stark im Kommen sind dabei Tauchsonden, über die sich ein Spektrometer einfach in den Prozess integrieren lässt. Äußere Einflüsse und Sicherheitsrisiken werden erheblich reduziert. Die flexibel einsetzbaren Sonden sorgen für eine einfachere Handhabung in stark regulierten Prozessumgebungen, z.B. in Reinräumen, Ex- oder Atex-Zonen, Druck- oder Vakuumtanks sowie beim Umgang mit Gefahrstoffen.

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Um direkt im Prozess zu messen, werden Sonden mittels Flansch oder als Durchflussmesszelle in Flanschform eingesetzt. Die neuen UV/Vis- und NIR-Tauchsonden Excalibur 25 Hygienic von Hellma sind die weltweit ersten 3-A-zertifizierten spektroskopischen Sonden dieser Art. Bei dieser Spektroskopie-Methode werden elektromagnetische Spektren gemessen – vom NIR-Bereich, in dem Molekülschwingungen angeregt, bis zum energetisch höheren UV-Bereich, in welchem Valenzelektronen angeregt werden. So lassen sich in Echtzeit valide Aussagen über den laufenden Herstellungsprozess treffen.

Kosteneffizienz sorgt für Einsparungen durch PAT

Und kosteneffizient ist die Methode ebenfalls: Das Einsparpotenzial anhand einer Getreidemühle belegt laut Produktmanager Mandal, dass der Zeitaufwand für die Online-Analytik bei ca. 6 % der Zeit liegt, die herkömmliche Analysenmethoden bräuchten. Für die Feuchtigkeitsmessung bei der Trocknung werden 0,6 h statt 1 h, bei Feuchtigkeits- und Proteinmessung beim Blending 0,1 h statt 7 h und bei der Bestimmung des Aschegehalts beim Finishing 0,1 h statt 6 h benötigt. Das ergäbe in Summe pro Batch ein beachtliches Einsparpotenzial von 13,2 h.

Besonders in Pharma- und Lebensmittelproduktion steigen die Anforderungen an die Hygiene. Hier ist die 3-A-Zertifizierung aus den USA ein etablierter, hoher Standard, welcher garantiert, dass alle produktberührenden Oberflächen sehr leicht zu reinigen und zu sterilisieren sind. Das technische Anlagenequipment muss laut Zertifikatanforderungen CIP (Cleaning in Place)- und SIP (Sterilization in Place)-fähig sein. Die neue Hellma-Sonde treibt den Weg zu branchenübergreifend transparenteren Prozessen damit weiter voran, und neue Entwicklungen werden nicht lange auf sich warten lassen.

Nächster Schritt zu besserem Prozessverständnis

Auch Mandal ist überzeugt, dass sich die Online-Spektroskopie deutlich weiter verbreiten wird: „Der Trend geht dahin, dass Prozesse immer enger gefasst werden, Zeit und Ressourcen müssen gespart werden. Die Online-Spektroskopie ist dabei ein wertvolles Hilfsmittel.“ Immer kleiner und leistungsfähiger werdende Geräte machen ihre Anwendung in Prozessen möglich, wo es bislang keine Chance auf Einsatz gab: Der nächste Schritt zu besserem Prozessverständnis, weitere werden folgen…

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