Partikelcharakterisierung Probenahme für Online-Messsysteme

Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle spielen in den heutigen, verzweigten Produktionsprozessen eine sehr gewichtige Rolle. Zur Erzielung kurzer Reaktionszeiten werden Online-Messsysteme eingesetzt, die eine (quasi-) kontinuierliche Überwachung der Produktgüte gestatten. Doch auch das beste und schnellste Messverfahren ist auf repräsentative Proben angewiesen.

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Mettler-Toledo GmbH

Shimadzu Deutschland GmbH

Hellma GmbH & Co. KG

Anatec Deutschland GmbH

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Im Bereich Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle werden bei der Durchführung von Analysen hohe Anforderungen an die Ergebnisgenauigkeit und Ergebnissicherheit gestellt. Moderne Messverfahren bieten dabei eine Fülle an Informationen und können z.B. auch zur Steuerung und Regelung von Produktionsprozessen eingesetzt werden.

Eine Entnahme einer repräsentative Probe steht jedoch am Anfang jeder Messaufgabe. Nur wenn gewährleistet ist, dass durch Auswahl eines geeigneten Probenehmers die Grundgesamtheit exakt beschrieben wird, ist der nachfolgende Aufwand der Probenaufbereitung und die eigentliche Messung erlaubt.

Verfahrensauswahl

Für die Auswahl einer geeigneten Entnahmemethode sind der Einbauort, die erforderliche Probenanzahl und -größe und das infrage kommende Messverfahren maßgebend. So werden mit den modernen Bildverarbeitungs-Messsystemen, wie sie z.B. von Anatec entwickelt wurden, im Bereich der Online-Prozesskontrolle typische Analysezeiten von fünf Minuten erreicht. Dabei werden neben der Partikelgrößenverteilung auch Formverteilungen ermittelt und an Prozessleitsysteme übertragen.

Basierend auf den Erfahrungen im Off- und Online-Einsatz wurden dann auch Probenahmesysteme entwickelt und gebaut. Die weltweit eingesetzten PartAn-Systeme steuern und kontrollieren die Probenehmer und gewährleisten so für den Anwender eine Komplettlösung aus einer Hand. Die Probenehmer werden individuell auf die Applikation und die Bedingungen vor Ort angepasst. Der Anwender hat die Möglichkeit diese Probenehmer automatisch oder manuell zu betreiben; sei es in Verbindung mit den Anatec-Messsystemen oder auch manuell zur Entnahme in ein Probenkarussell oder eine Probenflasche.

Anwendungsbeispiel

Beispielhaft wird hier die automatische, vom Messgerät gesteuerte Probenahme aus einer senkrechten, produktführenden Rohrleitung beschrieben (Abb. 1). Es handelt sich dabei um eine Applikation aus dem Lebensmittelbereich, bei der mittels XY-Probenehmer – diskontinuierlich und vom Messgerät ausgelöst – Proben entnommen werden. Die Probengröße resultiert aus der Größe des verwendeten Entnahmebehälters und wird ohne weitere Probenteilung komplett vermessen. Die Probenzufuhr erfolgt mittels Vibrationsdosierer, die gemessene Probe wird in den Prozess zurückgeführt. Das Gesamtsystem ist in Abbildung 2 dargestellt.

Aktiviert durch die Messgerätesoftware bewegt sich der Entnahmebehälter durch den kompletten Produktstrom und entnimmt auf dem Hin- und Rückweg die Probe. Der Entnahmebehälter erfasst den gesamten Produktstrom und garantiert damit für den Zeitpunkt der Entnahme eine repräsentative Probe.

In der Parkposition führt der Entnahmebehälter eine 180-Grad-Drehbewegung aus und entleert die Probe über eine schräge Rinne in das Messsystem. Der Probenehmer verweilt in der Parkposition bis zur nächsten, vom System angeforderten Entnahme. Die gemessenen Partikel werden direkt in den Prozess zurückgeführt (Abb. 3).

Die Probenehmer werden in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung in Größe, Funktion und Materialien ausgelegt und gebaut. Mit der Erfahrung der vergangenen 20 Jahre fertigt Anatec heute Probenehmer für Pulver und Granulate für einen sehr weiten Anwendungsbereich, beispielsweise bei der Probenahme von Kaffee, Sand, Düngemittel, Waschpulver oder Plastikgranulaten – um nur eine kleine Auswahl der von den weltweit eingesetzten Probenehmern und Messsystemen verarbeiteten Materialien zu nennen.

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