PICCELL

Echtzeit-Charakterisierung der Größe und Form von Partikeln in Suspensionen und Emulsionen von 1 µm bis 5.000 µm mit hoch sensitiver on-line-Bildanalyse

Der Bildanalysesensor PICCELL ist als robustes on-line-Prozessanalysesystem mit integrierter Durchflussmesszelle ideal für Prozessstufen mit flüssigen Produkten und Partikelgrößen im Bereich von 1 µm bis 5.000 µm geeignet. Bei weichen oder faserigen Partikeln erweitert sich die beherrschbare Partikelgröße auf bis zu 7.500 µm. Das System kann sowohl zur festen, stationären Installation als auch in einem fahrbaren Gestell für den Einsatz im Technikum oder an wechselnden Messorten ausgeführt werden. Über eine Bypass-Leitung wird ein Teilstrom aus der Prozessleitung ausgeschleust und der Bildanalyse zur Charakterisierung von Partikelgröße oder Partikelform zugeführt. Auch geringste Mengen Über- oder Unterkorn sowie Einzelpartikel mit besonderen physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Aggregate, Bruch oder Fremdkörper, sind zuverlässig aufspürbar. Die hochfrequente Messwerterfassung unter prozessnahen Bedingungen ermöglicht eine durchgängige Qualitätskontrolle und eine optimierte Prozessführung in Echtzeit.

Eine Hochgeschwindigkeitskamera erfasst die Partikel im Produktstrom in der Durchflussküvette mit bis zu 175 Bildern pro Sekunde bei 4,2 Megapixeln Auflösung. Laserlichtpulse mit Leuchtdauern von unter 1 Nanosekunde erzeugen randscharfe Bilder auch von schnellsten Partikeln. Durch die hohe Anzahl erfasster Partikel gewährleistet die Hochleistungsbildanalyse zuverlässige Messergebnisse mit einer hohen statistischen Relevanz bei kurzen Analysendauern. Auch transparente Partikel werden aufgrund der verwendeten telezentrischen Optik randscharf abgebildet und hinsichtlich ihrer Größe und Form zutreffend ausgewertet.

Zur Anpassung des PICCELL-Systems an das Produkt und die Prozessanforderungen stehen hochdruckfeste Durchflussküvetten mit Spaltbreiten von 0,2 mm bis 10 mm und Küvettenfenstern mit Durchmessern von 5 mm bis 30 mm zur Verfügung. Die Küvetten bestehen aus V4A-Edelstahl (SS316), Sichtfenstern aus vergütetem Quarzglas und sind auf einen Prozessdruck von bis zu 10 bar ausgelegt. Für eine auf das flüssige Medium abgestimmte chemische Beständigkeit stehen für Dichtungen und Schläuchen nahezu alle handelsüblichen Elastomere zur Verfügung. Das Handling der ausgeschleusten Probe in einer Bypass-Leitung ermöglicht die sichere Analyse in einem geschlossenen System. Auch toxische oder potente pharmazeutisch Substanzen lassen sich kontaminationsfrei handhaben. Alle Oberflächen und produktberührten Materialen sind GMP-konform ausgeführt und die Steuerungs- und Auswertungssoftware ermöglicht auch den FDA-konformen Einsatz im regulierten Pharmaumfeld.

Die prozesstaugliche Ausführung des PICCELL-Systems ist sowohl für die Produktion in großtechnische Anlagen als auch für Pilotanlagen oder den Technikumsbetrieb im kleineren Maßstab ideal geeignet. Die Montage des Systems erfolgt auf einem geeigneten stationären Träger oder in einem fahrbaren Gestell. Alle erforderlichen Schritte zur Steuerung des Messablaufs – von der Probenahme bis hin zur Auswertung und Ausspielung von Ergebnissen – erfolgen wahlweise manuell, automatisiert oder ferngesteuert. Eine Einbindung in die zentrale Steuerung und eine Rückmeldung der Ergebnisse erfolgt in Anpassung an die vorhandenen Kommunikationsschnittstellen des Leitsystems. Die in Echtzeit gewonnenen Informationen über die Partikelgrößenverteilung oder die Partikelformen können auch zur Prozessüberwachung oder -steuerung eingesetzt werden. Schnelle Mess- und Reinigungszyklen, regelmäßige Referenzmessungen und eine integrierte Autofokussierung entlang der optischen Achse stellen ein dauerhaft messbereites, wartungsarmes System sicher.