Optische Online-Prozessanalytik

Der Einsatz optischer Methoden in der Prozessanalytik war bislang nur schwer oder gar nicht möglich, da das manuelle Säubern der Messtechnik mit sehr hohem Aufwand verbunden ist und der Produktionsprozess für den Reinigungsvorgang unterbrochen werden musste.

Ziel eines Forschungsvorhabens der J&M Analytik AG war es deshalb, ein zuverlässiges, sich selbst reinigendes und kontaminationssicheres optisches Online-Prozessanalyseverfahren für Herstellungs-prozesse in der Chemie-, Pharma-, Biopharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie zu entwickeln.

Das Ergebnis ist eine innovative Sondentechnologie, die eine vollständige und zuverlässige Automatisierung für optische Methoden in der Prozessanalytik garantiert. Das Besondere an der neuen Lighthouse-Sonde (LHP) ist die automatisierte In-Process-Reinigung und -Kalibrierung der Messfenster, ohne dass der Produktionsprozess – wie bisher nötig - unterbrochen werden muss: Ist das Beobachtungsfenster verschmutzt, wird die Messsonde über einen pneumatischen Antrieb mit präziser Positionsrückmeldung aus dem Messbehälter herausgefahren, gereinigt und bei Bedarf rekalibriert.

Die Kombination unterschiedlicher Segmente in der Sonde erlaubt es erstmals, mehrere Parameter eines Prozesses, wie etwa die Partikelgröße und ihre Quantifizierung, gleichzeitig zu erfassen. Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurden sieben ver-schiedene Sondenmodule entwickelt und in der Prozessumgebung eingesetzt. Damit konnte der Anwendungsbereich der Sonde  wesentlich erweitert werden. Die LHP-Sonde ist für verschiedene optische analytische Messverfahren geeignet.

Die analysierten Medien und Proben beinhalteten Flüssigkeiten, Feststoffe und Suspensionen. Erfolgreich konnte die Sonde zur Überwachung folgender Prozesse eingesetzt werden: Kristallisation, Bestimmung der Beschichtungsdicke während des pharmazeutischen Beschichtungsprozesses, Überwachung der kontinuierlichen Pulvermischung, Total-Containment-Operationen mit Pulvern, Hefe-Fermentation sowie Reinigungsüberwachung von pharmazeutischen Anlagen.

Die Entwicklungen wurden patent-geschützt und in wissenschaftlichen- und Fachzeitschriften veröffentlicht. Außerdem hat die J&M Analytik AG eine Durchfluss-Messzelle entwickelt, die beispielweise für die online-Bestimmung von Fett, Protein und Trockenmasse in Milch in Molkereien erfolgreich eingesetzt wird.

Projektthema:
Zuverlässige optische Online-Prozess-analytik für nanoskalierbare Herstellungsprozesse unter Total Containment-Bedingungen in der Chemie-, Pharma-, Biopharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie

Projektdurchführung:
J & M Analytik AG
Willy-Messerschmitt-Straße 8
73457 Essingen
Telefon    07361|9281-0
Telefax    07361|9281-12
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