Partikelanalysator CAMSIZER P4

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1 CAMSIZER P4 Partikelanalysator Partikelgrößen- und Partikelformanalyse mittels dynamischer Bildanalyse Messung rieselfähiger Schüttgüter von 2 µm bis 3 mm CAMSIZER P4 Solutions in Particle Sizing 1

2 Exakte Messung der Partikelgröße und -form mit dem n Messbereich 2 µm bis 3 mm, ohne Messbereichsumschaltung n Exzellente Messdynamik für sehr breit verteilte Proben n Hohe Auflösung für schmale, monomodale oder multimodale Verteilungen n Sichere Detektion von Überkorn, auch unter,1 % Volumenanteil n Analyse der Partikelform (z. B. Nachweis von Agglomeraten, zerbrochenen Partikeln oder Kontaminationen) n Flexible Datenauswertung mit Partikeldatenbank und 3D-Cloud n Exzellente Kompatibilität zur Siebanalyse n Hervorragende Reproduzierbarkeit 2

3 Das CAMSIZER P4 System 4 5 Das patentierte CAMSIZER P4 Messprinzip 6 7 Die CAMSIZER P4 Ergebnisse 8 Kornformanalyse und Anwendung 8 Partikelbibliothek und 3 D-Cloud 9 Der CAMSIZER P4 AutoSampler 1 Das CAMSIZER P4 Online-System 11 Das CAMSIZER P4 Zubehör 12 Leistungsmerkmale im Überblick Spezifikationen / technische Daten 16 Spezialisten für Partikelmesstechnik Innovative Technik für die Partikelcharakterisierung und Qualitätssicherung anwenderfreundlich zu gestalten, das ist die Kernkompetenz von RETSCH Technology. Die optischen Partikelanalysatoren werden auf der Basis verschiedener Messtechniken für die Analyse der Partikelgröße und Partikelform in Suspensionen, Emulsionen, kolloidalen Systemen, Pulvern, Granulaten und Schüttgütern eingesetzt. Die Produktpalette deckt einen Größenbereich von,3 nm bis 3 mm ab. Retsch Technology bietet individuelle Applikationsberatung und exzellenten Service weltweit. Ein Messverfahren, zwei Anwendungsbereiche Analyse feiner Pulver mit dem CAMSIZER XT CAMSIZER P4 und CAMSIZER XT basieren beide auf dem patentierten 2-Kamera-Prinzip, wobei sich der CAMSIZER XT als der Spezialist für die Messung feiner, agglomerierender Pulver von 1 µm bis 7 mm präsentiert. Neben der höheren Auflösung der optischen Komponenten zeichnet sich das XT Modell durch eine größere Flexibilität bei der Dispergierung der Partikel aus. Neben dem Freifall-Modul bietet der CAMSIZER XT die Möglichkeit, die Probe alternativ mit Druckluft oder in Flüssigkeiten zu dispergieren. Dadurch können Agglomerate zerstört und die einzelnen Primärpartikel beim Durchgang durch das Messfenster erfasst werden. Weitere Informationen finden Sie unter Solutions in Particle Sizing 3

4 Das System Partikelgrößen- und Partikelformanalyse Der CAMSIZER P4 wurde entwickelt, um Partikelgröße und Partikelform trockener, frei rieselfähiger Schüttgüter umfassend zu charakterisieren. Während beispielsweise die traditionelle Sieb analyse die Größenverteilung nur in sehr wenigen Messklassen erfasst, sind die Ergebnisse des CAMSIZER P4 deutlich hochauflösender und detailreicher. Lückenlose Qualitätskontrolle Der CAMSIZER P4 stellt die zeit- und kostensparende Alternative dar, wenn permanente Qualitätssicherung während der Produktion, umgehende Ein- und Ausgangskontrollen oder aussagekräftige Labormessungen an unterschiedlichsten Probengütern angestrebt werden. Egal ob es sich um kugelförmige oder unregelmäßig geformte Körner und Kristalle, um Sprüh- und Wirbelschicht-Granulate, Pellets oder Extrudate handelt: der CAMSIZER P4 bestimmt zuverlässig alle wesentlichen Größen- und Formparameter für alle rieselfähigen Schüttgüter und Granulate. Die robuste Konstruktion und das störungsunempfindliche Messprinzip des CAMSIZER P4 sind auch für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen bestens geeignet. Retsch Technology bietet deshalb Einbauvarianten zur kontinuierlichen Überwachung von Produktionsprozessen an. Typische Anwendungsbeispiele n Baustoffe n Chemikalien n Düngemittel n Feuerfestprodukte n Glas/Keramik n Holzspäne n Kaffee n Katalysatoren n Kohle/Koks n Kunststoffgranulate n Lebensmittelgranulate n Metallpulver/ Siliziumgranulate n Pflanzenschutzmittel n Pharmazeutische Pellets n Proppants n Salz/Zucker n Sand n Schleifmittel n Waschmittel 2 µm 3 mm 4

5 ersetzt Siebanalyse schneller, genauer und mehr Informationsgehalt Analysenaufwand Ergebnisse Nutzen/Vorteil Siebanalyse Hoher Analysenaufwand: n Siebturm zusammenstellen n Siebe wiegen/tarieren n Probengut aufgeben n Siebung starten n Fraktionen auswiegen n Auswerten n Siebe reinigen Messung n Korngrößenverteilung anhand weniger Siebschnitte n Fraktionierung des Probengutes n Hohe Reproduzierbarkeit n Etabliertes Messverfahren Wirkung Geringer Nutzen: n Weiterführende Analyse einzelner Probenfraktionen möglich n Nasssiebung möglich Siebanalyse Minimaler Analysenaufwand: n Probengut aufgeben n Messung starten n Probengut entnehmen Messung n Detaillierte Korngrößenanalyse n Simultane Analyse der Partikelform und des Volumens n Höchste Genauigkeit und Reproduzierbarkeit n Sehr schnell; Ergebnisse in Echtzeit n Vermeidung zufälliger Fehler durch äußerst einfache Handhabung/Automatisierung Wirkung Maximaler Nutzen: n Drastische Verminderung des Arbeits- und Zeitaufwandes n Automatische, individuelle Auswertung von Größe, Form, Dichte, Transparenz und Anzahl n Berührungslose und daher zerstörungsfreie Analyse n Online-taugliches Messverfahren ermöglicht optimale Prozess- und Qualitätsüberwachung n Selbstreinigend und nahezu verschleißfrei n In Sekundenschnelle rekalibrierbar Problemloser Umstieg von der Siebanalyse zum Die traditionelle Siebanalyse ist in der Praxis häufig die Basis für Qualitätsstandards und Produktspezifikationen, auf denen die Kommunikation zwischen Lieferanten und Kunden basiert. Eine schnelle und leistungsfähige Alternative zur Siebanalyse muss dem Rechnung tragen und vollständig kompatible Messergebnisse er zeugen können. Deshalb wurde die Software des CAMSIZER P4 mit Algorithmen zur Emulation von Siebanalysen ausgestattet. Auf diese Weise konnte bereits eine Vielzahl von Anwendern die zeitraubende Siebung durch den CAMSIZER P4 ersetzen, ohne auf die vertrauten Qualitätsmerkmale verzichten zu müssen. Durch die automatisierte Messung und die Verschleißfreiheit werden die erhaltenen Messergebnisse gleichzeitig vertrauenswürdiger und reproduzierbarer. Q 3 [%] p 3 [%] Siebanalyse CAMSIZER ,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 Partikelgröße x [mm] Perfekte Übereinstimmung von Siebanalyse und CAMSIZER P4- Resultaten, am Beispiel von granulierten Düngemitteln. Solutions in Particle Sizing 5

6 Das patentierte Messprinzip Von 2 µm bis 3 mm mit einer Messung: genau schnell zuverlässig Das innovative Messsystem des CAMSIZER P4 nutzt das Prinzip der dynamischen Bildanalyse. Zwischen Lichtquelle und Kamera passiert das Schüttgut die Messzone. Mit hoher Bildaufnahmerate wird jedes Partikel von Kameras im Bild erfasst, digitalisiert und im angeschlossenen Computer ausgewertet. Dual Camera Technology Das Zwei-Kamera-Messprinzip des CAMSIZER P4 übertrifft jedes andere dynamische Bildverarbeitungssystem im Hinblick auf den dynamischen Messbereich, die Messgeschwindigkeit, die formgetreue Bilderkennung und die Auflösung. Die Aufteilung des Korngrößen bereichs auf 2 Kameras ermöglicht es, sowohl für feine als auch für grobe Partikel optimale Mess bedingungen zu schaffen, ohne Kompromisse bei Auflösung oder Nachweiswahrscheinlichkeit einzugehen. Außerdem ist es möglich, ohne Messbereichsumstellungen oder Justagearbeiten ein breites Kornspektrum von 2 μm bis 3 mm hochgenau und reproduzierbar zu vermessen. Die Probe wird über die Förderrinne dem Messfeld so zugeführt, dass alle Partikel einzeln in den Erfassungsbereich fallen. Zwischen den beiden Digitalkameras (rauscharme CCDs) findet während des Messvorgangs eine Aufgabenteilung statt. Die Basic-Kamera erfasst große Partikel, die Zoom-Kamera registriert die kleinen Partikel. Die Kombina tion der beiden Kameras mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben er laubt es einerseits, die kleinen Partikel mit der hohen Auflösung der Zoom-Kamera präzise zu erfassen und andererseits, viele große Partikel im großen Sichtfeld der Basic-Kamera zu detektieren. Die Messgeschwindigkeit hängt nicht nur von der Bild rate ab, sondern auch von der Größe des Detektionsfeldes, d. h. von der Anzahl der Partikel im Bild. Erst hierdurch werden reproduzierbare Ergebnisse bei kurzer Messdauer möglich. Wollte man das gleiche mit nur einer einzelnen Kamera erreichen, müsste diese mehr als 4 Megapixel aufweisen und dabei Bildwiederhol raten von min des tens 3 Hz erzielen. Dies ist beim derzeitigen Stand der Technik jedoch nicht möglich. Zoom Basic Die Basic-Kamera detektiert die großen Partikel. Die Erfassung des gesam ten Partikel stromes er folgt durch zwei Kameras. Die Zoom-Kamera analysiert die kleinen Partikel. 6

7 Seine Überlegenheit liegt im Detail Einzigartiges Konzept Patentiertes Messverfahren mit 2 adaptiven Full-Frame- Matrixkameras n Maximale Auflösung n Extrem großer dynamischer Messbereich n Vollständige und daher exakte Partikelerfassung mit jeder Aufnahme n Unübertroffene Wiederholbarkeit n Simultane Messung mit beiden Kameras Software gesteuerte Venturi- Luftspülung LongLife-Lichtquelle Die besonders hohe Intensität der neuen LED-Stroboskop lichtquelle (9 Hz) des CAMSIZER P4 sorgt für extrem kurze Belichtungszeiten und somit für gestochen scharfe Bilder mit optimaler Schärfentiefe und hohem Kontrast. Damit gewährleistet der CAMSIZER P4 optimale Formanalysen auch feiner Partikel. Automatische Trichterhöhe Die motorisierte Höhen einstellung des Materialtrichters gewährleistet eine stets perfekte Förderung des Probengutes und eliminiert manuelle Arbeitsschritte. Als Folge weist der CAMSIZER P4 eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Messergebnisse auf. Geregelte Probenzuführung n Vermeidung von Geräteverschmutzung selbst bei stark staubenden Proben n Optimale Fokussierung der Partikel n Repräsentative Messungen selbst bei stark variierenden Dichten und Partikelgrößen Zertifiziertes Kalibriernormal n Hohe Genauigkeit und Messsicher heit durch mehr als 5 Referenzobjekte n Kalibrierung über den gesamten Messbereich n Maßanschluss an nationale und internationale Normale und andere Messverfahren Das Schüttgut wird der Messzone über eine Vibrationsdosierrinne zugeführt. Die Software regelt automatisch die Dosiergeschwindigkeit, so dass die Abschattung durch die Partikel in den Abbildungen konstant gehalten wird. Zertifiziertes Kalibriernormal Mittels eines hochpräzisen Referenzobjektes, welches lithografisch hergestellt wird und Partikel unterschiedlichster Größe simuliert, kann der CAMSIZER P4 jederzeit in Sekundenschnelle rekalibriert werden. Die Anforderungen an eine zeitgemäße Messmittelüberwachung werden damit erfüllt. Solutions in Particle Sizing 7

8 Die Ergebnisse Auswertung und Dokumentation Ein wesentlicher Vorteil für die praktische Anwendung des CAMSIZER P4 ist die Auswertung der Ergebnisse in Echtzeit. Bereits während der Messung sind grafische Darstellungen der Ergebnisse verfügbar. Gleichzeitig lässt sich der Messvorgang durch Betrachtung digitaler Momentaufnahmen auch visuell kontrollieren. Alle Partikelbilder und die zugehörigen Messparameter werden während der Messung direkt ausgewertet, aber auch in einer Partikelbibliothek abgelegt. Direkt nach Abschluss der Messung stehen umfangreiche Ergebnisdarstellungen direkt zur Verfügung. Spezielle Fragestellungen können unter Zuhilfenahme der Partikelbibliothek auch nachträglich individuell ausgewertet und im Detail geklärt werden. Retsch Technology liefert den CAMSIZER P4 mit einer leis tungsfähigen, prozess orientierten Steuer- und Auswertesoftware. Der Export der Messergebnisse in Office- Programme erfolgt schnell und komfortabel. Selbstverständlich bietet die Software auch flexible Exportmöglichkeiten zur Anbindung an ein kundenseitiges LIMS System. Einfache und sichere Bedienung Die Definition von Mess- und Aus werte parametern kann vom Anwender einfach und individuell vorgenommen werden. Produktspezifische Einstellungen der Messparameter werden gespeichert und vereinfachen so den Wechsel zwischen verschiedenen, wiederkehrenden Messaufgaben, die auch häufig als Standard-Operating-Procedures (SOPs) bezeichnet werden. Die SOPs lassen sich durch Passworte vor Manipulationen schützen, wodurch stets gleiche Geräteeinstellungen und Ausgabeformate und in der Folge eine maximale Ergebnis sicherheit gewährleistet sind. Kornformanalyse und Anwendung In vielen Anwendungsbereichen sind Kornforminformationen wichtige Prozessund Qualitätsindikatoren. Auf Basis der dynamischen Bildanalyse ist es dem CAMSIZER P4 unmittelbar möglich, die Partikelform des Probengutes detailliert und repräsentativ zu analysieren. Bedingt durch den hohen Informationsgehalt der beim Messvorgang gewonnenen Digitalaufnahmen lassen sich die Partikelprojektionen in vielerlei Hinsicht auswerten. Applikationsspezifisch vermisst der CAMSIZER P4 die Partikelprojektionen nach diversen Flächen-, Umfangs- und Längen maßen. Pro Partikel werden ca. 5 verschiedene Messgrößen bestimmt. Als Ergebnisse erhält man beispielsweise: Der Vorteil der beim CAMSIZER P4 eingesetzten Full-Frame-Kameras, welche die Partikelprojektionen ver zerrungsfrei in ihrer Ganzheit erfassen, zeigt sich be sonders bei der Ver messung der Kornform. n Sehnenmaße n Gestreckte Länge n Feret-Durchmesser n Martin-Durchmesser n Breiten-/ Längenverhältnisse n Konvexität n Rundheit n Symmetrie n Transparenz n Eckigkeit 8 Breite XB Partikel- Projektion A A' = A Durchmesser des flächengleichen Kreises Beispiele verschiedener Größenparameter als Ergebnis der hochauflösenden Scans des CAMSIZER P4 an individuellen Partikelprojektionen. XA Länge XL Applikationsbeispiele zur Kornformanalyse sind: Anteilsermittlungen von Mischungskomponenten z. B. Ionentauscher und Aktivkohle für Wasserfilter sowie Glasperlen und Griffigkeitsmittel in Straßenmarkierungen Bestimmung der Schneidhaltigkeit (Splittrigkeit) z. B. Qualitätsbeurteilung von Schleifmitteln im Vorfeld der Weiterverarbeitung Analysen des Bruchanteils von Granulaten z. B. Ersatz aufwändiger Bruchuntersuchungen über Rolleigenschaften von Granulaten Gleichzeitige Erfassung der Durchmesser- und Längenverteilung(en) von Extrudaten ( Stäbchen ) z. B. Raumdichtebestimmung von Katalysatoren in Reaktorbehältern Analyse von Zwillingen, Drillingen und Agglomeraten z. B. bei pharmazeutischen Pellets Analyse der Eckigkeit z. B. für geologische Untersuchungen von Sand oder der Analyse von keramischen Werkstoffen oder Schleifmitteln

9 Hoher Informationsgehalt durch leistungsstarke Technik Die Darstellung der Mess ergebnisse in Grafiken, Tabellen, Kenn größen oder als Digitalaufnahmen wird den unterschiedlichsten Kun den anforder ungen gerecht. Die ermittelten Ergebnisse können grafisch und tabellarisch als Größenfraktionen, Häufigkeitsverteilung oder Summenverteilung ausgegeben werden. Zusätzlich kann der CAMSIZER P4 die Anzahl der in der Probe enthaltenen Partikel sowie die spezifische Ober fläche, die Dichte und auch die Transparenz des Probenmaterials bestimmen. Die CAMSIZER P4 Software erlaubt zudem die Darstellung von Tages berichten, Trendanalysen, Mittelwertbildungen und vieles mehr. In Anlehnung an relevante internationale Normen wird ein übersichtliches, individuell konfigurierbares Messprotokoll zu jeder Analyse erstellt. Optional können Produktspezifikationen hinsichtlich Korngrößenverteilung oder Kornform hinterlegt werden. Bei Abweichungen zwischen dem Messergebnis und den hinterlegten Spezifikationen erzeugt die Software automatisch Warnmeldungen, z. B. wenn die Rundheit der gemessenen Probe nicht den Anforderungen genügt. Trendanalyse von Produktionsprozessen Bis zu 4 frei wählbare Kenngrößen des Proben materials können dauerhaft überwacht werden Qualitätskontrolle während der Messung Vergleich des Messergebnisses mit unteren und oberen Spezifikationsgrenzen NEU: Partikelbibliothek und 3 D-Cloud Zusätzlich zur Auswertung in Echtzeit ermöglicht es die neue Datenstruktur der CAMSIZER P4 Software große Men gen an Bild informationen direkt in einer Partikelbibliothek abzuspeichern. Aufnahmen von Par tikeln mit bestimmten Eigenschaften können nachträglich ausgewählt und dargestellt werden. Ähnliche Bilddatenbanken werden in der Mikroskopie bei der statischen Bildanalyse seit langem für die Dokumentation eingesetzt. Dabei wird jeweils nur eine geringe Anzahl von Partikeln analysiert. Im CAMSIZER P4 bewältigt die Datenbank Millionen von Einzelpartikeln pro Messung! Zusätzlich zur bereits bekannten zweidimensionalen Darstellung von Kornform gegen Korngröße oder gegen das detektierte Volumen erlaubt die CAMSIZER P4 Software auch dreidimensionale Darstellungen, d. h. von 3 verschiedenen Parametern gegeneinander (3D-Clouds). Diese Punktwolken ermöglichen auch Unterscheidungen von Proben, die in den zweidimensionalen Darstellungen nicht deutlich oder aussagekräftig genug sind. Weiterhin lassen sich Partikelgruppen mit ausgewählten Eigenschaften selektieren und separat auswerten. So kann zum Beispiel die Größenverteilung aller runden und transparenten Partikel in einer Probe separat rekalkuliert werden. Transparenz 1,,9,8,7,6,5,4,3,2,1,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1, Partikelgröße [mm],1,2,3,4,5,6,7,8,9 1, Breiten-/Längenverhältnis [b/l] Alle Partikelbilder und zugehörigen Messparameter können optional in der Partikelbibliothek abgespeichert werden 3D-Cloud: Grafische Darstellung von 3 Messparametern Partikelgröße, Transparenz und Breiten-zu-Längen- Verhältnis einer Mischung für Fahrbahnmarkierungen aus Glaskugeln und Griffigkeitsmitteln Solutions in Particle Sizing 9

10 Der AutoSampler Insbesondere bei hohem Probenaufkommen erweist sich der Einsatz des CAMSIZER P4 als sehr wirtschaftlich. In Verbindung mit dem Auto- Sampler wird durch die automatisierte Probenvermessung eine weitere Effizienzsteigerung erreicht, die nur durch eine kontinuierliche Qualitätsüberwachung im Online-Betrieb noch gesteigert werden kann. Vorteile n Automatisierte Reihenmessung von bis zu 4 Proben n Minimierter Aufwand und Schulungsbedarf für unterschiedliche Anwendergruppen n Optimale Auslastung des CAMSIZER P4 n Flexible Konfigurationsmöglichkeiten bezüglich Probenvolumen und Probenanzahl n Konstante Messbedingungen und eindeutige Zuordnung der Resultate dank Barcode Der AutoSampler automatisch, zuverlässig, variabel Egal, ob wechselnde Probenmaterialien analysiert oder Reihenuntersuchungen durchgeführt werden sollen, der AutoSampler passt sich den Abläufen im Labor perfekt an. Der Anwender stellt lediglich einen Probenbecher mit Barcode auf das Förderband, die Software lädt die passenden Messeinstellungen dann automatisch. Die Probenübergabe an den CAMSIZER P4 erfolgt durch einen elektropneumatischen Roboterarm. Die Becher werden dabei gegriffen, angehoben und in den Zuführtrichter entleert. Eine integrierte Rüttlerfunktion gewährleistet die restlose Entleerung. Die Höhe des Probenzuführtrichters wird automatisch auf den optimalen Förderspalt eingestellt und die Dosiergeschwindigkeit geregelt. Die Probenbecher werden im Auffangbehälter gesammelt und stehen für eine erneute Verwendung zur Verfügung. Durch Beschickung per AutoSampler kann die Auslastung des CAMSIZER P4 maximiert werden. Erhöhte Flexibilität durch Barcode-Leser Der Barcode-Leser sorgt für das selbständige Einlesen hinterlegter Messund Geräte ein stellungen (SOPs) für alle zu analysierenden Produkte. Bedienfehler werden somit wirkungsvoll vermieden und konstante Mess bedingungen für jede Analyse gewährleistet. Die Messergebnisse können dann automatisch über verschiedene Schnittstellen an das Labor-Informationssystem übermittelt werden. 1

11 Das Online-System Modularer Aufbau Der CAMSIZER P4 kann in identischer Konfiguration sowohl im Labor eingesetzt, als auch online direkt in einen Prozess integriert werden. Aufgrund der identischen Messtechnik werden in beiden Einsatzbereichen übereinstimmende Ergebnisse erzielt. Der modulare Aufbau des CAMSIZER P4 Online ermöglicht die Implementierung in zwei Stufen. In vielen Fällen bietet sich zunächst der Einsatz des CAMSIZER P4 als Laborgerät an. Im nächsten Schritt kann dann ein Upgrade zur Online-Version stattfinden. Gehäuse geschlossen Online Aufbau Für das CAMSIZER P4 Online-System wird der CAMSIZER P4 in ein industrietaugliches Gehäuse integriert und kann somit auch in äußerst rauen Umgebungen betrieben werden. Das Gehäuse verfügt über einen IP 54 Schutz und automatische Reinigungsoptionen, die den Reinigungs- und Wartungsaufwand auf ein Minimum reduzieren. Die Stellfüße des Gehäuses verfügen über eine Vibrationsentkopplung, so dass die Rechner- und Messtechnik unabhängig von Umgebungseinflüssen betrieben werden kann. Schnittstellen Mit den angebotenen Schnittstellen besteht die Möglichkeit, das Gerät an Prozessleitsysteme und interne Netzwerke anzubinden und Messdaten an nahezu jedes Laborinformationssystem zu übergeben. Somit sind eine Fernsteuerung und eine automatische Datenübertragung möglich. Prozessintegration Vorteile n Äußerst robustes Design auch in rauen Umgebungen einsetzbar n Automatisches Reinigungssystem n Wartungsfrei n Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) n Vibrationsentkoppler / Schwingungsdämpfer n Breiter Temperaturbereich (-2 bis +5 C) n Klimatisierung verfügbar n Flexibel konfigurierbare Steuerung & Datenexport Zur Online-Analyse wird automatisch eine repräsentative Probe des Schüttgutes dem Prozess entnommen und dem CAMSIZER P4 zugeführt. Die Messung wird automatisch vom System gestartet und nach Abschluss der Analyse werden die Ergebnis-Daten der Messwarte zur Verfügung gestellt. Unmittelbar nach Beendigung der Messung kann automatisch die nächste Charge des Produktes übergeben und analysiert werden. So liegt jederzeit ein aktuelles Messergebnis vor und garantiert daher eine lückenlose Qualitätskontrolle. Die Prozessparameter lassen sich über einen Regelkreis kontinuierlich optimieren. Auf diese Weise kann die Produktion schnell und rechtzeitig reagieren, Ausschuss kann minimiert und die Produktqualität sichergestellt werden. Die Komponenten für die automatische Probenzuführung können nach Anforderung des Kunden mit lokalen oder spezialisierten Herstellern zusammen konstruiert und installiert werden, so dass dem Kunden eine schlüsselfertige Anlage zur automatischen Bestimmung von Korngröße und Kornform übergeben wird. Stellgröße Leitwarte Automatische Probenahme Regelgröße Prozess CAMSIZER Schematische Darstellung der Einbindung des CAMSIZER P4 Online in die kontinuierliche Qualitätsüberwachung Solutions in Particle Sizing 11

12 Das Zubehör Retsch Technology bietet für den CAMSIZER P4 ein umfangreiches Zubehörprogramm an, um die individuellen Erfordernisse unterschiedlicher Applikation zu erfüllen. Die einzelnen Komponenten werden dabei in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Probenmaterials ausgewählt. Steckrinnen Das Fließverhalten des Probengutes kann durch eine güns tige Abstimmung von Materialeigenschaften und Rinnenoberfläche deutlich verbessert werden. Standardmäßig werden Rinnen aus hochwertigem Edelstahl eingesetzt. Aber selbst schwierige Güter wie Kaffee oder Kakao lassen sich durch die Wahl der geeigneten Rinnenbeschichtung gleichmäßig und kontinuierlich fördern. Dabei ermöglicht die Push- Fit -Aufnahme einen ggf. erforderlichen Rinnenwechsel innerhalb von wenigen Sekunden. Zur effektiven Förderung unterschiedlicher Körnungen stehen zudem Steckrinnen verschiedener Breiten zur Verfügung. Zuführtrichter Je nach Probenvolumen stehen unterschiedlich große Zuführtrichter zur Ver fügung. Lieferbar sind Trichter mit einem Fassungsvermögen von,5 l 2,8 l 3,5 l und 7,8 l. Für eine optimale Zuführung der Probe sind Trichter aus unterschiedlichen Materialien und Beschichtungen erhältlich (Edelstahl, hart-anodisiertes Aluminium etc.). Leitbleche Durch die Verwendung eines Leitblechs fallen selbst feine Produkte frei von unerwünschten Turbulenzen in den Schärfebereich der Kameras und werden somit exakt vermessen. Für spezielle Anwendungen ist ein patentiertes motorisiertes Leitblech erhältlich, welches das Probengut in eine Vorzugslage orientiert. Dies ermöglicht beispielsweise bei der Analyse von Ex trudaten neben der Messung des Durchmessers auch eine präzise und direkte Ermittlung der Längenverteilung (siehe Beispiel auf Seite 13 unten). Der speziell entwickelte Bewegungsmechanismus sorgt für eine optimale und sichere Ausrichtung der Probe, ohne Blockierungen. Das Leitblech eignet sich auch für den vollautomatisierten Online Einsatz. Schnelle Analyse repräsentativer Proben Die minimal notwendige Probenmenge pro Messung kann in der Praxis zwischen wenigen Gramm und mehreren Kilogramm liegen. Entscheidend sind hierbei u. a. die mittlere Partikelgröße und die Breite der Partikelgrößenverteilung. Bei kleinen Korngrößen und schmalen Verteilungen genügt bereits ein sehr geringes Probenvolumen, während z. B. für breit verteile Erz- oder Sandproben mit zentimetergroßen Partikeln durchaus auch mehr als 5 l notwendig sein können, um eine repräsentative Messung durchzuführen. Eine Auswahl von Trichtern und Zuführrinnen ermöglicht die schnelle Anpassung des CAMSIZER P4 an die jeweilige Aufgabenstellung. Je nach Probengut beträgt die Messzeit ca. 3 Minuten. Eine zeitnahe Überwachung der laufenden Produktion ist damit jederzeit sichergestellt. 12

13 Leistungsmerkmale im Überblick Messergebnisse 1% kompatibel zur Siebanalyse Q 3 [%] Beispiel Zucker: In der Zuckerindustrie wird der Rohzucker in verschiedene Größenklassen gesiebt, je nachdem ob Puderzucker, Haushaltszucker oder spezielle Mischungen, z. B. für Bäckereien oder Getränkehersteller, gewünscht sind. Dank der perfekten Übereinstimmung von CAMSIZER P4 und Siebergebnis können Produktspezifikationen von Herstellern und Kunden direkt verglichen werden, auch wenn Sie mit unterschiedlichen Methoden gemessen wurden. Der CAMSIZER P4 ermöglicht u. a. die Überwachung der Produktionssiebe auf Abnutzung (Risse) und die Analyse der Mischungen während der Verladung auf den Lkw. So können die Qualität jeder einzelnen Ladung überwacht und kostspielige Reklamationen vermieden werden. Volumenprozent Probe 1 CAMSIZER Probe 1 Siebung Probe 2 CAMSIZER Probe 2 Siebung Partikelgröße x [µm] Hervorragende Reproduzierbarkeit Beispiel Düngemittel: Viele Unternehmen legen großen Wert auf eine einheitliche Qualitätskontrolle, gerade wenn die Produktionsstandorte international verteilt sind. Der CAMSIZER P4 zeichnet sich dank einfacher Bedienung und weitestgehender Automation durch hervorragend reproduzierbare Ergebnisse aus, auch an weltweit verteilten Standorten. Bei Round Robin Tests übertrifft der CAMSIZER P4 vergleichbare Methoden wie z. B. die Siebung sehr deutlich, nicht zuletzt auch wegen der einfachen und schnellen Kalibration der Geräte. Die Grafik zeigt die exzellente Gerät-zu-Gerät-Vergleichbarkeit: 1 Messungen derselben Düngemittel-Probe mit 1 verschiedenen CAMSIZER-Geräten. Die Kurven liegen im Rahmen der Linienbreite exakt aufeinander. Q 3 [%] Volumenprozent CAMSIZER 1 CAMSIZER 2 CAMSIZER 3 CAMSIZER 4 CAMSIZER 5 CAMSIZER 6 CAMSIZER 7 CAMSIZER 8 CAMSIZER 9 CAMSIZER Partikelgröße x [mm] Bestimmung von Länge und Durchmesser Q 3 [%] q 3 [%/mm] Beispiel transparente Kunststoffgranulate: Dank einer neuen, stärkeren Lichtquelle und höher auflösender Kameras lassen sich transparente Partikel noch schärfer abbilden und dadurch sicherer detektieren und exakter vermessen. Das Beispiel zeigt die Längen- und Durchmesserbestimmung an einer transparenten Kunststoffgranulatprobe. Durchmesser Volumenprozent Durchmesser Länge relative Häufigkeit Länge Partikelgröße x [mm] Solutions in Particle Sizing 13

14 Leistungsmerkmale im Überblick Rundheit und Sphärizität nach Krumbein und Sloss Beispiel Sand und Sedimente: Die Eckigkeit von Sand und Sedimenten wird typischerweise bei geologischen Untersuchungen bestimmt, zum Beispiel für die Öl- und Gasindustrie. In einer Kooperation zwischen der Universität Leuven, der Firma Sibelco und Retsch Technology wurde ein neuer Algorithmus zur statistisch zuverlässigen, anwenderunabhängigen Bestimmung der Eckigkeit bzw. Rundheit von Partikeln entwickelt. Die neuen Parameter Rundheit und Sphärizität nach Krumbein und Sloss basieren auf den Arbeiten von Prof. Wadell und Prof. Krumbein von , die immer noch die Grund lage für die heutigen ISO und API RP 56/58/6 Standards darstellen. Der neue CAMSIZER - Algorithmus liefert identische Er geb nisse zur zeitaufwändigen manuellen Analysenmethode. Dies wurde mit umfangreichen Tests an hunderten von Vergleichsproben untersucht und nachgewiesen. Sphärizität,9,7,5,3 Tabelle für die visuelle Auswertung von Rundheit und Sphärizität nach Krumbein und Sloss,1,3,5,7,9 Rundheit Vergleich der Eckigkeit von 3 Proben: Fast perfekt runde Glasperlen (grün), industriell gefertigte Bauxit-Körner (rot), und natürliche Sandkörner (blau). Die Rundheit und Sphärizität der Glasperlen liegt oberhalb von,9. Das entspricht den Partikeln in der rechten oberen Ecke der Krumbein Tabelle. Die Bauxit- Körner sind deutlich eckiger und weisen im Mittel eine Rundheit von,7 auf. Die Sandkörner haben viele verschieden Formen, Typische Bilder von Glasperlen und eckigen Körnern mit jeweiligen von sehr eckig bis rundlich. Messwerten Q 3 [%] Volumenprozent 7 6 Glasperlen Bauxit-Körner Sandkörner ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Rundheit RDNS Schnell und zuverlässig Beispiel pharmazeutische Granulate und Pellets: Der CAMSIZER P4 eignet sich hervorragend, um das Wachstum von Granulaten, Pellets oder Globuli zu charakterisieren. Messgrößen wie mittlere Korngröße, Verteilungsbreite, Rundheit, Transparenz oder Oberflächenrauigkeit ermöglichen Aussagen über die Dicke und Homogenität von Beschichtungen während der Wirbelschicht-Granulation, sowie den Anteil von Staub oder Überkorn (Agglomerate!), erlauben aber auch Rückschlüsse auf komplexe Parameter wie die Dauer der Wirkstofffreisetzung im Patienten. Der CAMSIZER P4 ermöglicht die schnelle und präzise Überwachung der Endprodukte, aber auch die optimale Einstellung der Prozessparameter und spart so Zeit und Kosten. Das Anwendungsbeispiel zeigt das Ausgangsmaterial sowie 4 Beschichtungsschritte (jeweils 2x vermessen). Auch die Schichtdicke beim letzten Prozessschritt von nur 2,5 µm kann dank extrem guter Reproduzierbarkeit sicher nachgewiesen werden. Natürlich ist der CAMSIZER P4 gemäß GLP/GMP validierbar und verfügt optional über eine 21 CFR part 11-konforme Software. Q 3 [%] Volumenprozent , 5,5 5, 49,5 49, 2,565,57,575,58 1,1,2,3,4,5,6,7,8 1, Partikelgröße x [mm] + 14

15 Qualitätskontrolle von Partikelgröße und Partikelform Beispiel Glasperlen: Glasperlen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. So werden sie beispielsweise Farben für Fahrbahnmarkierungen beigemengt, damit auch nachts und bei nasser Fahrbahn eine hohe Reflexivität gewährleistet ist. Größe und Form der Glasperlen sind entscheidend, damit das Scheinwerferlicht direkt zum Fahrer reflektiert wird. Die Grafik zeigt die Messung der Rundheit der Glasperlen. Maximal 2% der Perlen dürfen nach Norm eine unrunde Form aufweisen, damit die Probe den Qualitätsanforderungen noch genügt. Q 3 [%] 6 Volumenprozent Probe 1 Probe 2 Probe 3 unrund rund 1,5,6,7,8,9 1, Sphärizität SPHT Alte Analysevorschriften moderne Methode identische Resultate Beispiel Glasperlen: Die Qualitätskontrolle von Glasperlen für Straßenmarkierungen ist z. B. in ISO 1423 bzw. ASTM D1155 genau geregelt. Diese Messungen sind sehr zeitaufwändig, untersuchen nur wenige Glasperlen (schlechte Statistik) und sind stark anwenderabhängig. Heutzutage ermöglicht der CAMSIZER P4 gleichzeitig die automatisierte Messung der Partikelgröße und -form. Die Messergebnisse können gegen die in den Normen beschriebenen Verfahren validiert werden, so dass die bisherigen zeitaufwändigen manuellen Methoden problemlos ersetzt werden können. Identische Ergebnisse, aber: schneller, reproduzierbarer (da benutzerunabhängig) und mit deutlich verbesserter Statistik. Breite/Länge =,961 Sphärizität =,993 Breite/Länge =,57 Sphärizität =,779 Extrem breite Korngrößenverteilung Beispiel Feuerfestrohstoffmasse: Auch Proben mit extrem breiter Partikelgrößenverteilung und hohem Feinanteil lassen sich mit dem CAMSIZER P4 präzise vermessen. Optional sind Messergebnis se möglich, die mit einer klassischen Siebanalyse zu 1 % übereinstimmen. Dadurch kann die arbeitsinten sive Siebmethode im Labor ersetzt werden, ohne dass die Definition neuer Produktspezifikationen notwendig wäre. Q 3 [%] Volumenprozent CAMSIZER P4 x c min * Siebergebnis x [mm] Partikelgröße Solutions in Particle Sizing 15

16 Spezifikationen Technische Daten Messbereich empfohlener Einsatzbereich 2 µm bis 3 mm (ohne Messbereichswechsel) Messgrößen Partikelgröße, -form, -dichte, -transparenz und -anzahl Messungen 6 Bilder/s mit ca Pixel (entspricht mehr als 78 Mio. Pixel pro Sekunde) Messzeit ca. 1 bis 3 min abhängig von gewünschter Messstatistik Gerätedaten Abmessungen (H x B x T) ca. 65 x 85 x 35 mm Gewicht (ohne PC) ca. 4 kg Selbstverständlich ist der CAMSIZER P4 CE-geprüft und erfüllt die einschlägigen Richtlinien und Normen. Er kann auch mit 21 CFR Part 11-konformer Software geliefert werden. AutoSampler Druckluftversorgung 6-8 bar Druckluftverbrauch max. 1 l/min Gerätedaten Abmessungen (H x B x T) ca. 9 x 145 x 49 mm Gewicht ca. 6 kg Probenzufuhr Ansteuerung des Endlos-Transportbandes durch Lichtschranken unterbrechung beim Aufsetzen der Probenbehälter, Übergabe des Probengutes durch elektro-pneumatischen Roboterarm, NOT/AUS- Sicherheitsschalter Selbstverständlich ist der AutoSampler CE-geprüft und erfüllt die einschlägigen Richtlinien und Normen. Online Messdaten siehe CAMSIZER P4 Einsatzbereich Temperaturbereich von -2 C bis 5 C (klimatisiert), Kapselung für raue Umgebungsbedingungen durch Gehäuse (IP 54), schock- und vibrationsabsorbierende Installation Gerätedaten Abmessungen (H x B x T) ca. 8 x 16 x 6 mm Gewicht ca. 25 kg Druckluftversorgung 4-8 bar Schnittstellen Ethernet, Profibus, diverse digitale und analoge Kontakte und Signale (z. B. 4-2 ma) Anwendungsfelder Der im Überblick Mit mehr als 1 installierten Geräten ist der CAMSIZER weltweit das erfolgreichste Gerät zur Partikelgrößenbestimmung mit dynamischer Bildanalyse. Genauigkeit, Robustheit und einfache Bedienung zeichnen es genauso aus wie der breite Messbereich von 2 µm bis zu 3 mm. Das patentierte 2-Kamera Prinzip ermöglicht die unübertroffene Kombination von hoher Messgeschwindigkeit und hoher Auflösung, die den CAMSIZER P4 für eine Vielzahl von Analyseaufgaben unentbehrlich macht. Die nahezu 1%ige Übereinstimmung mit den traditionellen Siebergebnissen ermöglicht den schnellen Umstieg auf die neue Methode, ohne neue Korngrößenspezifikationen einführen zu müssen. Dank einfacher Bedienung und kurzer Messzeit minimiert der CAMSIZER P4 nicht nur den Personalaufwand im Labor, sondern hilft auch dabei, Produktionsprozesse zu überwachen und zu optimieren. Genauere und schnellere Analysen von Korngröße und Kornform steigern die Qualität der Produkte, verringern Ausschuss und sparen Energie und Rohstoffe. Die Haupteinsatzfelder des CAMSIZER P4 liegen in den Bereichen Qualitätskontrolle, Forschung und Produktionsüberwachung. In Verbindung mit Lösungen zur teilweisen oder vollständigen Automatisierung des Messvorgangs lässt sich auch eine kontinuierliche Probenanalytik wirtschaftlich realisieren. Einsatzzweck Probengüter Betriebsorte schnelle und exakte Partikelgrößen- und Partikelformanalyse aller trockenen, rieselfähigen Schüttgüter und Pulver z. B. Baustoffe, Chemikalien, Düngemittel, Feuerfestprodukte, Glas/Keramik, Holzspäne, Kaffee, Katalysatoren, Kohle/Koks, Kunststoff granulate, Lebensmittelgranulate, Metallpulver/ Siliziumgranulate, Pflanzenschutzmittel, Pharmazeutische Pellets, Proppants, Salz/Zucker, Sand, Schleifmittel, Waschmittel u. a. Werkslaboratorien, Forschungsinstitute, produktionsnahe Standorte sowie Online zur optimalen Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen ca. 35 mm ca. 65 mm ca. 85 mm Retsch Technology GmbH Retsch-Allee Haan, Germany Telefon / Telefax / Internet technology@retsch.de RETSCH TECHNOLOGY Ihr Spezialist für die Partikelanalyse bietet Ihnen ein umfassendes Geräteprogramm. Gerne informieren wir Sie über weitere Analysengeräte für die Trocken- und Nassvermessung mittels dynamischer Bildanalyse oder Laserlichtstreuung. Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten 98.23/D-9-214