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プロセスにおけるオンライン粒度分布測定

製造プロセスをリアルタイムで制御・管理することは、資源を有効に活用し、高品質な生産を行うための最も効果的な方法です。プロセス計測技術を応用することで、品質に関わる重要なパラメータを厳密に管理することができ、プロセスへの迅速なフィードバックが可能になります。そうすることで、不良品や廃棄物を低減し、歩留まりを劇的に向上できます。不良バッチは、廃棄するか、多大なコストをかけて再加工する必要がありますが、歩留まりを向上できれば、これらのコストを大幅に削減できます。製薬業界では、Quality by Designの取り組みの中で、製造プロセスをより深く把握し、理想的なプロセス管理を実現することを目的として、プロセス制御の要件を定めています。製品の品質を後から見直すのではなく、適切な生産設備と迅速なプロセス制御を活用して、生産段階から品質を確保する必要があります。

粒子径や粒子形状などの指標を用いたプロセス制御は、様々な方法で実現できます。原則として、有効かつ有意義な測定結果を得るためには、以下の3つの要件を全て満たす必要があります。

• プロセスにおける代表的なサンプリング
• 採取したサンプルの最適な分散
• 精確な測定装置

プロセス計測がもたらす可能性

粒子計測をプロセスに組み込むに際して、サンプリング方法、サンプル輸送方法、組込位置、測定頻度などを考慮する必要があります。Sympatec社の測定装置は、柔軟なインターフェースを備えており、さまざまな方法で主配管に接続できます。例えば、手動でサンプルを測定機器に供給する従来のラボ測定 (オフライン)、オートサンプラーなどと組み合わせたラボオートメーション (アトライン)、プロセスから分岐した配管への接続 (オンライン)、プロセスや反応槽への直接接続 (インライン) まで、多岐にわたります。

 

インライン粒度分布測定

サンプラーと測定装置は、プロセスの主配管に完全に統合されます。超音波減衰式のOPUS は高濃度サンプルを測定可能なので、配管や反応槽に直接接続できます。レーザー回折式MYTOSのような光学的手法では、サンプルを適切に分割した後、光学的濃度を調整する必要があります。そのため、サンプルの分散は、測定の直前に行われます。

オンライン粒度分布測定

分散器と測定装置から成る測定システムは、主配管から分岐されたバイパス配管で動作します。サンプルは、インラインサンプラーを介してプロセスから取り出され、測定システムに供給され、定期的に測定されます。測定されたサンプルは、主配管に戻すことも、廃棄することも、回収することもできます。

アトライン粒度分布測定

生産ラインからサンプルを取り出し、遠隔の測定システムまで輸送し、供給します。供給されたサンプルは、ラボ向けの方式と同様に測定され、任意の測定結果が出力されます。これら一連のプロセスは全て自動化できます。

プロセス計測に最適化された粒度分布測定技術

ラボ計測用として実績のあるSympatec社の測定装置と分散器のほとんどは、プロセスやラボオートメーションでも使用できます。ラボ計測用とプロセス計測用で同じユニットを使用することで、測定結果に高い互換性が得られるため、ラボでの製品開発からプロセスでの大量生産までのスケールアップが容易です。また、専用の制御・評価ソフトウェアPAQXOSは、制御システムへの通信に必要なインターフェースを全て備えており、リアルタイム制御の確立に最適です。

 

Granulométrie en laboratoire et laboratoire automatisé

ラボおよびラボオートメーションにおける粒度分布測定

製品開発、品質管理、プロセス監視する上で、粒子特性の測定は不可欠な業務です。サンプルの粒子径や粒子形状の分布特性は、最終製品の特性、製品の品質、加工性、操作性、保管性などに影響するため、粒子計測は製品の製造において極めて重要です。製造プロセス中に監視が必要な箇所が複数ある場合は、ラボオートメーションによる測定が最適です。プロセスからのサンプリングシステムやサンプル輸送システムなどを、測定システムと組み合わせ、それらを自動化することで、生産ライン全体を効率的に管理できます。Sympatec社は、レーザー回折法、動的画像解析法、超音波減衰法に基づいた、粒子径・形状測定のための実用的かつ省メンテナンスな測定装置を提供します。