Real-time kwaliteitsmetingen op de fabrieksvloer

10 apr, 2020

De procesindustrie smelt steeds meer samen met het laboratorium. Met inline sensortechnologie automatiseer je kwaliteitsmetingen en voer je ze direct in de fabriek uit. Zo’n opstelling vraagt wel om robuuste meetapparatuur.

Als een fabriek producten maakt met hoge kwaliteits- en veiligheidseisen, zoals voedingsproducten en geneesmiddelen, is het cruciaal dat de kwaliteit continu getest wordt. Medewerkers meten daarom tijdens het productieproces regelmatig variabelen zoals viscositeit, de pH-waarde van het (tussen)product en concentraties van ingrediënten. De klassieke manier om dit te doen is door een monster te nemen, waarna een laborant deze analyseert in het laboratorium. Op basis van de gerapporteerde resultaten kunnen productiemedewerkers waar nodig actie ondernemen.

Deze methode heeft verschillende nadelen. Tussen de monstername en correctie in de productie zit namelijk veel tijd. Bovendien betreft het momentopnames, waarbij je niet weet hoe de situatie in de tussentijd is geweest. ‘Het resultaat dat je krijgt is niet real-time maar van bijvoorbeeld een uur geleden’, zegt Wouter Vandevyver van Endress+Hauser, leverancier van laboratorium- en automatiseringsapparatuur. ‘Een gevonden afwijking kan tot gevolg hebben dat er complete batches verloren gaan.’

Implementatie

Vandevyver is Industry Development Manager en gespecialiseerd in een alternatieve methode, waarbij inline sensortechnologie wordt gebruikt. De analyseapparatuur is dan ingebouwd in de productielijn en metingen verlopen in real-time en automatisch. Vandevyver: ‘Dit is minder arbeidsintensief en je krijgt informatie over de kwaliteit van het product dat op dát moment gemaakt wordt. Zo kun je direct actie ondernemen als er afwijkingen gevonden worden. Bovendien verspil je minder ingrediënten en hulpmiddelen zoals desinfectiemiddel, want dankzij de real-time metingen gebruik je precies de juiste hoeveelheden.’

Niet alle analyses kunnen worden overgenomen door inline process analyzers – denk bijvoorbeeld aan celkweeks of complexe chromatografie. Maar voor de eenvoudige, repetitieve metingen is een verschuiving naar de fabrieksvloer zo gemaakt. ‘Mits je beschikt over de juiste apparatuur’, zegt Vandevyver. ‘Voor inline testen moet je instrumenten inzetten die daar specifiek voor ontworpen zijn. De apparatuur moet bestand zijn tegen operationele omstandigheden, zoals hoge temperaturen en agressieve detergenten. Ook moeten ze voldoen aan de strenge veiligheidseisen van de voedsel- en geneesmiddelenindustrie.’

Veel bedrijven hebben de switch al gemaakt in hun fabrieken en Vandevyver moedigt aan om dit door te trekken naar Research & Development. ‘Een nieuw proces wordt vaak in het laboratorium opgestart en uitgetest. Daarna schaal je deze op naar een pilotinstallatie en uiteindelijk naar een groot productieproces. Bij al die stappen zijn metingen nodig. Ik raad aan om tijdens R&D meteen een inline opstelling te gebruiken die overeenkomt met het opgeschaalde productieproces. Als je start met labometingen en daarna van methode verandert kan dat grote verschillen geven, want je gebruikt andere technieken en andere soorten metingen.’

Door inline procestechnologie te gebruiken bespaar je dus laboratoriumkosten en produceer je hogere volumes met betere productstabiliteit. Ondertussen komt er in het laboratorium tijd en ruimte vrij voor complexere analyses en onderzoek.