Newsletter_07-2024_DE

Quantensensor verbessert
Prozess- und Qualitätskontrolle
durch Partikelanalyse in Echtzeit
Bei Analyse- und Fertigungsverfahren ebenso wie in der Labor- und
Prozesstechnik spielt die Beschaffenheit von Roh- und Ausgangsstoffen
eine entscheidende Rolle. Detaillierte Informationen über
Größe, Anzahl, Zusammensetzung und Verteilung von Partikeln tragen
zur Prozesskontrolle und Qualitätssicherung bei. Auf der Analytica
in München präsentiert das Stuttgarter Hightech-Start-up
Q.ANT einen kompakten Partikelsensor für industrielle Anwendungen,
mit dem sich diese Parameter in Echtzeit erfassen lassen. Der
auf Quantentechnologie basierende und patentierte Sensor bietet
damit einen echten Mehrwert für zahlreiche Branchen: von der additiven
Fertigung über die Biotechnologie, die Keramikindustrie, die
Werkstoff- und chemische Industrie bis hin zu Wasseraufbereitung,
Medizintechnik und Kosmetik.
Beschleunigte Formerkennung ohne Kamera
Statt Proben zu entnehmen und im Labor zu untersuchen, was in
vielen Branchen noch Standard ist, erhalten Anwender eine unmittelbare
Rückmeldung zur Qualität und Zusammensetzung von Inhaltsstoffen.
Der Sensor erfasst und analysiert Partikel in Roh- und
Ausgangsstoffen, und zwar unabhängig vom Medium, das flüssig,
gas- oder pulverförmig sein kann. Prozesskontrolle, Prozessoptimierung
und Qualitätssteuerung sind damit in Echtzeit möglich. Neben
der Größe, Anzahl und Verteilung der einzelnen Partikel wird der von
Q.ANT entwickelte Sensor künftig auch die Partikelform in Echtzeit
klassifizieren können. Möglich macht das die eingesetzte Quantentechnologie
in Zusammenspiel mit einer KI, die so trainiert werden
kann, dass vordefinierte Formen voneinander abgrenzbar sind, etwa
elliptische oder sphärische von runden Partikeln, womit auch Agglomerate
identifiziert werden können. Zu diesem Zweck muss die KI
auf bestimmte „Use Cases“, also Anwendungsfälle, trainiert werden.
Zahlreiche Anwendungsfelder
Es gibt viele Branchen und Anwendungsfelder für den Partikelsensor,
der auch im Zusammenspiel mit anderen Messverfahren und
-mechanismen eingesetzt werden kann. So kann der Quantensensor
in Bioreaktoren Algenzellen überwachen und beispielsweise abgestorbene
Zellen erkennen, sobald diese ihre Form verändern. Die
Anlagensteuerung kann dann regulativ eingreifen, ohne dass Proben
aus dem Reaktor entnommen werden müssen. Ein weiteres Beispiel
ist die Wasseraufbereitung: Die KI erkennt Kontaminationen,
beispielsweise durch schwer nachweisbare Bakterien oder andere
Keime, was Rückschlüsse auf den Reinigungsprozess zulässt. In der
additiven Fertigung mithilfe des 3D-Drucks, ebenso wie in der Metall-,
Keramik- und Zementindustrie, analysiert der Quantensensor
unterschiedliche Pulverkörnungen, aus denen jeweils spezifische
Materialeigenschaften resultieren können. Weitere denkbare Anwendungsbereiche
sind die chemische und die Kosmetikindustrie,
hier unter anderem die Pigmentanalyse zur Entwicklung von Farben
und Texturen.
Q.ANT bietet Partnerschaften für spezifische Anwendungsfälle
Um spezifische Anwendungsfälle zu entwickeln, bietet Q.ANT interessierten
Unternehmen Partnerschaften an. „Wir bieten der Industrie
für besonders herausfordernde Problemstellungen frühzeitig
Zugang zu dieser neuen Lösung, ohne lange Entwicklungszyklen
durchlaufen zu müssen“, sagt Vanessa Bader, Customer Project
Engineer bei Q.ANT. „Unsere Partner haben die Möglichkeit, den
Quantensensor gemeinsam mit uns in ihre Fertigungsprozesse zu
integrieren und an ihre Einsatzfälle anzupassen.“ Q.ANT, das die
neue Technologie patentiert hat, bietet aktuell zwei Partikelsensoren
mit unterschiedlich großen Messbereichen an: von 2 bis 50 Mikrometern
und von 20 bis 700 Mikrometern „Mit dieser Bandbreite
decken wir die meisten Anwendungen in der industriellen Fertigung
ab“, so Bader. Pilotprojekte weisen auf eine sehr hohe Datenqualität
hin. So kann die KI beispielsweise Partikel-Agglomerate in metallischen
Pulvern von Einzelpartikeln unterscheiden, die genauso groß
sind.
Der kompakte Sensor ist einfach zu handhaben
und schnell integrierbar
Ein weiterer Vorteil: Der kompakte Quantensensor passt auf jeden
Labortisch, das System ist schneller und einfacher handhabbar, verglichen
mit der aufwändigen konventionellen Probeentnahme zur
Analyse von Partikeln. Neben dem Laborgerät werden im Partnerprogramm
Zuführsysteme entwickelt, um den Sensor inline in Prozesse
zu integrieren. Ein normaler Rechner genügt, um die gemessenen
Daten zu übertragen und einzusehen. Über eine Website im
Browser ist der Sensor sofort einsatzbereit. „Es muss nichts installiert
werden, man braucht keine extra Rechenpower und auch kein
kompliziertes Training für die Mitarbeitenden“, erklärt Bader.
Q.ANT GmbH
D 70565 Stuttgart
Der Quanten-Partikelsensor erfasst und klassifiziert Partikel
in Gasen, Flüssigkeiten und als Pulver nach Größe, Anzahl,
Zusammensetzung und künftig auch nach Form.
www.reinraum.de | www.cleanroom-online.com NEWSLETTER | Ausgabe DE 07-2024
Seite 44/46