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Partikelanalysator CAMSIZER 3D

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Partikelgrößen- und Formanalysator CAMSIZER 3D Die leistungsfähigste dynamische Bildanalyse

  • Patentierte 3D-Analyse mit “Particle Tracking”
  • Bis zu 30 Bilder von jedem Partikel
  • Analyse von Partikelgröße und -form von 20 μm bis 30 mm ohne Hardwareanpassung
  • Kurze Messzeit von 2 bis 5 Minuten
  • Hoher Probendurchsatz
  • 100%ige Erkennung von Überkorn
  • Ausgezeichnete Kompatibilität zur Siebanalyse
  • Hervorragende Reproduzierbarkeit
  • Auswertung von bis zu 250 Bildern / Sekunde in Echtzeit (3D-Modus)
  • Leistungsstarke, langlebige LED-Lichtquelle 
  • Wartungsfrei

Einzigartig & patentiert 3D-Technologie zur Partikelverfolgung

Der CAMSIZER 3D verfügt über einen Einfülltrichter, eine vibrierende Förderrinne, eine LED-Stroboskop-Lichtquelle, leistungsstarke Hochgeschwindigkeitskameras und eine hochentwickelte Software, um die Messungen durchzuführen.

Die Partikel werden durch die Dosierrinne in den Mess-Schacht und den Erfassungsbereich der Kameras transportiert, wo sie im freien Fall eine Taumelbewegung ausführen. Die CAMSIZER Software verfolgt jedes Partikel auf seinem Weg zwischen Lichtquelle und den Kameras und nimmt bis zu 250 Bilder pro Sekunde auf. Während jedes Partikel verfolgt wird, werden mehrere Bilder von diesem aufgenommen, die Länge, Breite, Dicke, Umfang, Fläche und verschiedene Formwerte in allen möglichen Orientierungen zeigen. Die Software richtet die Bilder automatisch für die Betrachtung aus, mit bis zu 30 Bildern pro Partikel. So entsteht der „3D-Track“, eine Abfolge von Bildern desselben Partikels in verschiedenen Ansichten. Daraus können Verteilungen berechnet werden, die auf verschiedenen Größen- oder Formparametern basieren. Filter können angewendet werden, um Gruppen von Partikeln, die von besonderem Interesse für eine gezieltere Analyse sind, zu isolieren.

In dem 3D-Track bestimmt die Software die Breite und die Länge der einzelnen Partikelprojektionen:

  • der größte Wert aller Längenmessungen innerhalb eines Tracks ist die “3D-Länge” des Partikels

  • der größte Wert aller Breitenmessungen innerhalb eines Tracks ist die “3D-Breite” des Partikels
  • der kleinste Wert aller Breitenmessungen innerhalb eines Tracks ist die “3D-Dicke” des Partikels

Für Partikel mit drei verschiedenen Abmessungen, bzw. Hauptrichtungen (z. B. Mandeln), können daher die Größenverteilungen aller drei Dimensionen separat ausgegeben werden.
Die 3D-Analyse ist besonders vorteilhaft für Partikel, die eine bestimmte Form haben sollen, wie Kugeln, Stäbchen (Extrudate), Linsen oder Ellipsoide (“Rugby-Ball”-Form). Mit der 3D-Partikelverfolgung zeigt jedes Partikel zwangsläufig eine Vielzahl von Projektionen, was automatisch auch neue Möglichkeiten der Formanalyse eröffnet.

3D schlägt 2D Neue Möglichkeiten der Formanalyse

Im Gegensatz dazu erfasst die traditionelle 2D-Analyse nur ein Bild pro Partikel in zufälliger Orientierung. Selbst wenn das Partikel mit erhöhter Aufnahmerate mehrfach erfasst wird, gibt es keine “Verbindung” eines Bildes mit einem anderen. Jedes einzelne Bild wird als ein neues, unabhängiges Messereignis behandelt. Die wahre Länge, Breite, Dicke und Form werden hierdurch verschleiert. Vielmehr ist die im 2D-Modus gemessene “Länge” eine Mischung aus echter 3D-Länge und echter 3D Breite; die im 2D-Modus gemessene “Breite” ist eine Mischung aus echter 3D-Breite und echter 3D-Dicke.

Nur wenn die Partikel mechanisch ausgerichtet werden können, erhält man aussagekräftige Ergebnisse im 2D-Modus. In der Vergangenheit war dies jedoch nur für einige spezielle Partikelformen (z. B. Zylinder) möglich.

Messung im 2D-Modus

  • Messung von Partikelgröße und -form in zufälliger Orientierung
  • Geeignet für unregelmäßig geformte Materialien, Naturprodukte, etc.
  • Ergebnisse kompatibel mit Siebanalyse

Messung im 3D-Modus

  • Getrennte Verteilung von Länge, Breite und Dicke
  • Hervorragende Erkennung von Defekten, bzw. Abweichungen
  • Genauere Volumenberechnung

Partikelgrößen- und Formanalysator CAMSIZER 3D Extrem breiter Messbereich dank 2-Kamera Prinzip

Die einzigartige Dual Camera Technology von Microtrac MRB ist ein Meilenstein in der Entwicklung der Dynamischen Bildanalyse. Durch den gleichzeitigen Einsatz von zwei Kameras mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben werden große dynamische Messbereiche erreicht. Dies geschieht ohne Hardware-Anpassungen oder Modifikationen und ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit.

Jede Kamera ist für einen bestimmten Größenbereich spezialisiert: Die ZOOM-Kamera analysiert feine Partikel mit höchster Auflösung, während die BASIC-Kamera die größeren Partikel mit ausgezeichneter Statistik erfasst. Ein spezieller Algorithmus kombiniert die Informationen beider Kameras und deckt einen Größenbereich von mehr als drei Größenordnungen ab.

Diese Anordnung behebt einen wesentlichen Nachteil vieler Bildanalysesysteme, die nur eine Kamera verwenden, wie z. B. Mikroskope. Solche Geräte können entweder die feinen Partikel in breiten Größenverteilungen nicht messen oder die großen Partikel werden aufgrund des kleinen Sichtfeldes nicht zuverlässig erfasst.

  • 9-Megapixel-ZOOM-Kamera
  • 5-Megapixel-BASIC-Kamera
  • Kalibrierung innerhalb weniger Sekunden mit zertifiziertem Referenzobjekt
  • Großer Messbereich ohne Hardware-Justierung
  • Berührungslose und zerstörungsfreie Messung
  • Staubgeschütztes Gehäuse
  • Robuste Konstruktion für den Einsatz in Produktionsumgebungen
  • Automatische Staubabsaugung in der Messkammer zum Schutz des Anwenders und des Gerätes
Messprinzip

Besser denn je

Im Vergleich zu früheren CAMSIZER Modellen bietet der CAMSIZER 3D eine deutlich höhere Kameraauflösung und Bildrate durch den Einsatz einer ZOOM-Kamera mit 9 Megapixeln und einer BASIC-Kamera mit 5 Megapixeln bei einer Bildrate von bis zu 250 Bildern pro Sekunde. Dies ermöglicht eine bessere Bildqualität und Partikelerkennung für alle groben und feinen Proben. Breite und enge Verteilungen werden mit der gleichen Genauigkeit und Präzision gemessen. Die Bildbreite der ZOOM-Kamera ist die gleiche wie die der BASIC-Kamera, was eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Messergebnisse innerhalb einer kurzen Analysenzeit gewährleistet.

Partikelgrößen- und Formanalysator CAMSIZER 3D

Zuverlässige Bewertungen von

Referenzobjekt

Kalibrierobjekt

Für den CAMSIZER 3D ist ein zertifiziertes Referenzobjekt verfügbar, das es dem Benutzer ermöglicht, das Gerät in wenigen Sekunden zu kalibrieren. Dieses Kalibrierobjekt ist eine Glasscheibe, die exakt in die Messzone eingesetzt wird. Darauf sind Kreise in verschiedenen Größen lithographisch aufgebracht. Der Abbildungsmaßstab der Kameras wird durch Ausmessen dieser Kreise bestimmt. Nach Abschluss kann ein Protokoll zur Dokumentation des ordnungsgemäßen Zustandes ausgedruckt werden.

Probentrichter

Rinnen und Trichtersets

Für den CAMSIZER 3D sind verschiedene Rinnen- und Trichtersets erhältlich, die für unterschiedliche Probenvolumina und Partikelgrößen geeignet sind. Im 3D-Modus hat die Rinnebreite Einfluss auf die Anzahl der Partikelbilder in den 3D-Tracks, da eine schmalere Rinne aufgrund der geringeren Bildgröße eine höhere Erfassungsrate ermöglicht. Durch eine schmale Rinne erhöht sich allerdings die Messzeit. MICROTRAC berät Sie gerne bei der Auswahl der für Ihre Anwendung am besten geeigneten Konfiguration.

Leitbleche

Leitbleche
Leitbleche sind Vorrichtungen, die den Probenstrom kanalisieren, bevor er bevor er in die Messzone eintritt. Dies kann zum Beispiel von Vorteil sein, wenn Partikel aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften auf die Rinne springen. Das Leitblech verhindert dann, dass die Partikel über den Messschacht geschleudert werden. Leitbleche bieten auch Schutz vor Luftströmungen, die unerwünschte Turbulenzen in der Messzone verursachen könnten.

Audit Trail Manager

Audit Trail Manager
Der Audit Trail Manager ist eine Software-Erweiterung, die den Betrieb in Übereinstimmung mit den Spezifikationen gemäß 21 CFR part 11 ermöglicht. Diese Norm ist vor allem für die pharmazeutische Industrie und deren Zulieferer relevant. Die Programmoption bietet eine umfangreiche Benutzerverwaltung mit verschiedenen Zugriffsebenen und protokolliert alle Vorgänge in einer verschlüsselten Datenbank, dem Audit Trail. Messergebnisse können zur Qualitätssicherung elektronisch signiert werden.

Leitbleche

Probenteiler
Jede Messung ist nur so gut wie die Probenahme und -vorbereitung. Insbesondere bei fließfähigen Schüttgütern mit breiter Verteilung kommt es zu Entmischung, die bei unsachgemäßer Beprobung zu falschen Ergebnissen führt. Durch die Verwendung eines Probenteilers lassen sich leicht repräsentative Teilproben erzeugen, die ein korrektes und aussagekräftiges Ergebnis garantieren. MICROTRAC empfiehlt Riffelteiler und Drehprobenteiler von Retsch, ebenfalls Teil der Verder Scientific Group.

Sand

Sand

  • Schleifmittel
  • Aktivkohle
  • Baustoffe
  • Katalysatoren
  • Chemikalien
  • Kohle / Koks
  • Sand / Schotter
Pharmazeutika

Pharmazeutika

  • Extrudate
  • Düngemittel
  • Lebensmittel
  • Glas / Glasperlen
  • Pharmazeutische Pellets
  • Polymere
  • Superabsorber
Zucker

Zucker

  • Feuerfestprodukte
  • Salz
  • Zucker
  • Stützmittel (Proppants)
  • Holzspäne

    ... und viele mehr!

Präzise Längenmessung Extrudate

Mit der patentierten 3D-Partikelverfolgung lässt sich die Längenverteilung von Extrudaten genau bestimmen. Ein stabförmiges Keramikextrudat (Länge 6-8 mm) wurde im 3D-Modus, 2D-Modus und mittels Messschieber gemessen. Das Ergebnis der 3D-Länge entspricht dem Ergebnis der Schieblehre, die 2D-Länge zeigt jedoch eine “zu kurze” Verteilung. Somit ist die 3D-Bildanalyse genauso exakt wie der Messschieber, charakterisiert aber eine wesentlich größere Anzahl von Partikeln in einem Bruchteil der Zeit.

Präzise Längenmessung

Erkennung fehlerhafter Partikel Düngemittel

Wichtige Parameter für die Düngemittelqualität sind Partikelgröße und -form. Beim Granulieren werden die Pellets zu nahezu kugelförmigen Partikeln geformt. Ein suboptimaler Prozess verändert die Form, da das Granulat eher oval produziert wird. Der Durchmesser bleibt jedoch fast gleich und die Veränderung wird in der Standardsiebanalyse nicht erkannt. Durch Messung der Rundheit und des Aspektverhältnisses erkennt der CAMSIZER 3D selbst kleinste Veränderungen in der Produktqualität.

Oben: Nicht-sphärisches Düngemittelgranulat zeigt in einigen Bildern des 3D-Tracks die echte Form, in anderen Bildern aber auch runde Projektionen.
Unten: Ein sphärisches Granulatkorn zeigt auf allen Bildern des 3D-Tracks eine Ansicht mit hoher Rundheit.

Erkennung fehlerhafter Partikel

Leistungsfähige 3D-Analyse Kaffeebohnen

Viele natürliche oder künstlich hergestellte Partikel haben drei deutlich unterscheidbare Hauptachsen. Dazu gehören Extrudate, Pellets oder auch Mandeln und Kaffeebohnen. Das Beispiel zeigt den Vergleich der Längen-, Breiten- und Dickenmessung einer Probe Kaffeebohnen. Für jede Größendefinition wird die korrekte Verteilung angezeigt. Im Vergleich ist die 2D-Längenmessung “zu kurz” und die 2D-Breitenmessung ist eine Mischung aus der wahren Dicke und der wahren Breite. Folglich ist das Verhältnis zwischen wahrer Dicke und Länge der 3D-Messung kleiner und enger verteilt als das Aspektverhältnis in der 2D-Analyse.

Partikelgrößenverteilung einer Probe von Kaffeebohnen:
2D-Breite (grau), 2D-Länge (grau), 3D-Dicke (grün), 3D-Breite (rot), 3D-Länge (blau)

Leistungsfähige 3D-Analyse

CAMSIZER 3D ersetzt Siebanalyse Superabsorber

Superabsorber sind Polymere, die ein Vielfaches der eignen Masse an Flüssigkeit aufnehmen können. Sie werden in Granulatform verwendet, z. B. in Babywindeln als Trockenmittel. Die Partikelgröße ist ein wesentliches Qualitätskriterium mit einer Verteilung und liegt normalerweise zwischen 100 μm und 1000 μm. Eine kleine Partikelgröße bedeutet eine große spezifische Oberfläche und damit eine schnellere Flüssigkeitsaufnahme. Die Spezifikationen beruhen in der Regel auf klassischen Siebanalysen. Der CAMSIZER 3D liefert 100% gleichwertige Ergebnisse und kann diese etablierte aber zeitaufwendige und fehleranfällige Technik vollständig ersetzen.

 Beispielbild von Superabsorbern (SAP)
Beispielbild von Superabsorbern (SAP)

Formanalyse von Reflexmitteln Glasperlen

Glasperlen werden z. B. in Straßenmarkierungen verwendet, um die Verkehrssicherheit durch hohes Reflexionsvermögen zu verbessern. Verformte oder verschmolzene Perlen reflektieren weniger Licht und beeinträchtigen die Produktqualität. Der CAMSIZER 3D kann fehlerhafte Perlen genauer bestimmen als die herkömmliche 2D-Methode, da 2D nur eine zufällige Ausrichtung misst, was die wahre Morphologie verschleiert. Die Grafik zeigt die Verteilung des Aspektverhältnisses einer Glasprobe im 2D- und 3D-Modus. Bei Letzterem werden mehr längliche Partikel erkannt, da jede Perle aus verschiedenen Winkeln untersucht wird, was in diesem Fall zu einem Unterschied von 17% führt.

Der 3D-Track zeigt 2 verschmolzene Perlen mit einem Seitenverhältnis zwischen 0,82 und 0,35 je nach Ausrichtung. Die 3D-Analyse erkennt die wahre Form anhand mehrerer Projektionen und ermöglicht eine genauere Formanalyse.

Formanalyse von Reflexmitteln

Hochauflösende Größenmessung Pharmazeutische Granulate & Pellets

Der CAMSIZER 3D ist ideal geeignet, um während einer Granulierung das Wachstum von Partikeln und Pellets zu dokumentieren. Die Ergebnisse liefern Informationen über die Dicke und Homogenität von Beschichtungen, Staubanteil oder übergroßen Partikel (Agglomerate). Diese Informationen sind die Grundlage für die Vorhersage von so komplexen Parametern wie der Freisetzungsrate eines pharmazeutischen Wirkstoffs aus dem Granulat im menschlichen Körper. Das Beispiel zeigt das Ausgangsmaterial (grün) und vier Beschichtungsschritte (jeweils zwei Wiederholungsmessungen). Auch der letzte Prozessschritt mit einer Schichtdicke von nur 2,5 μm wird dank der hohen Reproduzierbarkeit zuverlässig erfasst.

Hochauflösende Größenmessung

Alles im Blick, zu jeder Zeit DIMENSIONS Software für CAMSIZER 3D

Alle Parameter auf einen Blick: Die dynamische Bildanalyse liefert eine Fülle von Informationen über das vorliegende Probenmaterial. Die leistungsstarke DIMENSIONS-Software erfasst Dutzende von Parametern jedes einzelne Partikel und stellt die die Ergebnisse in einem übersichtlichen, normgerechten Messprotokoll dar, das an die individuellen Bedürfnisse angepasst werden kann.

  • Intuitive Bedienung
  • Übersichtliche Anordnung der Arbeitsbereiche
  • Benutzerdefinierte Berichtsvorlagen
  • Vergleich von Messergebnissen auf einen Blick
  • Neu gestalteter Arbeitsbereich “Partikelansicht”
  • Einheitliche Messbedingungen durch SOPs
  • Automatische Prüfung von Produktspezifikationen
  • Verschiedene Benutzerebenen
  • LIMS-Anbindung
  • 21 CFR part 11 kompatible Version verfügbar

Autosampler

Druckluftzufuhr6 bis 8 bar
Druckluftverbrauchmax. 10 l/min
Maßeca. 1450 x 900 x 490 mm
Gewichtca. 60 kg
Probenzuführung14 Proben können gleichzeitig auf das Förderband gelegt werden (opt. bis zu 40 Proben);
Dauerbetrieb (auch unbeaufsichtigt) möglich; Übergabe des Probenguts durch elektro-pneumatischen Roboterarm; NOT/AUS-Schalter

Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten