P2.4 ExtruSens - Low-Cost-Spektroskopie zur Inline-Prozesskontrolle in der Kunststoffverarbeitung
- Event
- 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
2019-06-25 - 2019-06-26
Nürnberg, Germany - Chapter
- P2: Messsysteme
- Author(s)
- N. Halmen, C. Kugler, B. Baudrit, T. Hochrein, M. Bastian - SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg (Deutschland), H. Jungbauer, H. Nitsche - J & M Analytik AG, Essingen (Deutschland)
- Pages
- 679 - 686
- DOI
- 10.5162/sensoren2019/P2.4
- ISBN
- 978-3-9819376-0-2
- Price
- free
Abstract
Der Ruf nach einer lückenlosen Qualitätskontrolle wird auch in der Kunststoffaufbereitung und -verarbeitung lauter. Hierbei wird es immer wichtiger, bereits im laufenden Prozess entscheidende Materialparameter zu kennen. Allerdings sind Messsysteme auf Basis optischer Spektroskopie, welche eine Vielzahl von relevanten Kenngrößen ermitteln können, sehr teuer und oft zu komplex in der Anwendung.
Um die Anwendung der Spektroskopie in der Prozesskontrolle zu vereinfachen und eine deutlich preiswertere Lösung anbieten zu können, wurde die modulare Systemplattform ExtruSens entwickelt. Diese ermöglicht die gezielte Inline-Bestimmung verschiedener Prozesskenngrößen mittels kostengünstiger LED-Beleuchtung und Halbleiter-Sensorik. Durch den Einsatz druck- und temperaturstabiler Sonden kann direkt in der Kunststoffschmelze gemessen werden. Es wurden drei grundlegende Funktionalitäten realisiert: Bestimmung des Feuchtegehalts von Granulaten und Pulvern, Detektieren des hydrolytischen Abbaus von hygroskopischen Polymeren wie Polyamid (PA) und Polyethylenterephthalat (PET) sowie Überwachen der Farbe der Kunststoffschmelze für einen besseren Einblick in Farbwechsel- und Ausspülprozesse.
Im Vergleich mit den Referenzverfahren liefert ExtruSens gut reproduzierbare Ergebnisse und bietet zudem noch Potential für weitere Entwicklungsstufen.
Durch die spezialisierte Anwendung sind die einzelnen Module zu einem Fünftel des Preises klassischer spektroskopischer Lösungen verfügbar. Als weitere Einsatzfelder für die ExtruSens-Plattform sind die Lebensmittel- und Pharmaindustrie interessant.