Ein neuartiges Analyseverfahren erkennt Veränderungen der Eigenschaften von Flüssigkeiten in Echtzeit direkt im Prozess. In der industriellen Qualitätskontrolle wird damit eine kontinuierliche Verfahrensüberwachung möglich.
Die Multiparameter-Analyse von Flüssigkeiten ist hochkomplex. Die Technologie basiert auf Hochfrequenzsignalen, die jede Flüssigkeit durchdringen, maschinellem Lernen und auf Edge-Computing-Analyse. Die Lösung des Herstellers ColloidTek passt sich automatisch jedem Flüssigkeitsverfahren an und resultiert in einer achtdimensionalen Analyse. Die Daten erfassen Sensoren am Edge, während die Auswertung auf Basis von Machine Learning in der Cloud läuft.
„Die Analyse mit der Lösung Collo erfasst beinahe jede nur denkbare Veränderung der Eigenschaften von Flüssigkeiten in Echtzeit“, erklärt Matti Järveläinen, CEO und Gründer von ColloidTek. „Daraus ergibt sich eine laufende Qualitätskontrolle, die im Gegensatz zum üblichen zeitaufwendigen Qualitätskontrollverfahren auf der Grundlage von Stichproben und Laboranalysen steht.“
Das finnische Unternehmen ColloidTek Oy haben Mitarbeiter an der Universität Tampere 2017 nach wissenschaftlicher Forschung auf dem Gebiet der Messtechnik gegründet. ColloidTek entwickelt und kommerzialisiert die Technologie für verschiedene Branchen und hilft Kunden, ihre Flüssigkeitsverfahren zu verstehen und zu optimieren. Zu den Anwendern gehören Industrieunternehmen wie Fonterra, Siemens Energy, SSAB, UPM, ABB, Danone, Evonik, LKAB und Kemira.
Qualitätskontrolle in der Kosmetik- und Pharmabranche
Mit der Flüssigkeitsprofil-Messtechnik können produzierende Unternehmen sicherstellen, dass sich ein Verfahren von Phasenübergang zu Phasenübergang konstant verhält. In der Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie lassen sich damit weitverbreitete Fermentationsprozesse und andere Bioverfahren überwachen, um einen planmäßigen Ablauf der sensiblen mikrobiologischen Vorgänge zu gewährleisten.
„Werden Qualitätsabweichungen bereits frühzeitig im Verfahren identifiziert, minimiert das den Ausschuss bei den Endprodukten“, erläutert Mikko Tielinen, Head of Sales bei ColloidTek. „Unternehmen müssen nicht in eine neue Produktionsanlage investieren, sie können die Produktion in der existierenden Anlage verbessern, indem sie die Messung der Verfahrensqualität optimieren.“
Aktuell baut ColloidTek von Asien über Europa bis zu den USA industrielle Partnerschaften auf. „Da Collo sich an fast jede Flüssigkeit anpassen lässt, kann sich die Produktionsindustrie bei der Qualitätssicherung auf tatsächliche Probleme in Echtzeit konzentrieren, anstatt sich auf Stichproben zu verlassen, die lediglich rückwirkende Momentaufnahmen des Verfahrens darstellen“, erläutert Järveläinen.
Chemierückstände im Trinkwasser ausschließen
Auch andere Branchen profitieren von einer schnellen Analyse der Flüssigkeitsqualität: „Wasseraufbereitung ist weltweit eine wichtige Thematik, und dank unserer Technik kann die Qualität des Trinkwassers ebenso in Echtzeit überwacht werden wie die des Abwassers“, erläutert Matti Järveläinen. „Unentdeckte schädliche Chemikalien im Abwasser gefährden die Aufbereitung und schaden der Umwelt.“
ColloidTek hat kürzlich eine Studie zur Einsatzmöglichkeit von unbeaufsichtigtem maschinellem Lernen durchgeführt, durch das Qualitätsabweichungen in Abwässern erfasst werden konnten. In Zusammenarbeit mit dem Wasserwerk der nordfinnischen Stadt Oulu durchgeführt, erfassten die Forscher mehrere Wochen lang Daten aus dem Abwasserbrunnen und entwickelten auf dieser Basis mehrere Modelle. Anschließend überwachte der Analysator die Abwasserqualität anhand dieser Modelle vollautomatisch.
„Mittels maschinellem Lernen war unser System in der Lage, Abweichungen in der Verfahrensqualität zu ermitteln“, berichtet Järveläinen. „Die Studie ergab, dass unser Analysator in großem Maßstab industrieller Abwasserströme überwachen kann, um Anomalien wie ein Auslaufen von Chemikalien, Produktverluste oder andere Auffälligkeiten zu erfassen.“ Jürgen Frisch
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