Berührungslose Infrarot-Präzision für Kühlketten im medizinischen Abfüllprozess

Von der Desinfektion bis zur Abfüllung: Sichere Temperaturen für biomedizinische Produkte mit Infrarot überwachen

Die Abfüllbehälter bestehen aus Glas. Nach der thermischen Desinfektion werden sie auf einem Förderband weitertransportiert. Dabei muss überprüft werden, ob die gewünschte Temperatur erreicht wurde, um eine ausreichende Desinfektion zu gewährleisten. Nach diesem Prozess ist das Glas zu heiß, um sofort mit temperaturempfindlichen biomedizinischen Produkten befüllt zu werden. Die Glasbehälter kühlen während der Bewegung auf dem Förderband ab, bevor sie die Abfüllstation erreichen. Läuft das Förderband zu schnell oder ist die Desinfektionstemperatur zu hoch eingestellt, muss der Transport gestoppt werden, damit das Glas ausreichend abkühlen kann.

Die Temperaturüberwachung der Glasbehälter ist unkompliziert. In dieser Anwendung kann der Emissionsgrad des Glases vernachlässigt werden, da hier der sogenannte Kavitätseffekt auftritt. Der Kavitätseffekt in der Infrarotmesstechnik entsteht, wenn sich Infrarotstrahlung in einem kleinen, geschlossenen Raum mehrfach reflektiert und somit die Wärmeerkennung verstärkt. Dadurch erhöht sich die scheinbare Emissivität der Oberflächen innerhalb des Glasgefäßes, was die Messgenauigkeit und Empfindlichkeit deutlich verbessert. Aufgrund der niedrigen Temperaturen in dieser Anwendung werden Sensoren mit langer Wellenlänge (8 µm – 14 µm) verwendet. Optris bietet mit der Xi-Kameraserie kompakte, langwellige Infrarotkameras, die sich ideal für stationäre Installationen eignen.

Der Einbauort bietet nur begrenzten Platz und befindet sich zudem in einem Reinraum, weshalb hohe Anforderungen an die Materialreinheit der Kamera gestellt werden. Die Xi-Kameras bestehen aus Edelstahlkomponenten und erfüllen damit die erforderlichen Reinheitsstandards. Ihr kompaktes Design sowie die Auswahl an festen Optiken – von Tele- bis Weitwinkelobjektiven – ermöglichen eine optimale Anpassung an verschiedene Förderbandbreiten.

Die kostenlose PIX Connect Software bietet eine Hotspot-Suchfunktion, die automatisch den heißesten Punkt im Wärmebild erkennt. Damit wird das gesamte Förderband überwacht. Im Alarmfall stoppt das System den Transport, und der Bediener kann anhand des Wärmebildes das überhitzte Glasgefäß identifizieren. Die Temperaturdaten werden über den Analogausgang der Infrarotkamera als 4–20 mA-Signal an eine speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) weitergegeben, die den Abfüllprozess kontrolliert. Die Software ermöglicht Video- und Bildaufnahmen während der Produktion, sodass Temperaturüberschreitungen dokumentiert werden können. Regelmäßige Aufnahmen während des Betriebs dienen zusätzlich der Qualitätssicherung.

Neben der Temperaturüberwachung der leeren Glasgefäße vor dem Abfüllen können auch bereits befüllte Behälter überprüft werden, um Redundanz und maximale Sicherheit zu gewährleisten.