Titelaufnahme

Titel
Prozessautomatisierung Absoluter und Hochauflösender Partikelgrößenanalyse für Nanopartikel
Weitere Titel
Automating the Process of Absolute High-Resolution Nano Particle Sizing
VerfasserMissbach, Norbert
GutachterRadinger-Peer, Wolfgang
Erschienen2012
Datum der AbgabeDezember 2012
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Zentrifugation\\ / Zentrifugenautomatisierung / DCP / Disc Centrifuge Size Analyser / Latex Beschichtung / Nanopartikel / On-line / Partikelgrößenmessung / Photosedimentometer / Größenermittlung / Stokes Gleichung
Schlagwörter (EN)Centrifugation / Centrifuge automation / DCP / Disc Centrifuge Size Analyser / Latex coating / Nanoparticles / On-line / Particle Sizing / Photosedimentometer / Size derivation / Stokes equation
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit soll die Grundlage für die Automatisierung des Brookhaven Instruments Corporation Disc Particle Size Analyser (DCP), einer Zentrifuge zur Partikelgrößenmessung, bilden. Die automatische Ermittlung von Messungen dient einem Misch- und Teilungsprozess, bei dem zusammenhaftende Partikel durch Ultraschallbehandlung aufgetrennt werden. Da hierbei absolute, wiederholbare und stabile Ergebnisse gefragt sind, wurde eine Scheibenzentrifuge gewählt. Da die Herstellersoftware keine Automatisierung zulässt, wird eine Software entwickelt, die sowohl die Hardware für die automatische Probenzufuhr steuert als auch den Prozessfortschritt berechnet.

Die Arbeit soll die Bedienung eines bewährten allerdings mit manueller Arbeit verbundenen Gerätes automatisieren und so für die Prozesstechnik zugänglich machen. In einer zweiten Arbeit soll der hier vorgestellte Prototyp realisiert werden.

Diese Arbeit vernachlässigt bei der Berechnung Mie-Korrektur und die Theorie der Lichtauslöschung, weil diese nur Auswirkung auf die Größenverteilung haben, nicht aber auf den Mittelwert, der für diese Aufgabenstellung relevant ist. Dieser Wert könnte aber auch mit einfacher Kalibration erreicht werden.

Es konnte ein realisierbares Konzept zur Automatisierung erarbeitet werden. Eine Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Partikelgröße wurde gefunden. Des weiteren wurden der Ablauf des Steuerungsprogrammes definiert sowie konkrete Komponenten für den Prototypen ausgewählt.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the automation of particle sizing to control production processes. To achieve absolute, repeatable, highly resolved and stable results centrifugal sedimentation is chosen as method for measurement. Therefore a disk centrifuge, a Brookhaven Instruments Corporation DCP, will be used. As the standard Software does not provide features needed for automation, a replacement needs to be developed. To do so basic understanding of physical and mathematical background is needed.

The thesis aims at achieving on-line functionality using an until now manually operated device which can be found in research and quality assurance environments. As a result of the second part of this work a fully functional prototype will be available.

Mie-correction will not be implemented as the prototype will be used for a quality observation process which finds its outcome with particle sizing at high resolution or even with calibrating. Advantages of light extinction will only be mentioned but not further discussed in thesis.

A concept for automating the process was found and presented. To calculate the actual size of particles the background of particle sizing with disc centrifuges was surveyed. Furthermore concrete devices have been selected for the prototype.