何时才能确定流化床中的颗粒是否已经完全干燥？新研发的、结构坚固的流化床在线传感器能够准确给出这一问题的答案，同时还可减少样品送往实验室检验的工作量。

Joachim Mannhardt，Tomas Vermeire，Harald Stahl  本文作者均供职于GEA Pharma Systems公司。

在医药产品、化妆品以及食品生产企业中，松散物料的湿度在线检测非常重要，其对后续的生产加工工序、抑制设备微生物滋生、准确测定产品重量和保证有效成分的含量等都具有重要的影响。

利用传感器实时测定流化过程中的湿度，既不需要化学计量学的方法，也不用复杂的化学模型，而且还可解决规定检测窗口内的错误检测问题。这是首次实现在流化床固体产品干燥工艺过程中，无需采样检测便能准确测定最终产品的湿度，大大提高了流化床干燥、喷雾干燥和造粒的生产能力。

新研发的湿度传感器基于光学检测原理，可安装在生产线中的湿度检测点处，并直接与最终产品接触，此传感器在设计时就已将在连续性生产和间断（批次）生产中不同的使用情况考虑在内了。除了光学原理检测方法，新型传感器还有多种非光学检测的应用可能性，这些方法都能很好地使检测窗口免受污垢的影响，或提供更好的过程接口。

在很多情况下，被测产品原材料的附着可能导致得出错误的检测结果，湿度检测的准确性会受到多种干扰因素的影响，其中就包括自由态和结晶水比例、原材料和粉尘中大小不一的颗粒等影响。实验室分析不一定会将这些影响因素全部计算在内，因此使用实验室的分析数据时必须考虑检测值的相关性。对生产过程中产品湿度的准确把握，能够使操作者更好地控制过程以及产品流动性，例如对制片或者胶囊灌装有重要影响的颗粒流动性等。

直接进行分析

MS-LHP 710e型湿度检测传感器能实现在间断批次生产过程中或连续生产过程中，可靠地进行湿度在线检测分析，传感器在特定带宽的近红外光谱（NIR）范围内进行检测，滤色光度计按照每秒钟几百次的速度对这一光谱频带进行分析，根据这些分析数据计算出当前的湿度值。

绝对湿度的准确数值要经过适用于产品配方的计量检定一次性的标定，而标定是在传统的取样检测检验分析基础上确定的，例如干燥终点。将取出的样品送到实验室，利用卡尔·费休滴定法（KFT）或者LOD法进行分析。随后在实验室分析数据与检测值之间建立相关性联系，计算出传感器使用的两个参数，并输入到传感器中。在完成这种参数匹配之后，传感器就具有准确测定湿度的能力了，可以测定出检测精度±0.12%的湿度数值。

提高检测精度

检测不同的产品都需要对其进行相关标定操作，标定的费用和工作量很少，仅限于辅助的取样和干燥终点的分析检验。为了使传感器能够可靠地工作，必须要在检测之前把观察窗口清洁干净，保证检测值能够满足所需的（一般情况下是规定的CPK值）检测精度要求。

GEA公司研发生产的，集成了Lighthouse Probe过程接口的湿度传感器提供了所需的检测可靠性和自动化。在每次检测前，传感器都将（手动或者气动）运动到检测位置。而在非工作期间，传感器退回到生产过程区域外的停机位置，这样一来，在检测时观察窗非常洁净，对湿度检测没有阻碍。在连续性检测时，传感器的工作方式与上述间断式工作方法相反，即在完成检测后，观察窗周期性地退回到停机位置进行清洁。

取样前对观察窗的清洁提高了湿度检测的精度，在实际应用中绝对湿度的数值有着较高的精度和可靠性。在许多应用情况下，湿度值的测定必须非常准确，一般情况下要求的湿度偏差不大于0.15%，且不低于规定的含水量。

小结

在间断性的批量生产过程中，产品最终干燥程度的检测也可通过传统的取样检测和实验室进行分析，无需对现有的技术规范或者操作规程进行修改。利用这种湿度检测传感器可准确地测定最终干燥程度的数据，完成生产过程，并可直接确认产品质量。在连续性的生产过程中，操作者可以时刻获得大量有用的检测数据，传感器的清洁工作可在任意干燥时刻完成，因此可及时记录生成生产，并对产品湿度进行实时监控。

图1 安装有湿度检测系统的ConsiGma生产线

图2 传感器清洁功能的示意图

连续的湿度检测技术

流程工艺过程的监测与控制中，间接式湿度检测的目的是连续采集湿度值数据，从而实现流程工艺过程的优化，保证产品质量稳定不变。因此，准确地测定产品的湿度以及在此基础上对流程工艺过程的调节，对后续生产过程和无故障的正常运行有着重要的影响。

湿度测定：流化床和湿式造粒

能够在一个或者多个生产批次中按照相同的时间周期进行湿度检测，节约了时间；

准确测定干燥结束时的残留湿度，保证了后续生产过程的安全可靠；

提高了产品质量，避免了微生物在产品中的滋生繁殖情况，杜绝了返工情况。

连续生产过程中的湿度测定：ConsiGma公司

畅通无阻的、连续的生产过程；

准确到秒的设备控制参数；

生产过程和最终产品稳定不变的高质量。

湿度检测传感器按照1?Hz的频率、±0.12%的检测精度、1%的残留湿度的严格要求对产品进行检测分析。只有当参考分析也有着很小的偏差时，才能实现上述检验的目的和要求。在产品湿度处于较低的范围内（保持在产品整个湿度范围中），LOD参考分析方法中的KFT卡尔·费休滴定法是非常合适的湿度检测方法，能够得到很高的检测精度。准确的传感器工作参数和在线湿度检测值必须要事先设置好。标定、取样时间的准确性和同时进行的检测分析有着密切的关系。对于那些按照GMP药品安全生产指南规定进行生产的企业来讲，这一操作简单而方便。

传感器设置的参数组只对其所检测的产品配方有效，湿度检测传感器应根据各个不同的产品配方单独进行标定。