微波传感器实现干燥过程的湿度检测

作者：Sabine M… 文章来源：PROCESS德文版特约撰稿人发布时间：2010-07-01

颗粒和药丸干燥过程中的关键问题是含水量和湿度的控制。流化床干燥流程中利用NIR近红外技术的尝试得到的结果令人非常沮丧。而本文介绍的一种新型湿度传感器则可以实现干燥过程的准确检测与调节

在粉状原料药的造粒过程中，湿度扮演着非常重要的角色。但迄今为止，还没有药物颗粒表面湿度和内部湿度准确的检测方法。由D?scher & D?scher 有限责任公司研发生产新型湿度传感器Hydorpharm fbma则可以简单方便地安装在流化床造粒塔的标准法兰上，直接完成药物颗粒的在线湿度检测。在那里，它能连续地进行流化床的温度检测和医药产品的湿度检测。

这一双参数微波检测方法的核心是相对共振器：一种能够对不同密度物质、不产生发热就能完成产品表面湿度和内部湿度检测的湿度检测传感器。这一湿度检测技术的特点是：很高的检测精度，长时间的工作稳定性和对污垢污染的不敏感性。

检测什么？

微波穿透药物颗粒，从而采集到药物颗粒表面的湿度数据和药物内部的湿度信息。同时，还提供了极有价值的药物均质性的信息。微波扫描系统的工作速度非常快，在电子技术的帮助下能够在微秒级的时间范围内完成湿度检测。

将这种相对共振传感器作为湿度检测传感器时，使得检测设备的使用寿命明显延长。它还能可靠地排除温度变化、不同老化程度的影响。

在药片或者药物颗粒中，水分子的分布是毫无规则的，而且还可以自动蒸发。若利用电场方式进行湿度检测时，由于水分子的H原子呈正极性，氧原子O呈负极性，使得电场的极性受到了干扰。除了这些强烈的极性干扰之外，水分子的个头也显得太小。电磁场的极性转换速度很快时，只有偶极矩极大和质量很小的水分子能够跟得上这种快速转换。

在测定医药产品的含水量时有两个要素是非常重要的：能源损失和微波速度。注意到这两点之后，除了检测水分子的数量以外，同时还能对药物的密度进行检测。它是一种与被测样本密度和重量无关的检测技术。这一检测方法的优点是：可以在生产过程中测定出产品的最终湿度，使医药产品生产厂得到有极好可追溯性的最终湿度数据。借助于4~20mA的模拟信号，可以自动补偿平衡吹入空气的温度影响。由于省略的人工取样、实现了药片湿度的在线检测，从而为医药产品生产企业节约了大量的时间和费用。

实践测试

对于一定的原料药和药品生产过程，可以安装使用多种不同的湿度检测传感器。这样以来就可以构建一个自动化的检测系统，例如适合于在安全防爆等级Zone 20中适用的湿度检测系统。这一湿度检测技术的实用性在Glatt公司生产的流化床干燥器中进行了大量的试验验证，从而可以证明：新研发成功的微波共振传感器是一种符合PAT技术规范要求的可靠工具，能够连续地对流化床干燥器中产品的含水量进行监控。在验证之前，药物颗粒的含水量已经用其它生产厂家生产的离线湿度检测传感器进行过检测了。