NIR-Spektroskopie füllt immer mehr Anwendungsbereiche

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Passend wie ein Maßanzug

Um einen Prozess optimal überwachen zu können, ist neben der Spektrometer-Hardware die Anbindung an den Prozess von entscheidender Bedeutung. Spectrobay ermöglicht diese Prozess-Anbindung. Um konkrete Prozess-parameter zu steuern, nutzt BTS als Bindeglied zum jeweiligen Leitsystem eine Analyzer Result Transfer-Software (ARTS), die mit allen gängigen Leitsystemen funktioniert.

Als Komplettsystem verfügt das System neben dem Spektrometer über eine komplette Rechner- und Steuerungseinheit inklusive Anbindung der Lichtwellenleiter. Jedes ausgelieferte System ist eine Spezialanfertigung für den jeweiligen Kunden und dessen Anwendungsfall, das heißt die Konfektion der zugehörigen Messzellen, Automatisierung, Kalibrierung, Auswertung und Fehlererkennung sind je nach analytischer Aufgabenstellung maßgeschneidert.

Bei 90 Prozent der bisher installierten Systeme verwendet man nahes Infrarot-Licht (NIR) zwischen 1000 und 2200 Nanometer. In diesem Wellenlängenbereich finden sich die Oberschwingungen der Molekülbindungen, deren Hauptschwingungen in der klassischen IR-Spektroskopie genutzt werden. Neben dem NIR-Bereich ist das Spectrobay aber auch für andere Spektralbereiche wie MIR oder UV/VIS geeignet. Und auch ramanspektroskopische Anwendungen sind möglich. Obwohl in der Gerätetechnik kostspieliger, empfehlen sie sich als Alternative, wenn die klassische NIR-Spektroskopie ungeeignet ist, etwa bei wässrigen Emulsionen, wie sie bei manchen Polymerisationen vorliegen.

UV-Spektroskopie, die u.a. in der Spurenanalytik eingesetzt wird, stellt wiederum höhere Anforderungen an die Lichtleitung. Um die Kosten nicht unnötig in die Höhe zu treiben, sollten Messgerät und Messzelle dann nicht weiter als 20 Meter auseinander liegen. Wird für die Analytik der NIR-Bereich genutzt, sind dagegen auch 200 Meter entfernte Messzellen kein Problem. Dadurch kann das System mehrere Anlagen im Umkreis gleichzeitig überwachen und steuern. „In der Standardausführung verfügt das System dazu über sechs parallele Eingangskanäle, die sich jeweils noch auf acht Messstellen untersetzen lassen“, erklärt Tosch. Damit ergibt sich eine theoretische Höchstmarke von 48 Messsignalen, die das System verarbeiten kann, dann allerdings im zeitlichen Wechsel. Derzeitiger Rekord sind 39 Messstellen, die allerdings auf drei Geräte verteilt sind
– im Schnitt sind allerdings meist vier Messstellen zu bewältigen.

Das Einsatzspektrum ist im Laufe der Jahre immer größer geworden. Den 400 bereits eingerichteten Messstellen stehen rund 350 verschiedene Anwendungsfälle gegenüber. „Konzentrationsbestimmungen in organischen Lösungen oder in Polymerschmelzen gehören ebenso zu den Applikationen wie das Überwachen von Polymerisationen, chemischen Wirkstoffsynthesen oder auch Formulierungsschritten wie Mischen oder Granulieren“, so Stephan Tosch. Auch das Eindampfen im Anschluss an eine Synthese oder Formulierung lässt sich kontrollieren. Ebenso die Feuchtemenge in Feststoffen.

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