NIR-Spektroskopie füllt immer mehr Anwendungsbereiche

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Temperatur und mehr

Den ökonomischen Nutzen der Online-Analyse belegt die Paradedisziplin Destillation. „Ein Kunde nutzt das System, um ein neunkomponentiges Isomeren-Gemisch im Batch-Verfahren destillativ zu trennen“, erzählt Tosch. Dazu wurde eine NIR-Messzelle in den Rücklauf der Destillationsanlage integriert, was den Energiebedarf um mehr als 20 Prozent senkt. Und auch die Durchlaufzeiten haben sich erhöht – die Destillationzeit einer Charge ist um 20 Prozent auf 24 Stunden gesunken.

Noch recht neu ist die Möglichkeit, mit dem Spectrobay simultan zur Stoffkonzentration Temperaturprofile zu erfassen. Für die spektroskopische Temperaturmessung werden Faser-Bragg-Gitter (FBG) in den Lichtleiter eingeschrieben, die für ein temperaturabhängiges Durchlassverhalten der Leiter sorgen – ausgewertet werden die Reflektionsspektren. FBG sind räumlich periodische Strukturen entlang der Faser, deren Brechungsindex alterniert und aufgrund seiner spezifischen Periodizität eine bestimmte Wellenlänge des einfallenden Lichts reflektiert. Ein FBG belegt etwa fünf Millimeter des Faserstrangs, je nach Messaufgabe können mehrere FBG an vorbestimmten Stellen in einen Glasfaserstrang eingeschrieben werden. Die Idee, die in der Telekommunikation genutzte FBG-Technologie auch für die Temperaturmessung in der chemischen Industrie einzusetzen, brachte BTS 2007 die Nominierung zum Hermes-Award ein. Was zunächst einfach nur nach einem besonders teuren Thermometer klingt, nutzt man beispielsweise, um zu verfolgen, wie der Hot Spot in einer Katalyatorschüttung wandert. Um in den Reaktor zu gelangen, muss lediglich noch ein Zugang für die in einer Metallkapillare geführte Glasfaser geschaffen werden.

Fokus Pharma

Seit in der Pharmabranche die PAT-Initiative der FDA diskutiert wird, beginnen sich auch immer mehr Pharmaproduzenten für automatisierte Analyseverfahren zu interessieren. Typische Anwendungen sind dabei die Überwachung von Wirkstoff-, Hilfsstoff- und Feuchtegehalten in Tabletten. In einer Kooperation mit Ima Kilian ist daher ein kombiniertes System entstanden, das die NIR-Spektroskopie als zusätzliche Messtechnik in das Tablettenqualitätskontrollzentrum RQ 100 integriert. Für die Anwender in der pharmazeutischen Fertigung empfiehlt Tosch allerdings, diese Form der Prozesskontrolle möglichst schon während der Produktentwicklung zu implementieren. Denn die Prozessführung geht ins Arzneimittel-Zulassungsverfahren ein, was es für bereits zugelassene Pharmazeutika aufwändig macht Verfahrensänderungen nachträglich einzuführen.

In Vorbereitung sind zurzeit Anwendungen in der At-line-Analytik. Für diese müssen zwar nach wie vor Proben genommen werden, doch deren weitere Aufbereitung und Analyse erfolgt dann komplett automatisiert. „Für das Personal entfallen dann z.B. Schritte wie das Filtern, Verdünnen oder Aufschließen“, erklärt Tosch, „mit der Folge, dass die Konzentrationsbestimmungen auch von nichtspezialisierten Laboranten ausgeführt werden können.“ Solche Ideen zeigen: Anwendungspotenzial gibt es also noch mehr als genug.

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