Prozessspektroskopie als unverzichtbares Werkzeug der Prozessanalytik

Egal, ob schwingungsspektroskopische (Raman-, Mittel- und Nahinfrarotspektroskopie) oder absorptionsspektroskopischen (UV/Vis) Methoden – die Spektroskopie ist aus der Prozessanalytik nicht mehr wegzudenken.

Mit dem kombinierten Einsatz von Mikroverfahrenstechnik und spektroskopischer Prozessanalytik in verschiedensten Spektralbereichen, wie er am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT entwickelt wird, gelingt die Verkürzung des ‘time-to-market‘ bei der Prozessentwicklung.

„Ein extrem schnelles und systematisches Screening unterschiedlicher Prozessbedingungen ist auf diese Weise möglich“, sagt Fraunhofer-ICT-Produktbereichsleiter Dr. Stefan Löbbecke anlässlich eines Presserundgangs auf der Achema. Aufgrund ihrer kompakten Baugröße können die Prozesse mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung spektroskopisch verfolgt werden. Unter Einsatz statistischer Versuchsplanung und chemometrischer Auswerteverfahren, die quantitative Informationen zur Produktzusammensetzung liefern, können sowohl sichere Prozessbedingungen als auch ökonomische Prozessoptima schnell und zuverlässig identifiziert werden.

Bei Produktionsprozessen ist im Hinblick auf die zunehmend geforderte Flexibilität neben der Realisierung konfigurierbarer, modularer Anlagentechnik auch ein Umdenken bei der Steuerungs- und Automatisierungstechnik notwendig. Wechselnde Produktionskampagnen erfordern anstatt fester Modelle und starrer Regelabläufe zukünftig eine streng wissens- bzw. datenbasierte Prozessregelung – idealerweise in Echtzeit. Singulär in die Prozesskette integrierte Sensoren liefern hierzu keine ausreichenden Informationen.

Stattdessen sind inline- oder online-analytische, insbesondere schnelle spektroskopische Messmethoden notwendig, die einzeln oder in Kombination Informationen zur Produktzusammensetzung liefern und aktiv in die Prozesssteuerung eingebunden sind. Dies dient auch der Prozesssicherheit, da kritische Prozesszustände frühzeitig erkannt und behoben werden können.

Fraunhofer-Gesellschaft, Halle 9.2, Stand D66