Sampling solutions for NIRS Process Analyzers

Význam tématu

Near-infrared (NIR) spektroskopie přináší rychlou, neinvazivní a chemicky nezatíženou analýzu pevných, kapalných i plynných vzorků přímo v průmyslovém provozu. Umožňuje sledovat více parametrů najednou bez nutnosti předúpravy a poskytuje výsledky v reálném čase, což je klíčové pro zajištění kvality, bezpečnosti a efektivity procesů v potravinářství, farmacii, chemickém průmyslu či výrobě materiálů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje nabídku řešení Metrohm Process Analytics pro procesní NIR analýzu a zaměřuje se především na výběr správných vzorkovacích modulů (probes, flow cells, optické vlákno) podle typu vzorku a podmínek v procesu. Cílem je poskytnout ucelené vodítko pro implementaci inline i online měření za různých teplot, tlaků a při různorodé fyzikálně-chemické povaze vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda: NIR spektroskopie v oblasti 800–2200 nm, měření v režimech transmisní, transflekční, difuzní reflexe a bezkontaktní detekce.
Instrumentace:

• NIRS Analyzer Pro a NIRS XDS Process Analyzer
• Optické vlákna: single fiber a microbundle (200 µm jádro, PVC/Kevlar ochrana)
• Probes: transmisní (single pass), transflekční, immersní, bezkontaktní (non-contact)
• Flow cells: kovové (SS316L, Hastelloy), PTFE, clamp-on varianty, vysokotlaké a vysokoteplotní verze
• Přídavné moduly: 2060 Human Interface, PLC, DCS, průmyslový PC

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace vzorkovacích řešení vyžaduje zohlednit:

• Fázi vzorku a režim měření (transmise, transflekce, reflexe, non-contact)
• Požadované optické dráhy, oblast měření a požadavky na přesnost
• Odolnost materiálu vůči teplotě, tlaku, chemickému prostředí a abrazivním částicím
• Výběr optických vláken podle vzdálenosti přenosu a signál-to-noise poměru
• Možnost čištění, montáže a výměny bez narušení provozu

Diskuse ukazuje, že správná volba probe či flow cell je stejně důležitá jako vlastní spektrometrie a zásadně ovlivňuje stabilitu kalibračních modelů a reprodukovatelnost výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

• Online a inline monitorování 24/7 bez spotřeby reagentů
• Rychlá reakce na procesní změny a optimalizace výroby
• Multiplexování až 16 vzorkovacích bodů pro komplexní řízení
• Možnost vzdálené instalace za pomoci optických vláken
• Minimální údržba a robustní design pro náročné provozy

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj směřuje k výkonnějším spektrometrům s rozšířeným spektrem, vylepšeným signál-to-noise poměrem, automatizovaným čištěním sond, digitalizaci dat a integraci do systémů Průmyslu 4.0. Nasazení umělé inteligence pro pokročilé modelování a prognózu procesních parametrů umožní další zvýšení kvality a úspor.

Závěr

Přesné a spolehlivé vzorkování je základním předpokladem úspěšné procesní NIR spektroskopie. Metrohm Process Analytics nabízí komplexní řešení přizpůsobené specifikům každého provozu, a to včetně konzultací, návrhu, realizace a servisní podpory.

Reference

Nejsou k dispozici žádné explicitní literární odkazy v původním textu.