Analysis of chemicals using near-infrared spectroscopy

Příručky |  | MetrohmInstrumentace
NIR Spektroskopie
Zaměření
Životní prostředí, Průmysl a chemie, Materiálová analýza
Výrobce
Metrohm

Význam tématu


Near-infračervená (NIR) spektroskopie se etablovala jako rychlá, nedestruktivní a univerzální metoda pro chemickou analýzu v průmyslových procesech i v laboratoři. Díky citlivosti na vazby O–H, N–H, C–H a S–H umožňuje sledování vlhkosti, složení organických směsí, průběhu reakcí a kvality produktů bez časově náročné přípravy.

Cíle a přehled studie / článku


Tento přehled shrnuje 68 aplikačních studií z Bulletin Application 409, které demonstrují použití NIR spektroskopie v chemickém průmyslu. Obsah zahrnuje:
  • kvalitativní rozlišení směsí a diferenciaci látek,
  • kvantitativní stanovení vlhkosti, chemických přísad i stopových nečistot,
  • online, at-line i laboratorní měření ve spektrálním rozsahu 400–2500 nm,
  • případy použití v petrochemii, farmaceutickém, potravinářském i olejovém průmyslu.

Použitá metodika a instrumentace


Ve většině aplikací byly využity NIR spektrometry Metrohm NIRSystems modelů 5000, 5500 a 6500 nebo XDS řada (SmartProbe, RapidLiquid, RapidContent, Process Analyzer). Pro vzorky v kapalné fázi se užívaly tranSMITanční buvety nebo optické sondy (interak­tance, reflectance, transflectance). U pevných i práškových vzorků se aplikovala difúzní reflektance s rotačními nebo pevným držákem vzorku. Kalibrace byla budována buď jednowlnnou regresí, více­liniární regressí (MLR), nebo multivariačními metodami (PLS, PCR).

Hlavní výsledky a diskuse


Ve všech případech NIR prokázala schopnost:
  • detekce vlhkosti od stovek ppm až do desítek procent s typickou chybou (SEC) 0,02–0,5 %,
  • kvantifikace organických složek (solventy, monomery, stabilizátory, aditiva) v rozsahu jednotek až desítek procent s SEC 0,03–1 %,
  • monitorování průběhu organických reakcí a stanovení mezistupňů i koncových produktů,
  • kvalitativního odlišení povrchových vrstev, srovnání dobrých a vadných šarží či rozlišení různých polymerních systémů.

Přínosy a praktické využití metody


NIR spektroskopie umožňuje:
  • zkrácení analy­tických cyklů a rychlou odezvu na změny ve výrobě,
  • bezkontaktní a neinvazivní měření v inline i online režimu,
  • snížení spotřeby drahých činidel a minimalizaci odpadu,
  • snadnou integraci do výrobních linek a přenos prediktivních modelů mezi zařízeními.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj NIR spektroskopie je očekáván v oblasti:
  • pokročilých chemometrických algoritmů (umělá inteligence, strojové učení),
  • miniaturizovaných a přenosných přístrojů pro rychlé kontroly v terénu,
  • integrace s průmyslovým internetem věcí (IIoT) a platformami pro průmyslové monitorování,
  • rozšíření aplikací do biotechnologií, farmacie a potravinářského sektoru.

Závěr


Bulletin Application 409 demonstruje všestrannost NIR spektroskopie ve více než šedesáti případech z růz­ných odvětví chemického průmyslu. Díky rychlému, neinvazivnímu měření a možnosti online integrace je NIR klíčovým nástrojem pro zefektivnění výrobních procesů a zajištění kvality.

Použitá instrumentace


  • Metrohm NIRSystems Model 5000, 5500, 6500
  • Process Analytics Model 6500
  • XDS RapidLiquid, RapidContent, SmartProbe, Process Analyzer
  • Spektrální rozsahy: 400–1100 nm, 1100–2500 nm
  • Vzorkovací příslušenství: interak­tance, transflectance, reflektance, transmisní buvety

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Analysis of textile using near-infrared spectroscopy
Analysis of pharmaceuticals using near-infrared spectroscopy
Analysis of polymers using near-infrared spectroscopy
Analysis of ink and paint using near-infrared spectroscopy