Procesní online systémy

Ramanova spektrometrie je díky svým možnostem prakticky ideální metodou pro monitorování výrobních procesů nebo reakcí v chemickém, farmaceutickém nebo plastikářském průmyslu. Stejně jako FT-IR spektrometrie nabízí vysoké rozlišení, navíc je ale možné sledovat také reakce ve vodném prostředí, jde snadno měřit i přes různé materiály okének (sklo, křemen, safír), případně je možné i bezkontaktní měření. Ramanovy sondy je možné vyrobit s různou pracovní vzdáleností a sondy mohou být se spektrometrem spojeny optickým kabelem o délce až několika metrů. Většímu rozšíření on-line Ramanových spektrometrů doposud bránili následující faktory:

  • bylo nutné používat dlouhé integrační časy při nižších energií laseru
  • možnost degradace vzorku při použití vysoké energie laseru
  • kompromis mezi rozlišením a citlivostí/energetickou prostupností spektrometru. Maximální energetická prostupnost se dosahuje při nízkém rozlišení (velká šířka štěrbiny), při vysokém rozlišení jsou naopak velké ztráty energie a dosahuje se horší citlivosti (úzká štěrbina spektrografu)
  • problematické měření nízkých koncentrací některých látek v organických rozpouštědlech s intenzivním Ramanovým signálem (příliš velký šum při vyšším spektrálním rozlišení)
  • nemožnost nasazení ve výbušném prostředí (ATEX certifikace), pro ATEX je možné použít energií laseru maximálně 30 mW. Při těchto nízkých energiích excitačního laseru je velmi slabý Ramanův signál ze vzorku.
  • problematické měření z více kanálů (použití multiplexorů) z důvodu delších integračních časů nutných pro dosažení dobrého odstupu signálu od šumu.

Všechny výše zmiňované problémy je možné výrazně omezit, pokud se podaří zkonstruovat Ramanův spektrometr s vysokou energetickou prostupností a současně dobrým spektrálním rozlišením. S řešením přišla kanadská firmy Tornado Spectral Systems, která vyvinula a patentovala technologii „High Throughput Virtual Slit (HTVS)“, která umožňuje mnohonásobně zvýšit optickou propustnost Ramanových spektrometrů bez ztráty spektrálního rozlišení.

Firma Tornado nabízí dva modely nejvýkonnější verze jejich Ramanova spektrometru HyperFluxTM PRO Plus a Process Guardian a cenově dostupnější model SuperFlux, podrobnosti viz. níže.  Modely HyperFlux Pro Plus a Process Guardian poskytují řádově vyšší citlivost než srovnatelné procesní Ramanovy spektrometry (cca. 15x vyšší citlivost v porovnání s dosavadním leaderem v této oblast a minimálně 100x vyšší citlivost v porovnání s běžnými spektrometry). Spektrometry HyperFluxTM PRO Plus tak v současné době zcela mění možnosti využití Ramanovy spektrometrie nejen pro ON-Line monitorování výrobních procesů, ale například i při sledování kinetik reakcí ve výzkumu (například monitorování procesu krystalizace s ms časovým rozlišení) nebo při „in vivo“ experimentech v oblasti medicínského výzkumu, kdy je možné významně snížit expozici tkáně během měření (snížení energie laseru, zkrácení doby měření).

HyperFluxTM PRO Plus

Obrázek spektrometru HyperFluxTM PRO Plus

Video s demonstrací rychlosti měření a citlivosti Ramanova spektrometru HyperFluxTM PRO Plus: https://vimeo.com/246834650

Process Guardian Raman Analyzer

Spektrometr Process Guardian ma na rozdíl od modelu HyperFlux PRO Plus integrovaný počítač, může tak fundovat zcela autonomně při umístění do výroby. Je kompatibilní s technologií DSC (Distributed Control Systems). Základní technické parametry jsou k dispozici v tomto informačním letáku, více informací naleznete na stránkách výrobce.

Spektrometry HyperFluxTM PRO Plus a Process Guardian lze rozšířit o modul OPIS 35 s certifikací ATEX a IECEx, což umožňuje jejich používání v ATEX zóně 0 (v prostoru s výbušnou plynnou atmosférou). Laser v takovém případě nesmí mít v rizikovém prostoru větší výkon než 35 mW. To je možné zaručit díky výjimečné citlivosti systému HyperFluxTM PRO Plus. Aktuálně se jedná o první a jediný Ramanovský spektrometr s touto certifikací.

OPIS 35 a HyperFluxTM PRO Plus

Hlavní výhody spektrometrů HyperFluxTM PRO Plus a Process Guardian:

  • Spektrální rozlišení bez štěrbiny 4 cm-1
  • Řádově větší citlivost v porovnání se stávajícími Ramanovými spektrometry (například DL kvantitativní analýzy obsahu acetonu v THF je 100 až 150 ppm dle způsobu měření)
  • Velmi krátké integrační časy
  • Možnost měřit s nízkou energii laseru včetně podmínek dle ATEX (certifikace ATEX a ICEEx)
  • Možnost monitorovat až osm kanálů současně s využitím multiplexoru
  • Konfigurovatelné pro různé aplikace
  • Vlastní sondy pro měření z odstupu a ponorné sondy optimalizované pro spektrometry s HTVS optikou
  • Žádné pohyblivé části, dosahuje se vysoké stability, spektrometr může být umístěn v náročném prostředí (pracovní teploty od – 20°C do 50°C).

Specifikace HyperFluxTM PRO Plus:

SuperFluxTM

Jedná se o přístroj určený pro laboratoře a méně náročnou procesní analýzu. Mezi hlavní výhody tohoto modelu patří:

  • cenová dostupnost
  • přístroje vybaven technologií HTVS předchozí generace a levnějším detektorem ve srovnání s předchozími modely. Jeho citlivost je zhruba 10 nižší ve srovnání s modely HyperFlux Pro Plus a Process Guardian
  • kompaklní rozměry s zabudovým počítačem - připojení přes síťové (ethernet) rozhraní, lze ovládat i vzdáleně
  • jednoduchá instalace a ovládaní
  • excitační laser 785 nm, spektrální rozsah 200-3300 cm-1

Základní technické parametry jsou k dispozici v tomto informačním letáku, více informací naleznete na stránkách výrobce.

Pro zájemce o tuto unikátní technologii je možné domluvit demo měření na přístroji HyperFluxTM PRO Plus přímo na jejich pracovišti (1-2 dny).

Produkty

© 2023, RMI, s.r.o. – všechna práva vyhrazena

Prohlášení o přístupnosti | Podmínky užití | Ochrana osobních údajů | Mapa stránek

Webové stránky vytvořila eBRÁNA s.r.o. | Vytvořeno na WebArchitect | SEO a internetový marketing

Nahoru ↑