Chemische Anwendungen

Die als Raman-Spektroskopie bekannte molekulare Spektroskopietechnik beruht auf der inelastischen Streuung von monochromatischem Licht an molekularen Strukturen. Die Anregungszustände der Moleküle werden durch das einfallende Laserlicht verändert, was dazu führt, dass die Moleküle Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen im Verhältnis zur Anregungswellenlänge erzeugen (sogenannte Stokes- oder Anti-Stokes-Verschiebungen). Jede Substanz hat ein einzigartiges Raman-Spektrum. Aus diesem Grund können das Vorhandensein und die Zusammensetzung verschiedener Chemikalien mit Hilfe der Raman-Streuung nachgewiesen und quantifiziert werden.

Die Raman-Spektroskopie ist ein zerstörungsfreies Verfahren, das heißt, die Probe wird in keiner Weise beschädigt oder verändert. Es handelt sich außerdem um ein berührungsloses Verfahren, d. h. es kann zur Analyse von Proben verwendet werden, ohne dass diese mit ihnen in Kontakt kommen. Dies macht die Raman-Spektroskopie zu einem idealen Verfahren für die Analyse empfindlicher oder sensibler Proben.

Die Hauptprobleme in der chemischen Industrie sind:

1. Geringe Effizienz der Produktionslinie aufgrund der Komplexität der Qualitätskontrollprozesse innerhalb und außerhalb der Produktionslinie.
2. Aufrechterhaltung eines hohen Niveaus der Qualitätskontrolle für eine breite Palette von Inhaltsstoffen, Zwischenprodukten und Produkten.
3. Kostspielige und zeitaufwändige Qualitätsprüfungen aller Komponenten der Produktionslinie, wie z. B. Zutaten, Halbfertigprodukte und Produkte.
4. Die meisten KMU in der chemischen Industrie können es sich nicht leisten, ihre Forschungslabors mit Geräten auszustatten, z. B. mit teuren, stationären Spektralphotometern und einem Team von Labortechnikern, die die Prozesse bearbeiten. Sie müssen diese Prozesse auslagern und die Proben an spezialisierte Labors schicken - das kostet Geld und braucht Zeit.

Unsere Lösung ist eine Antwort auf die kritischsten Probleme von KMU in der chemischen Industrie:

1. Erhöht die Effizienz des Produktionsprozesses durch Beschleunigung und Automatisierung der Qualitätskontrollprozesse. Anstatt Proben zu sammeln und an ein externes Labor zu schicken, überwacht der Bediener die Qualität der Substrate, Zwischenprodukte und Produkte kontinuierlich mit speziellen Miniaturspektralphotometern, die in der Anlage installiert und für die in der Anlage hergestellten Substanzen bestimmt sind.
2. Sie erhöht die Qualität der hergestellten Produkte, indem sie den Prozess der Qualitätskontrolle verbessert. Ermöglicht Qualitätskontrolle in Echtzeit.
3. Es senkt die Produktionskosten und den Zeitaufwand, da die Produktionslinie nicht mehr für die Qualitätskontrolle angehalten werden muss und die Kosten für die Prüfung der Stoffqualität sinken.
4. Das System ist umfassend und kostengünstiger als Lösungen der Konkurrenz - das übergeordnete Ziel ist die Verbesserung der Produktqualität bei gleichzeitiger Kostensenkung.
   Für die Bedienung des Systems ist kein Fachpersonal erforderlich. Stattdessen ist es so konzipiert, dass es von nicht qualifizierten Mitarbeitern in der Produktion bedient werden kann.

Eine der Hauptanwendungen unserer Technologie besteht darin, das System so zu programmieren, dass es das Spektralspektrum der "idealen" Substanz mit den Spektren der Substanz aus der Produktionslinie vergleicht. Das Ergebnis dieser Operation ist der Korrelationsgrad der beiden Spektren. Dadurch wird der Bediener informiert, wenn die Substanz, die unter dem Messkopf durchläuft, nicht den Qualitätskriterien entspricht (z.B. wenn sie nur zu 90% mit der Referenzsubstanz kompatibel ist).

Um eine solche Lösung zu modellieren, verwenden wir das Transmissions- oder Reflexionssystem unserer Lösung, d. h. ein System, bei dem Substanzen mit Laserlicht mit bestimmten Parametern bestrahlt werden und wir die reflektierten bzw. nach der Transmission auftretenden Spektren auf dem Detektor messen. Diese Lösung hat keine austauschbaren Komponenten in Form von Messstreifen.

Die zweite mögliche Anwendung ist die Erkennung von sehr geringen Konzentrationen unerwünschter Stoffe in der Produktionslinie. Dies ist wichtig, wenn z. B. Spuren von Schadstoffen in der Produktion vorhanden sind, die nicht vorhanden sein sollten.

In diesem Fall erhält unsere Lösung dank ihrer Modularität einen neuen Messkopf mit Oberflächenverstärkung des Signals der Testsubstanz (SERS). Diese Lösung bietet eine sofortige Messung mit Hilfe eines einzigartigen Messstreifens, der in das Gerät eingesetzt wird und dank aufgedruckter Gold- oder Silber-Nanostrukturen das Signal um bis zu 10^7 verstärkt. Diese Lösung wird auf Anfrage für detailliertere Messungen verwendet und ist eine ideale Ergänzung zu der in Fall 1 vorgeschlagenen Betriebsart Transmission/Reflexion.

Die dritte Art der Umsetzung ist durch eine umfassende Abwicklung des Produktionsprozesses gekennzeichnet. Es handelt sich um eine Kombination der ersten beiden Fälle, d. h. der Qualitätskontrolle in Echtzeit auf der Grundlage der Transmissions-/Reflexionsmessung der Substanz und der gelegentlichen, tiefer gehenden Messung von Spurenstoffen, die das Produkt verunreinigen, mittels Teststreifen.

Beide Systeme sind durch ein proprietäres Managementsystem verbunden, einschließlich einer Software für den Kunden, die es Ihnen ermöglicht, den Fortschritt der Qualitätskontrolle von einem bequemen Bedienfeld aus kontinuierlich zu verfolgen.