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Spectrally X1 INLINE

Der Prozess-Raman-Analysator, der den Harz-Endpunkt im Reaktor erfasst.

Spectrally X1 INLINE ist ein Prozess-Raman-Analysator, der für den Harzreaktor gebaut wurde. Inline bedeutet, dass das Spektrum direkt im Prozess aufgenommen wird – eine Eintauchsonde im Reaktor, keine Probenahme und kein Reaktorstopp – sodass Säurezahl, Viskosität und Monomerumwandlung kontinuierlich gemessen werden und in etwa 5 Sekunden Ihr Leitsystem erreichen, anstelle einer 30–60-minütigen ISO-3682-Titration, die einen gestoppten Reaktor und eine Probe aus einem Medium über 220 °C erfordert. Nachfolgend finden Sie Hardware, Sonde, Software und Installation gemäß Katalogspezifikation.

01 The instrument

Ein Prozess-Raman-Analysator, gebaut für den Harzreaktor.

Spectrally X1 INLINE misst die chemische Zusammensetzung direkt in der Anlage – 24/7, ohne Probenahme und ohne Verbrauchsmaterialien. Inline bedeutet, dass das Spektrum im Prozess selbst erfasst wird: Die Messung trifft in Sekunden ein und strömt kontinuierlich in Ihr Leitsystem, anstelle einer 30–60-minütigen Wartezeit auf das Labor und eines gestoppten Reaktors.

Spectrally X1 INLINE - the complete analyzer cabinet
Katalogspezifikation

Zwei Anregungswellenlängen sind verfügbar – 785 nm und 1064 nm, letztere für stark fluoreszierende Medien wie trocknende Öl-Alkydharze – bei 600 mW bzw. 800 mW, für ATEX-Anwendungen auf 30 mW begrenzt. Die Detektion erfolgt über einen rückwärtsbelichteten, TEC-gekühlten CCD.

MessprinzipRaman-Spektroskopie
Laserwellenlänge785 nm / 1064 nm
Laserleistung600 mW @ 785 nm; 800 mW @ 1064 nm; 30 mW für ATEX-Anwendungen
Spektralbereich300-1650 cm⁻¹ oder 300-3500 cm⁻¹
Spektrale Auflösung8 cm⁻¹
Erfassungszeit5-300 s
DetektorRückseitig dünner CCD, TEC-gekühlt
MesskanäleBis zu 2 (auf Anfrage erweiterbar)
Faseroptische ReichweiteBis zu 100 m
KommunikationPROFIBUS, PROFINET, GSM
KalibrierungAutomatisch – Referenz in der Sonde integriert
LaserlebensdauerMind. 2 Jahre
Aufwärmphase30 Minuten ab Einschalten
HMITouchscreen (SpectrallyUI)
SoftwareSpectrally OS auf Debian GNU/Linux 13.2
SondeSpectrally X1 PROBE – IP67, ATEX / IECEx Zone 0, selbstreinigendes Modul

Werte gemäß dem Produktkatalog der Spectrally Raman Analyzers.

02 Spectrally X1 PROBE

Der Teil des Systems, der in Ihrem Reaktor lebt.

Eine Raman-Eintauchsonde für die direkte In-situ-Analyse im Reaktor – keine Probenahme, kein Konditionierungskreislauf. Ausgelegt für 16 bar und +125 °C, pH 2–10 im Dauerbetrieb und 1–14 kurzfristig, mit IP67-Schutzart und ATEX-/IECEx-Zone-0-Zulassung.

Spectrally X1 PROBE flange with labels on a resin process line
Sondenspezifikation

Die Sonde misst in Reaktoren, Rohrleitungen und Prozessbehältern, im Batch- und kontinuierlichen Betrieb. Sie verarbeitet Flüssigkeiten, Suspensionen und Schlämme – einschließlich der viskosen, feststoffreichen Medien der Beschichtungs- und Verbundharzproduktion.

SondentypEintauchsonde, faseroptische Verbindung zum Analysator
ProzessdruckBis zu 16 bar
Prozesstemperatur-40 bis +125 °C
Prozess-pH2-10 kontinuierlich; 1-14 kurzfristig
SchutzartIP67
GefahrenbereicheATEX / IECEx Zone 0
Gehäuse316L Edelstahl; POM-C / POM-C ESD (ATEX-Version)
Optisches FensterQuarzglas
MontageFlansch, Tri-Clamp, einziehbarer Prozesshalter
ReinigungSelbstreinigendes, einfahrbares Modul – automatischer Einfahr-Spül-Rückfahr-Zyklus
Selbstreinigender Sondenzyklus
Rückzug
Spülung
Return
Beschichtungs- und Verbundharzreaktoren sind viskose, verschmutzende Medien – trocknende Öle, Pigmente und feststoffreiche Harze belegen optische Fenster. Das einfahrbare Selbstreinigungsmodul zyklisiert retract → rinse → return automatisch, hält das Fenster sauber und die Messung stabil im kontinuierlichen 24/7-Betrieb, ohne die Messung zu unterbrechen.

Faseroptische Verbindung

Die Sonde ist über ein faseroptisches Kabel mit dem Analysator verbunden – bis zu 100 m Reichweite – sodass der Schrank weit vom Reaktor entfernt stehen kann, während die Optik am Prozess bleibt.

Immersion install, no bypass

Direkte Montage im Reaktor, in der Rohrleitung oder im Behälter über Flansch, Tri-Clamp oder einfahrbaren Prozesshalter. Keine Probenextraktion, kein Konditionierungssystem zwischen Prozess und Messung.

Zone 0 konstruktionsbedingt

ATEX-/IECEx-Zone-0-Zulassung, 316L-Gehäuse mit POM-C ESD in der ATEX-Version, und Laserleistung für ATEX-Anwendungen auf 30 mW begrenzt – gebaut für lösemittelhaltige Alkydreaktoren mit White Spirit D40 und Xylol.

Faseroptische Reichweite
0m

Sonde am Reaktor, Analysatorschrank bis zu 100 m entfernt.

Probe pressure rating
0bar

Process rating of the immersion X1 PROBE, up to +125 °C.

Spektrale Auflösung
0cm⁻¹

Across a 300-1650 or 300-3500 cm⁻¹ spectral range.

Messkanäle
0

Two measurement points per analyzer, expandable on request.

03 Spectrally OS

From raw spectrum to an operational answer.

Spectrally OS ist die analytische Ebene der Plattform. Sie wandelt Spektren in Säurezahl, Viskosität und Monomerumwandlung um, meldet Abweichungen von der Spezifikation, löst Alarme aus und schreibt den Qualitätsdatensatz – lokal, auf dem Analysator.

Spectrally X1 INLINE on a mobile stand with a flow cell
Model stack

Spectrally OS läuft auf KI und fortschrittlicher Chemometrie mit einem CNN-Kern – benchmarkt gegen und übertroffen in Genauigkeit und Geschwindigkeit gegenüber dem ersetzten PLS und PCA. Für Beschichtungen ist die Hauptmethode Raman mit einem CNN, das das gesamte Spektrum liest: Die Säurezahl hat kein einzelnes dediziertes Band, daher verknüpft das Modell den gesamten Raman-Fingerabdruck mit dem Parameter, basierend auf dem Säure-/Ester-Carbonyl-Bandenverhältnis nahe 1710 / 1730 cm⁻¹. Klassisches Raman deckt etwa 70 % des Modellstapels ab; SERS wird für Spurenanalytik im ppb-ppm-Bereich (etwa 20 %) in Reserve gehalten, wobei NIR und andere Techniken den Rest abdecken.

Supported instrumentsSpectrally X1 LAB / X1 PORTABLE / X1 INLINE
Predictive modelsKI / fortschrittliche Chemometrie, CNN-Kern
Spectral databaseProprietary + public, ~28,000 spectra
Operator interfaceSpectrallyUI, touchscreen
Operating systemDebian GNU/Linux 13.2
KalibrierungAutomatic, based on the reference signal readout
Data exportCSV / PDF / RAW
User managementRole-based access control (RBAC)
Data storageLocal database
Industrial protocolsPROFIBUS / PROFINET / GSM

Deviation flags, not just numbers

PASS/FAIL-Klassifizierung, Anomalieerkennung und Konformitätsprüfungen für Säurezahl, Viskosität und Monomerumwandlung gegen Spezifikation. Abweichungen werden im Prozess erkannt, bevor ein Überschwingen zu einer Lösemittelkorrektur oder einer Charge außerhalb der Spezifikation wird.

A model lifecycle, not a black box

Kalibrierung, Validierung, Wartung. Modelle starten in der Machbarkeitsstudie auf Ihrer Alkyd-, Acryl- oder Verbundharzmatrix, werden mit Produktionsdaten verfeinert und bei Rezepturänderungen neu kalibriert. Jede Modelländerung wird protokolliert und ist prüfbar.

No line stop for updates

Model updates deploy without stopping the analyzer or the line. Measurement and local logging keep running if the network drops - data lives in the local database.

Spectrally product family - X1 LAB, X1 PORTABLE, X1 INLINE and the X1 PROBE

Eine Softwareebene über die gesamte Spectrally-Familie. Modelle, die während der Machbarkeitsstudie auf Spectrally X1 LAB erstellt wurden, migrieren in der Produktion auf Spectrally X1 INLINE – dieselbe Analytik, vom Labortisch zum Reaktor verlagert.

04 Raman vs alternatives

Was sich gegenüber FT-IR, NIR und Offline-Methoden ändert.

Die Unterschiede sind physikalisch, nicht werblich. Dies sind die sachlichen Punkte, die für Beschichtungs- und Verbundharzreaktoren relevant sind – sowie die zwei Fälle, in denen Raman nicht das richtige Werkzeug ist.

Alternative technique
Inline Raman - Spectrally X1 INLINE
×FT-IR: Wasserabsorption stört die Messung in wässrigen Medien
✓;Wasser ist ein schwacher Raman-Streuer – wässrige Acrylemulsionen lassen sich sauber messen
×NIR: Trocknungsöl-Fluoreszenz und überlappende Banden erschweren die Identifizierung
✓;1064-nm-Anregung bewältigt Trocknungsöl-Fluoreszenz, wo NIR scheitert; molekülspezifische Schwingungsbanden identifizieren die Harzchemie direkt
×Säurezahl-Titration (ISO 3682): 30–60 min pro Ergebnis, mit gestopptem Reaktor und manueller Probe aus einem Medium über 220 °C
✓;Ergebnis in Echtzeit, im Reaktor gemessen, keine Probenahme und kein Reaktorstopp
×GC-Restmonomer 30–60 min; GPC/SEC-Molekulargewicht 60–120 min – Probenahme und Laborzeit bei jedem Ergebnis
✓;Kontinuierliche Monomerumwandlung und Copolymerzusammensetzung ohne Verbrauchsmaterialien im Routinebetrieb

Wo Raman nicht die Antwort ist

ppb-ppm
Spurenanalytik
Bei sehr niedrigen Konzentrationen geht Raman das Signal aus. SERS-Verstärkung ist der Weg für Spurenanalytik.
Schwache Banden
Schwach Raman-aktive Bindungen
Einige Bindungen streuen schwach. NIR dient als Ergänzung, wo diese Bindungen die Information tragen.

Es geht nicht darum, die Referenz abzuschaffen. ISO-3682-Titration, GC und GPC/SEC bleiben die analytischen Referenzmethoden – Inline-Raman verlagert die Messung in den Reaktor, wo Entscheidungszeit und Kontinuität zählen, und belässt die Offline-Methoden als periodische Verifikation.

05 Installation & Service

Die Installation in der praktischen Umsetzung.

Was der Analysator von Ihrer Anlage benötigt und was nicht.

Faseroptische Reichweite
Bis zu 100 m

Die Sonde sitzt am Reaktor. Der Analysatorschrank kann bis zu 100 m entfernt stehen, verbunden per Faser.

Messkanäle
Bis zu 2 Standard

Ein Analysator dient zwei Messpunkten. Weitere Kanäle auf Anfrage verfügbar.

Kalibrierung
Automatisch

Läuft gegen eine in die Sonde integrierte Referenz – kein manueller Neukalibrierungsablauf.

Aufwärmphase
30 Minuten

Vom Einschalten bis zur Messung. Danach kontinuierlicher 24/7-Betrieb.

Spectrally X1 PROBE flange before installation

Versorgungsmedien

230 V AC, 50/60 Hz, 300 W Leistungsaufnahme. Betriebsumgebung 0–45 °C.

Prozessanschlüsse

Flansch, Tri-Clamp oder einfahrbarer Prozesshalter in den Reaktor, die Rohrleitung oder den Behälter. Sonderanfertigungen auf Anfrage.

Keine Verbrauchsmaterialien

Keine Reagenzien und keine Verbrauchsmaterialien im Routinebetrieb. Die angegebene Lebensdauer des Lasers beträgt mindestens 2 Jahre.

Service und Modellpflege

Installation und Wartung werden von autorisierten Gekko-Photonics-Technikern durchgeführt. Die Modellpflege läuft über Spectrally OS – Validierung, Neukalibrierung bei Rezepturänderungen, ohne Unterbrechung der Linie.

Ihr nächster Schritt

Testen Sie den Analysator zuerst mit Ihrer Harzchemie.

Senden Sie repräsentative Proben oder F&E-Daten aus Ihrem Alkyd-, Acryl- oder Verbundharzprozess. Wir erstellen und validieren ein chemometrisches Modell auf Ihrer Matrix im Gekko-Labor und übergeben Ihnen die Zahlen, die Spectrally X1 INLINE auf Ihrer Linie lesen wird – Spektren, Bandenzuordnungen, Modellmetriken gegen Ihre ISO-3682-Titration oder GC-Referenz sowie ein klares Ergebnis – bevor eine Hardware-Entscheidung fällt. Die Machbarkeitsstudie dauert 3–5,5 Monate; die CAPEX liegt im Bereich von 75–250 kEUR.

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