Egy „földrengés” a koncentráció mérésére

Itt a biztonsági munkaállomáson végzett munka még könnyebbé és intuitívabbá válik, mint eddig – beleértve egy adaptált hulladékhegesztő berendezést a biztonságos hulladékgyűjtéshez és aeroszolmentes szigetelt hegesztést a hulladékok számára. (Kép: Skan)

Raman-spektrométer ma: kicsi, ugyanakkor nagy teljesítményű és magas mérési reprodukálhatóságú, asztali készülék. (Kép: Anton Paar)

Raman-spektrométer ma: kicsi, ugyanakkor nagy teljesítményű és magas mérési reprodukálhatósággal rendelkező asztali készülék. (Kép: Anton Paar) / Ma Raman-spektrométer: kompakt és nagy teljesítményű, magas mérési reprodukálhatósággal rendelkező asztali készülék. (Kép: Anton Paar)

Csendes és hatékony: mikrobiológiai biztonsági munkaállomás személy-, termék- és szóródásvédelemmel. (Kép: Skan) / Csendes és hatékony: mikrobiológiai biztonsági munkaállomás személy-, termék- és szóródásvédelemmel. (Kép: Skan)

Gyógyszer-, Biotech- és általában tisztaterek számára a nagymennyiségű vegyi anyagokhoz képest kis mennyiségekhez speciális folyamat-analitika szükséges a legmagasabb minőségi követelmények mellett. Jelenleg minden területen egyértelmű tendencia figyelhető meg a robusztusabb eljárások irányába.

Az egyik példa a modern speciális folyamat-analitikára az új válaszokat adja a fotometrikus titrálások végpont-észlelésének kérdésére. A modern érzékelők képesek meghatározni a színváltozást a mérőedényben egy kiválasztott hullámhosszon. Ésszerűen a potenciálváltozást mérjük – és nem a színváltozást! Ez a módszer megbízhatóvá teszi az eljárást még színezett vagy zavaros oldatok esetén is. Emellett az egész analitika nagyon egyszerűen végrehajtható: automatizáltan, az emberi szem gyengeségeitől függetlenül, és alkalmazható minden klasszikus színváltozással járó titrálásnál. Egy másik előnye az optikai érzékelőnek, hogy a töltés elektrolit-oldattal vagy a szenzor kondicionálása nem szükséges.

A gyógyszeripari alkalmazási terület többek között kiterjed a nem vízoldékony fotometrikus titrálásokra az amerikai (USP) és az európai gyógyszerkönyv (EP) szerint, valamint különösen a chondroitinszulfát titrálására, amely a porc szövetének egyik fontos összetevője, USP szerint.

Online-ról inline módszerekre: erős spektroszkópia

A destruktív mentes inline folyamat-analitikában a spektroszkópia játszik fő szerepet. A klasszikus alkalmazások közé tartozik a maradék nedvességtartalom meghatározása a segédanyagok esetében tablettagyártás során. Itt a közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) kerül alkalmazásra, így néhány milliszekundum alatt döntés születhet: a szárítót kikapcsolják, vagy a segédanyagot tovább szárítják.

Ehhez a módszerhez nem szükséges vegyi anyag; így pénzt takarítunk meg a vegyszereken és az anyagfelhasználáson. Mivel a vegyszerek nem kerülnek közel a folyamatokhoz, elkerülhető a szennyeződések szállítása, például gyógyszerekbe vagy a wafer gyártás tisztatereiében lévő ézterekbe. A jelenlegi inline NIR-mérőfejek érzékelői nem érintkeznek közvetlenül a médiumokkal. Ez megvédi a szenzort, és fordítva, nem oldódnak ki belőle alkotórészek. Így például több éztert lehet valós időben figyelni, és szükség esetén azonnal pótadagolni vagy hígítani.

A jövőben az optikai mérési módszerektől, mint például NIR, MIR és UV/VIS, még sokat várhatunk folyadék- és szilárd anyagok elemzésében. Végül is évtizedek óta bizonyítottak a klasszikus laboratóriumi analitikában. Most egyre gyakoribbá válnak a folyamatban történő alkalmazásuk. Ekkor a spektrométert vagy fotométert közvetlenül a mérőfejbe integrálják – például inline koncentrációméréshez (= nem oldott részecskék mérésére) folyadékokban.

Az oldatok koncentrációjának méréséről szól egy innovatív eljárás is, amely akusztikus felületi hullámokra alapozva működik. Fizikai viselkedése hasonló a szeizmikus hullámokhoz földrengés esetén. Bár ez elsőre drámai földmozgásnak tűnik, a folyamat-analitika mozgó alkatrészek nélkül működik – kopásmentes és kevés karbantartást igényel. Ez a technológia a közeljövőben közvetlenül beépíthető áramlásmérő készülékekbe. Ezek nemcsak tömegáramot és sűrűséget mérnek, hanem koncentrációt is.

Raman-érzékelők: most erősebben az egyszersmind használt rendszerekben

Ismét az optikai mérési módszerekhez visszatérve: az infravörös spektroszkópia kiegészítő eljárásaként a Raman-spektroszkópia egyre hangsúlyosabb szerepet kap. A biotech folyamatokban alkalmas az „Sejt-jóllét” valós idejű nyomon követésére: elég-e a mikroorganizmusok számára a glükóz és az oxigén? Vagy a növekedésüket a túl sok szén-dioxid gyengíti?

A biotechnológiai gyártási berendezések tipikus rozsdamentes acél tartályaiban ez már elég jól működik. A tendencia most az, hogy a Raman-spektroszkópiát az egyszersmind használt rendszerekben is alkalmazzák. Ehhez az egyszersmind használatos tasakokat optikai egyszer használatos adapterekkel szerelik fel. A mérés kontaktusmentesen történik egy ablakkal.

Természetesen a Raman-spektroszkópia a magas árkategóriában mozog – nem való standard alkalmazásokhoz. De különösen érzékeny gyógyszerhatóanyagok és értékes biotech termékek esetén megéri ez a módszer. Továbbá, a ráfordítás akkor térül meg igazán, ha az alkalmazási terület bővül, és laboratóriumi, pilot- vagy gyártási szinten is használható: ugyanazt a Raman-analitikát alkalmazhatjuk minden környezetben.

Az itt bemutatott trendek és innovációk teljes skáláját az idei Ilmac Lausanne kiállításon élheti át a látogató.