光纖插入式近紅外光譜儀,憑借其原位、實時、無損的檢測優勢,已成為現代流程工業中至關重要的過程分析工具。它通過探頭直接插入反應器或管道,實時捕捉物料的近紅外“光譜指紋”,從而實現對多種關鍵參數的同步監測。其檢測項目廣泛,核心圍繞物質的化學組成與物理性質展開。

一、核心檢測項目:化學成分定量分析
這是NIR光譜儀經典的應用領域。通過建立定量校正模型,它可以精確測定:
1.水分含量:這是成熟、廣泛的應用。無論是石油化工中的原料油含水量,還是制藥行業的顆粒干燥終點判斷,抑或食品工業的粉末水分控制,NIR都能實現精準、快速的在線監測。
2.有機物濃度:可監測化學反應的關鍵組分濃度,如聚合反應中的單體濃度、酯化反應的程度(羥基值或酸值)、混合溶劑的比例等。
3.官能團與品質指標:可測定油脂的碘值(不飽和度)、過氧化值,奶制品的脂肪、蛋白質含量,以及藥物的活性成分含量和晶型。
二、核心檢測項目:物理性質與過程監控
除了化學成分,NIR光譜對物料的物理狀態變化同樣敏感:
1.顆粒度與粒度分布:光譜的散射信號與顆粒大小和分布密切相關,可用于結晶過程監控、研磨工藝優化等。
2.polymorph監控:在制藥行業,同一藥物的不同晶型(多晶型)會影響藥效。NIR能夠無損、快速地鑒別和監控生產過程中優勢晶型的轉變,確保產品質量。
3.混合均勻度:在粉末或顆粒混合過程中,通過監測特定成分光譜信號的標準偏差,可實時判斷混合是否達到終點,極大提高效率與一致性。
三、核心檢測項目:反應過程與終點判斷
將探頭插入反應釜,NIR光譜儀便成為洞察反應進程的“眼睛”:
1.反應進程追蹤:實時監測反應物濃度的下降和產物濃度的上升,繪制完整的反應動力學曲線。
2.反應終點判斷:當目標組分濃度不再變化時,可自動判斷反應終點,避免反應不足或過度反應,優化生產周期與能耗。
3.副產物與雜質監控:及時發現非預期副產物的生成趨勢,為工藝調整提供早期預警。
總結
光纖插入式近紅外光譜儀的檢測能力,使其成為一個強大的多參數過程分析平臺。從化學組成到物理性質,從單一指標到復雜反應進程,它都能提供實時的、深度的洞察。這種能力將傳統的離線、延遲的質量控制,轉變為在線、前瞻的過程質量控制,為提升工藝理解、保證產品一致性、實現智能制造提供了關鍵的數據驅動。