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Fachberichte - Kontrolltechnologie

 

Kontrolltechnologie - Fachberichte Kontrolle der Prozessanalytik - Datenauswertung - Multivariate Datenanalyse - PAT
 

 

Raman- und MIR-Spektroskopie
für die Verfolgung technischer Bioprozesse

- Prozessentwicklung im Technikumsmaßstab -

 

Clemens Minnich, Dirk Engel
8. Kolloquium AK Prozessanalytik Berlin 2012

 
 

Funktionalisierte Säuren wie Acryl-, Milch- oder Maleinsäure sind großtechnisch interessante Produkte,
die wegen ihres hohen Sauerstoffgehaltes direkt oder mittelbar aus Kohlehydraten fermentativ zugänglich sind.

Bei der Verfolgung dieser technischen Bioprozesse
sind von besonderem Interesse die Bestimmung des Restsubstratgehaltes, des Produktgehaltes und der Nebenprodukte.

Die Schwingungsspektroskopie eignet sich hervorragend zur Verfolgung dieser technischen Bioprozesse,
da hier in der Regel in ausreichend hohen Konzentrationen gearbeitet wird.

Für die Unterstützung einer Prozessentwicklung wurden im Technikumsmaßstab MIR- und Raman-Spektroskopie eingesetzt.
Sie haben gegenüber der NIR-Spektroskopie den Vorteil, dass die erhaltenen spektralen Informationen sehr viel
spezifischer sind und daher nicht von vornherein auf hauptkomponentenbasierte Analysenmethoden angewiesen sind.

Elementarer Bestandteil der erfolgreichen Analytik ist hier die Analysenmethode (IHM) Indirect Hard Modeling, dass eine mathematische Abbildung eines Spektrums darstellt.

Texte und Bilder : S-PACT GmbH

Mittelinfrarot (MIR) ist für die für Prozessverfolgung geeignet

– keine Störung durch die Biomasse (Trübung)
– gute Performance im wässrigen Medium!
– kein Biofouling beobachtet!

Konzentrationsvorhersage

– Kalibrierung mit Prozessproben und HPLC-Werten
– formaler Kalibrierfehler im Bereich von 2 %

Fehler der HPLC etwa 2-3 %
– IHM-Modellierung erlaubt flexible Berücksichtigung des Wasserspektrums

   

Raman ist für die Prozessverfolgung geeignet

– Anregung mit 980 nmunterdrückt Fluoreszenz
– kein Biofouling beobachtet!
– prozesserprobtes und robustes Messsystem

Konzentrationsvorhersage

– Kalibrierung mit Prozessproben und HPLC-Werten
– formaler Kalibrierfehler im Bereich von 3 %

Fehler der HPLC etwa 2-3 %

– IHM-Modellierung erlaubt flexible Berücksichtigung des Wasserspektrums

   

Analysis Method: Indirect Hard Modeling

Vortrag

 

 

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