Brimrose近红外光谱仪在制药行业的应用-混料均匀度在线监测

应用介绍

粉体物料混合是工业生产过程中常见的操作,目前在化工、制药、食品、建筑等领域都有非常广泛的应用。也是制药、饲料和水泥等产品生产中最关键的工序之一。粉体物料混合是指多种不同成分的粉体颗粒,在混料罐中产生运动速度和方向的变化,最终使不同成分的颗粒在混料罐中达到均匀分布的过程。
对制药企业来说,混料效果的好坏直接决定了药品的质量,并影响药品的药效。对混料均匀度的检测,最常用的方法为化学分析法,混料机停止后,在混料罐中物料的不同部位取样进行化学法分析,如果确定其中某种成分的含量值一致的话,即认为混料达到均匀。该做法不仅费时费力,而且时效性差,所需时间较长,生产效率低下,无法做到实时在线监测。

采用AOTF 近红外光谱仪进行在线混料均匀度监测,具有快速、高效、准确等特点,能够在线实时监测样品状态,实时了解粉体物料混合状况。仪器直接安装在混料机上,与混料机一起转动,仪器通过蓝宝石视窗对混料的均匀度进行在线实时监测,数据通过无线WIFI 传输,分析结果以混料趋势图(MBSD 值)和混合样品光谱图形式显示。对混料过程中的混料均匀度情况一目了然,大大缩短混料时间,提高混料的效率。

Luminar 4030 AOTF-近红外微型自由空间过程分析仪

◎基于漫反射光学模式的非接触式无损测量

◎Brimrose 分析软件 – Snap32!

◎为实时过程应用提供更便携,更具成本效益的解决方案

◎用于在线过程应用的微型自由空间近红外过程分析仪

Brimrose的固态Luminar 4030 AOTF/NIR微型自由空间过程分析仪可直接安装在生产线上。

其坚固的设计和固态技术允许安装到生产环境中,其微型尺寸允许在空间紧张的情况下实施,例如小型真空干燥器,管道,流化床等。这种高速近红外分析仪基于漫反射光学系统,可集成在各种外壳中,以满足您的工艺区域需求。但实验室使用也受欢迎。

Brimrose提供这种坚固耐用的固态分析仪,具有多种不同的配置,可满足不同行业和应用的高需求。

自由空间分析仪符合制药行业在线应用的所有要求和标准,即使在最恶劣的环境条件下也能可靠地工作。 集成的AOTFNIR技术提供出色的信噪比和超高速扫描速率,可以实时,在线和实验室精度进行分析。

主要特征

◎双光束,预对准灯组件,InGaAs探测器

◎快速扫描速度 – 16,000波长/秒

◎SNAP32! Brimrose 分析软件,使用Brimrose宏语言

◎6mm或10mm直径样品区域,45mm或55mm采样距离

◎同一不锈钢外壳中的微型集成电子和光学模块

方案设计

1,安装蓝宝石视窗

根据现场混料机状,需要选择合适位置,罐体或罐盖上安装一个蓝宝石窗口,蓝宝石材质具有非常好的光学性能和自清洁性能,仪器透过蓝宝石窗口直接检测罐内物料。蓝宝石是由不锈钢快接法兰固定。仪器配有重力传感器触发监测装置,通过参数设置后,只有物料转动在蓝宝石窗口位置时,仪器触发开关并扫描物料光谱,其他时间段仪器则不扫描。

  安装在罐体上的蓝宝石视窗

2,外挂电池供电

由于仪器安装在混料机上并随混料机同时转动,必须配置供电电池,每块电池可长时间持续工作。每块电池均带有电量指示灯,可显示剩余电量及可持续的时间。

3,无线网络传输

仪器与电脑间的信号传输采用无线网络进行,无须布线,方便快捷。

4,混料均匀度判断
对混合均一度的判断采用的是MBSD 法(Moving Block of Standard Deviation),即移动标准差,计算公式如下所示:


S ——标准差
Xˉ ——样本X1,X2,…,Xn 的均值。
N ——样品个数
通过仪器扫描所得近红外光谱,进行一阶微分处理之后,选取N 个连续光谱,并计算光谱的标准偏差S。起初在物料不均匀时,前N 个光谱差异较大,即S 值较大,随着混料时间的推移,物料越来越均匀,即S 值渐渐变小。通过实验验证后,来确定一个阀值,设为S0。即当S 值<S0时,混料完成。

5,仪器安装位置

仪器的安装位置取决于安装空间和使用便利性。一般现场勘察后,根据罐体的大小、结构,所选安装位置既要满足企业要求和标准,也要符合国家校准。

美国Brimrose公司是一家主要致力于设计和制造坚固耐用的高品质声光组件、AOTF近红外光谱仪、高光谱成像仪以及可调光源产品的制造商。我们为客户提供专业、定制化的解决方案,以满足客户的高规格标准的应用要求。Brimrose由Ron Rosemeier博士创立于1980年,拥有多项“小型企业创新研究”(SBIRs)项目资助,并作为国防承包商。如今,研究和开发仍然是我们组织的中坚力量。

Brimrose 的AOTF 近红外光谱分析技术的独特之处在于非常适合在线质量控制和现场品质检测。AOTF 近红外光谱分析技术具有扫描速度快而且不受外界环境如温度、湿度、灰尘等影响的独特优势。这是其他任何分光系统不可比拟的。基于AOTF 近红外技术的光谱仪与传统机械调谐分光元件的光谱仪相比,无论是在定性、定量,还是对生产过程的质量控制显示了其明显的优势。


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