MATRIX-MF FT-IR 過程光譜儀

FT-IR 過程監(jiān)測(cè)

MATRIX-MF 是布魯克 MATRIX 過程光譜儀系列的中紅外（FT-IR）版。它采用與 MATRIX-F 同樣的耐用緊湊設(shè)計(jì)，具備良好的耐用性和穩(wěn)定性。采用 ATR（衰減全反射）探頭對(duì)樣本進(jìn)行測(cè)量，無需進(jìn)行復(fù)雜的樣本制備。

MATRIX-MF 利用信息豐富的中紅外區(qū)（也稱為“指紋譜區(qū)”）。中紅外吸收相對(duì)近紅外重疊少，官能團(tuán)吸收明顯，可以通過峰高或峰面積變化來監(jiān)控反應(yīng)過程。給研發(fā)、應(yīng)用開發(fā)或過程優(yōu)化帶來巨大便利。

MATRIX-MF 提供兩種不同的檢測(cè)器：DTGS 和 MCT。DTGS 檢測(cè)器可在室溫下使用，但靈敏度較低，測(cè)量時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

對(duì)于要求更高的應(yīng)用，布魯克推薦使用 MCT 檢測(cè)器。MCT檢測(cè)器靈敏度更高，響應(yīng)速度更快，但必須在低溫下工作。根據(jù)具體應(yīng)用，布魯克提供了液氮（LN 2 ）冷卻的檢測(cè)器，或永久冷卻檢測(cè)器：

· LN 2 ：檢測(cè)器冷卻時(shí)間持續(xù) 12 h 或 24 h

· 永久冷卻：Cyrocooler 或 TE 冷卻檢測(cè)器

MATRIX-MF 標(biāo)準(zhǔn)配置 1 個(gè)光纖端口用于連接 ATR 探頭，可靈活選配，最多可選配 6 個(gè)端口。ATR 探頭通常配備傳輸損耗小的鹵化銀光纖，光纖最長(zhǎng)可達(dá) 5 米。

MATRIX-MF 具備與 MATRIX-F 一致的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和高精確性。布魯克提供可選附件，利用干燥空氣或 N 2 對(duì)光譜儀進(jìn)行吹掃，以消除水蒸汽和二氧化碳造成的紅外吸收干擾，優(yōu)化光譜性能。在環(huán)境惡劣時(shí)，F(xiàn)T-IR 還可安裝在受控的溫度和濕度的機(jī)柜內(nèi)。

MATRIX-MF 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

· 常規(guī)性研究和中試任務(wù)

· 高分子化學(xué)

· 有機(jī)合成

· 發(fā)酵

· 催化反應(yīng)

反應(yīng)監(jiān)測(cè)軟件

為最大化利用 MATRIX-MF，一款靈活且直觀的軟件至關(guān)重要。布魯克的反應(yīng)監(jiān)測(cè)軟件具有多種不同功能，可提供當(dāng)前過程狀態(tài)的總視圖，以及隨時(shí)間發(fā)展變化的三維視圖，使得實(shí)驗(yàn)室科研人員或生產(chǎn)過程工作人員可以管理并監(jiān)測(cè)反應(yīng)或過程。

軟件可設(shè)置觀察特定的重要信息來監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，譬如設(shè)置觀察特定的峰高或峰面積用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程。

對(duì)于更復(fù)雜的過程或研發(fā)目的，可實(shí)時(shí)設(shè)定不同的預(yù)處理方法或多變量分析方法，采用最佳方式來監(jiān)控過程趨勢(shì)。另外，三維報(bào)告也用于過程監(jiān)測(cè)和終點(diǎn)判斷。布魯克軟件為設(shè)置和定義過程反應(yīng)的終點(diǎn)提供了不同方式。

通過集成的事件日志，可精確記錄所有與當(dāng)前測(cè)量光譜對(duì)應(yīng)的操作（譬如，攪拌或添加化學(xué)物質(zhì)）。通過這種方式，可將光譜變化與外部影響或化學(xué)反應(yīng)關(guān)聯(lián)起來。

FT-IR 光纖探頭

布魯克可提供多種材質(zhì)的 ATR 探頭以適應(yīng)用戶的不同應(yīng)用需求。在大多數(shù)情況下，高硬度和高耐腐蝕性的金剛石 ATR探頭是最佳解決方案。然而對(duì)于某些化學(xué)物質(zhì)，如氰酸酯或異氰酸酯，則可能有必要使用 Silicon ATR 探頭。布魯克有不同直徑、長(zhǎng)度、材質(zhì)的多種探頭可供選擇，并且也有防爆型號(hào)，適應(yīng)過程控制需求。

金剛石 ATR 光纖探頭（直徑6 mm），帶防護(hù)金屬尖端，同樣適用于 ATEX 區(qū)。

金剛石 ATR 光纖探頭（直徑12 mm），同樣適用于 ATEX 區(qū)。

Silicon ATR 光纖探頭（直徑6 mm），異氰酸酯測(cè)量的理想選擇。

小金剛石 ATR 光纖探頭（直徑 3.17 mm），適用于小型反應(yīng)器。

· 防爆區(qū)解決方案

布魯克的過程光譜儀 MATRIX-F 和 MATRIX-MF及其光纖探頭均經(jīng)過認(rèn)證，可用于有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域。標(biāo)準(zhǔn)光譜儀和光纖探頭可進(jìn)行改裝，以符合爆炸危險(xiǎn)區(qū)的高安全標(biāo)準(zhǔn)。

基于整個(gè)系統(tǒng)的不同部件布置于防爆區(qū)域，可進(jìn)行以下改裝：

在防爆區(qū)通過光導(dǎo)管進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

· 整機(jī)防爆，通干燥空氣或氮?dú)饩S持儀器內(nèi)部正壓狀態(tài)

· 所有表面材料（光纜、電纜等）符合關(guān)于靜電放電的

· ATEX 要求

MATRIX-F ex

MATRIX-F 通過 ATEX 防爆認(rèn)證，并符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

· II 2G Ex px II T6 Gb

· II (1) G [Ex op is T4 Ga] II C

防爆型 MATRIX-F ex

MATRIX-MF ex

MATRIX-MF 通過 ATEX 防爆認(rèn)證，并符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

· II 2G Ex px II T6 Gb

· II (1) G [Ex op is T4 Ga] II C

帶金剛石 ATR 探頭的 MATRIX-MF ex

用于防爆區(qū)的非接觸式發(fā)射探頭

結(jié)合 MATRIX-F 主機(jī)，Q412 傳感探頭也通過 ATEX 認(rèn)證。它符合以下防爆標(biāo)準(zhǔn)：

· II 2D Ex tD A21 IP 6X T85°C

· II 2(1)G Ex d [op is T6] IIC T6

防爆非接觸式發(fā)射探頭的 MATRIX-F emission

基于通過 ATEX 認(rèn)證的儀器，布魯克能為客戶帶來量身定制的解決方案，在危險(xiǎn)環(huán)境下滿足客戶的特定要求。

· 驗(yàn)證

布魯克 FT-IR 和 FT-NIR 光譜儀內(nèi)部配備有標(biāo)準(zhǔn)材料和濾光片的自動(dòng)濾光輪，由 OPUS 軟件的 OVP（Optics ValidationProgram）程序控制，自動(dòng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器進(jìn)行性能檢測(cè)，并對(duì)儀器性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，以確定儀器運(yùn)行狀態(tài)是否正常、規(guī)范。

此外，布魯克為用戶提供整套質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證軟件包，如 USP和 Ph.Eur 等。OPUS 還支持用戶自定義驗(yàn)證程序，以滿足不同的驗(yàn)證要求，并以人性化圖像界面，幫助用戶順利完成操作。

完全符合 GMP 和 21 CFR Part 11 相關(guān)規(guī)定

OPUS 光譜分析軟件帶有符合 GMP 標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)驗(yàn)室日常工作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，具有多級(jí)用戶的多級(jí)別安全管理、不可編輯的數(shù)據(jù)文件和完整歷史記錄審核追蹤等特點(diǎn)。此外，OPUS

完全支持FDA 頒布的 21 CFR Part 11 規(guī)定（電子記錄、電子簽名）。

過程控制軟件解決方案

布魯克光譜面向過程控制行業(yè)的所有軟件產(chǎn)品，包括OPUS（OPtics User Software）、CMET 以及反應(yīng)監(jiān)測(cè)軟件，均經(jīng)過充分驗(yàn)證，能可靠地滿足客戶要求。

認(rèn)證

布魯克光譜的產(chǎn)品及服務(wù)完全符合所有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如 ISO9001 和 ISO 13485；滿足多家制藥企業(yè)的審核標(biāo)準(zhǔn)，被公認(rèn)為軟件和硬件最合格的供應(yīng)商，可為每位客戶提供完整的儀器及附件的認(rèn)證證書。

布魯克驗(yàn)證手冊(cè)

· 應(yīng)用

農(nóng)業(yè)、食品&飼料

從 20 世紀(jì) 70 年代的第一批商用近紅外糧食分析儀，到現(xiàn)在的傅立葉變換近紅外光譜儀，近紅外光譜分析技術(shù)在農(nóng)業(yè)、食品和飼料行業(yè)的應(yīng)用經(jīng)歷了飛速的發(fā)展。不過在過程控制中，大多數(shù)食品生產(chǎn)廠依舊使用簡(jiǎn)單的傳感器來監(jiān)測(cè)生產(chǎn)，如溫度、流速、pH 值等。這些參數(shù)在評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)往往作用有限。

FT-NIR 光譜儀不僅能對(duì)不同生產(chǎn)階段的物料進(jìn)行定性判別，尤其重要的是可同時(shí)得到多個(gè)關(guān)注成分的定量結(jié)果，如脂肪、蛋白質(zhì)、水分或固體總量等，較傳統(tǒng)分析擁有巨大的優(yōu)勢(shì)。

FT-NIR 分析的典型應(yīng)用領(lǐng)域有：

· 飼料及飼料原料

· 油籽和谷物

· 食用油和煎炸油

· 乳制品

· 生物燃料

· 甘蔗和甜菜

示例：奶粉生產(chǎn)

噴霧干燥是奶粉生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，其特點(diǎn)是能耗高。

通過在儲(chǔ)料罐或噴霧干燥塔入料口以及流化床干燥器的粉末出口處安裝近紅外探頭，對(duì)水分含量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，可以使水分含量更加接近目標(biāo)值，不僅控制了能耗，直接降低了生產(chǎn)成本，此外，還降低了產(chǎn)品不合格率，減少了返工和停機(jī)，提高了生產(chǎn)效率。

示例：油料加工

根據(jù)油的類型，種子/果實(shí)要在應(yīng)用機(jī)械或溶劑萃取之前進(jìn)行冷壓或熱處理。采用在線 FT-NIR 對(duì)萃取的物料以及壓后油餅的水分和油位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能快速可靠地提高過程效率。直接對(duì)毛油的游離脂肪酸、磷脂或蠟等參數(shù)進(jìn)行分析后，進(jìn)而可對(duì)后續(xù)精煉過程進(jìn)行生產(chǎn)工藝優(yōu)化，避免產(chǎn)生不合格生產(chǎn)批次，降低代價(jià)高昂的返工。

示例：黃油生產(chǎn)

因?yàn)樗戎颈阋说枚?，從?jīng)濟(jì)的角度來看，控制黃油的質(zhì)量，最重要的是最大限度的提高水分含量使其接近標(biāo)限16%?？衫媒t外漫反射光纖探頭或發(fā)射探頭通過標(biāo)準(zhǔn)法蘭安裝于黃油生產(chǎn)流路中對(duì)其水分及含鹽量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。考慮到高吞吐量和 24/7 全天候運(yùn)行，F(xiàn)T-NIR 技術(shù)通常在幾個(gè)月內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。

非接觸式發(fā)射探頭安裝在傳送帶之上，對(duì)豆粕進(jìn)行連續(xù)分析。

化工、聚合物&制藥

目前，化工、石化和制藥行業(yè)都意識(shí)到將質(zhì)量控制從最終產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)過程中，采用過程分析技術(shù)（PAT）對(duì)反應(yīng)過程和生產(chǎn)流程等各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，更能可靠的確保最終產(chǎn)品質(zhì)量。布魯克 FT-NIR 光譜儀可對(duì)原料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析來實(shí)現(xiàn)過程控制。

示例：化工行業(yè)

FT-NIR 技術(shù)檢測(cè)速度快，包含了豐富的樣品信息，可以同時(shí)分析多種組分指標(biāo)，且結(jié)果精度高，被廣泛的用于各種化工領(lǐng)域中。典型應(yīng)用有：監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)化學(xué)品的合成、蒸餾和精餾工藝，以及化學(xué)反應(yīng)的終點(diǎn)判定。

示例：聚合物產(chǎn)業(yè)

通過 FT-NIR，可以在聚乙烯等聚合物的生產(chǎn)關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)密度、熔融指數(shù)、羥值或游離單體含量等典型參數(shù)，這些參數(shù)不但對(duì)擠壓等工藝環(huán)節(jié)十分重要，而且對(duì)把控聚合物生產(chǎn)品質(zhì)也十分關(guān)鍵。此外，近紅外還廣泛應(yīng)用于橡膠在線分析，監(jiān)控乙烯基和苯乙烯含量。

示例：石油煉制工藝

石油煉制是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，可應(yīng)用 FT-NIR 優(yōu)化和控制不同的加工環(huán)節(jié)。從最初的原油分餾，產(chǎn)生初級(jí)產(chǎn)品：輕、重石腦油和柴油，到最終生產(chǎn)的含有多種添加劑汽油，都可利用FT-NIR進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，分析其汽油辛烷值（RON 和MON）、密度和 PIONA 等，以確保裝置的最佳性能，優(yōu)化生產(chǎn)。此外，F(xiàn)T-NIR 還廣泛用于監(jiān)測(cè)汽油和柴油調(diào)和工藝。

示例：制藥片劑生產(chǎn)

制藥行業(yè)片劑生產(chǎn)涉及混合、造粒、干燥、壓片和包衣等多種工藝。通過 MATRIX-F 結(jié)合漫反射光纖探頭或發(fā)射探頭，可以對(duì)加工環(huán)節(jié)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，確保產(chǎn)品安全，最大限度降低產(chǎn)品批次不合格風(fēng)險(xiǎn)。

此外，布魯克還提供片劑自動(dòng)在線分析方案，檢測(cè)含量均勻度。

過程探頭安裝于流化床反應(yīng)器