Beyond Lab Automation – Wie die präziseste pH-Messung aus dem Labor in den Prozess integriert werden kann
13.06.2022
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Während Sie diesen Blog lesen, werden Tausende von pH-Messungen auf der ganzen Welt durchgeführt. Sie folgen oft dem gleichen Muster: manuelle Probenahme gefolgt von Laboranalysen - was große Nachteile wie einen erhöhten Zeitaufwand bedeutet. Im Gegensatz dazu erfordern Produktionsprozesse typischerweise komplexe analytische Techniken und Geräte, um hochgenaue Ergebnisse für die Prozessoptimierung und -steuerung zu erhalten. Aber was ist, wenn eine genaue Momentaufnahme des Prozesses benötigt wird, um Informationen von höchster Qualität zu erhalten? Wie skalieren Sie die Analyse vom Labor auf den Prozess (d. h. führen Analysen unter Prozessbedingungen durch) und erzielen dennoch hochgenaue Ergebnisse und geringe Messunsicherheiten? Der Schlüssel liegt in der Prozessanalysentechnologie (PAT) und dem Einsatz von z.B. Prozesssensoren, die eine enge und kontinuierliche Prozessüberwachung und -steuerung ermöglichen.
pH-Messung... im Prozess?
Der pH-Wert ist wahrscheinlich einer der am weitesten verbreiteten Messparameter und spielt eine zentrale Rolle in allen Bereichen der Chemie, Pharmazie, Biotechnologie, Lebensmittel / Getränke und vielen mehr. All diese Branchen erfordern den Einsatz geeigneter Prozesssensoren, die in der Produktion eine außerordentliche Rolle spielen.
In der Praxis ist die Messung der elektrischen Spannung an pH-sensitiven Elektroden ein altes aber noch immer gültiges Verfahren und wird in Laboren weltweit täglich eingesetzt. Aber auch die Inline-pH-Messung, also die Bestimmung des pH-Wertes direkt im Prozess, birgt großes Potenzial zur Prozessoptimierung. Es ermöglicht eine Echtzeit-Prozessüberwachung ohne vorherige manuelle Probenahme. Dies verbessert die Produktausbeute und -qualität, spart Zeit und Kosten und erhöht die Sicherheit des Prozesses.
Seit einigen Jahren verschiebt sich der Trend „Vom Labor in den Prozess“ mit zunehmender Dringlichkeit. Die Möglichkeit der Skalierung von Produktionsprozessen und damit verbundenen qualitativen und quantitativen Messungen ermöglicht höhere Ausbeuten, Vermeidung von Fehlchargen, Echtzeit-Freigabe statt Nachanalyse und vieles mehr. Abbildung 1 zeigt, wie die Produktion prozessnah (atline), mit automatisierter Probenahme (online) oder direkt im Prozessstrom selbst (inline) überwacht und gesteuert werden kann. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Laboranalytik (offline) also sukzessive in Richtung Prozessanalytik entwickelt.
