使用光纤探针监测聚合物生产过程

众所周知,聚合物有良好的耐化学性,力量,和弹性。然而,这些属性可以阻碍他们的化学分析。因此,质量控制技术用于测量聚合物添加剂含量变化依赖于聚合物的物理和化学性质。

甚至在聚合过程中,工艺参数的微小差异可能会导致大的聚合物产品的特性的变化。因此,为了确保产品质量和可靠性,必须不断确定聚合物性质,工艺参数必须通过快速调整反馈。

NIR光谱实时提供结构和动力学数据,所以可以用于这样的应用程序。这种方法是快速和需求没有样品制备,以最少的专业技术要求。大部分的这些优势可以归因于反应堆内的光纤探针定位系统。这消除了采样要求,所以可以减少实验误差和时间相关的抽样过程。

光纤探针的优点

近红外光谱仪系统结合光纤探针带来一个新的维度在聚合物制造工厂过程监控。当一个近红外探测器是通过光纤光谱仪,加入直接在线和在线监测可以实现不影响生产过程。可以利用光纤探针,在恶劣的操作环境,同时分析计算机和光谱仪可以安全地在过程监控的房间里。

远程监控还可以在很远的距离上没有造成任何重大影响信噪比。接触和非接触式测量,有许多近红外光学探针,从浸探头和传播对探测反射探头。这个范围的选择,近红外光谱法可用于几乎所有类型的聚合物,包括固体粉末,解决方案,融化,乳剂。

找到合适的匹配

为了确保有效的流程实现在线/在线过程监控,重要的是要选择正确的样品接口或探针用于近红外光谱系统。最优的系统性能,应该确保探测光与光纤,传输光谱数据,以及分光光度计。

然而,当近红外光谱采样接口是用于监测聚合反应,遇到很多问题,其中包括快速的温度变化,持续的高温,高压,探针的污染,和聚合物流动问题。对于成功的过程实现,探针必须选择根据测量方法,应用程序和环境。

探针材料不应亚博网站下载该反应材料在这个过程中,他们必须能够承受预期的高压力和温度。降低风险的一种方法快速温度变化引起的相对热膨胀系数是考虑探测器材料和窗口材料在探测器的发展。亚博网站下载

探测器中商用市场可以在大多数聚合物过程监控应用程序中使用。这些主要是由hastelloy或316 l不锈钢加上蓝宝石窗口,可以承受5000 psi的压力和温度高达300°C。

一双微传播探针或微interactance浸探头,通常用于测量清晰和散射液体。这种探测器甚至可以用于料浆,15 - 20%的固体含量。某些固体的测量需要使用专门的探针,它像一个有变化优化45°微反射探头或微interactance反射探头具有清洗功能的集合小费。非接触式探头可用于其他应用程序,例如当样品移动的传送带上。

类型的近红外光谱探测

微Interactance反射探头

微interactance反射探头放置,使其直接接触感兴趣的样品。然而,这个设备不能测量样本的镜面反射,但可以确定它的漫反射率。适用于固体样品颗粒、粉末、或泥浆由15%到20%的固体,可以直接部署到生产线通过焊接法兰或压缩配件。调查通常用于跟踪热熔挤压和本体聚合过程。

微Interactance浸探头

的微interactance浸探头主要用于研究液体样品在transflectance模式。它包括一个身体和一个可调节的高能镜子技巧,和示例通过两者之间的差距。镜子的位置提示可以更改定义通路长度进行分析。散射探针可用于研究清楚泥浆和低于15%的固体和液体,和挤压过程中也可以使用由压力和温度控制和解决方案阶段流程。这个过程可以直接部署到反应堆,或者可以安装到一个侧流循环通过焊接法兰或压缩配件。

微传播探针对镜头和逆电流器

这个探针常用于研究液体样品在真正的传播模式。它包含两个传输探测定位180°彼此相反,垫片连接探头。使用螺纹间距器,传输探头之间的通路长度是可再生产地集。这种方法可以应用于散射泥浆和液体与固体不到15%,在压力和温度控制的挤压过程和解决方案阶段过程。微传播探针对反应堆也可以部署到过程,或通过焊接法兰侧流循环压缩接头锁紧螺母等配件™。

微Interactance反射探头与净化收集小费

微interactance反射探头是一家专业探针用于研究颗粒,粉末,在环境和其他固体样品,在样品数量有变化。探测器特性勺子或一组提示结束时收集样品在指定的时间。

这个延时确保获得足够数量的样本来创建一个可再生的光谱。一旦获得频谱,样本偏离收集提示一旦清洗被激活。这允许获得一批新的样品和调查。微interactance反射探头通常用于跟踪固体样品的干燥过程。它可以很容易地部署到流化床干燥器或一个过程线/反应堆。使用焊接法兰或压缩配件,探测器可以很容易地连接到生产线。

优化45°微反射探头

这个调查已经专门开发,确保改善样品接触粉末和颗粒样品。的尖端探针保持在45°角,这促进了样品传递探测器在平稳和可靠的方式和结果可再生的光谱。探测器可以部署到生产线直接接触样品通过焊接法兰或压缩配件。

非接触式探头

非接触式探头适用于测量样品通过传送带,但也可以用于其他非接触测量的应用。这种类型的探测器通常用于检查养护过程。为了确保最优的结果,它可以部署在这样样品移动的距离4到10”探测器窗口。表1显示了不同探针及其应用的总结。

表1。总结调查类型和他们的应用程序

探测类型	应用程序	流程	安装
微interactance反射探头	固体(粉末、颗粒) > 15%的浓浆固体	本体聚合 热熔挤出	直接进入生产线 压缩配件或焊接法兰
微interactance浸探头	清楚散射液体 泥浆固体< 15%	解决方案阶段 温度和压力控制挤压	直接进入生产线 压缩配件或焊接法兰
微传播的调查对	清楚散射液体 泥浆固体< 15%	解决方案阶段 温度和压力控制挤压	直接进入生产线或反应堆 成一个侧流循环 压缩配件或焊接法兰
微interactance反射探头与净化收集小费	固体(粉末、颗粒) 样本数量的环境变量(例如,流化床干燥器)	干燥的颗粒和粉末	直接进入流化床干燥器、反应器、或过程线 压缩配件或焊接法兰
优化微反射探头(45°)	固体(粉末、颗粒)	直接接触颗粒和粉末	直接进入生产线 压缩配件或焊接法兰
非接触式探头	样品在传送带上 其他非接触式的比重	固化	所以样本从窗口经过100 - 250毫米

探头维修

在聚合物系统中一个常见的问题是调查污染,通常显示在基线吸光度逐渐增加课程时间。然而,应采取适当的照顾,确保基线增加过程本身不会导致含糊不清,或不引起任何光学探针的退化。

基于应用程序的过程中,调查污染可通过多种方式解决。如果基线变化很小,他们通过光谱的基线校正是可以预防的,但调查污染也促进基线曲率和倾斜的变化。

这些变化可以处理校正建模在有低水平的污染。可以减少污染的速度通过改变探针的位置,施工材料,或定向流动的方向。亚博网站下载还可以清洁和去除探针在一组频率。

光纤接口

光纤通常用于传输的近红外光谱光仪器流程调查。当光散射过程的特征样本的增加,纤维集成光纤束的数量也应该增加。这有助于保持仪器的分析性能。

研究了液体使用单纤维过程近红外光谱分析仪,虽然略散射悬浊液,液体媒体,干燥过程跟踪与micro-bundle过程近红外光谱分析仪。对于复杂的应用程序,像低级成分分析或跟踪水化媒体的干燥过程,full-bundle NIR分析仪使用过程。

光纤接口的程度范围可以从1到150。长光纤长度可以定位过程分析仪超出安全机密或电分类领域,并保护其免受不良操作条件如温度波动大。表2显示了纤维束的大小的比较,光纤接口,和测量模式。

表2。光纤接口的比较,纤维束的大小和测量模式

光纤接口	纤维尺寸/数	纤维长度(米)	样本类型	模式
单纤维	600µm照明/ 1收藏	1 - 150	薄膜清澈液体,气体	传输
小纤维束	200µm, 40照明/ 40集合	1 - 75	浑浊的液体和悬浮液	传输
小纤维束	200µm, 40照明/ 40集合	1 - 75	粉末和电影	反射
大的纤维束	200µm 210照明/ 210系列	1 - 15	贴、料浆颗粒,纤维	反射

一个多路复用过程近红外光谱分析仪可用于检查9个采样点或流程流。多路复用不仅降低了每个测量点成本,还减少了总费用流程实现近红外光谱分析仪。相反,必须作出风险评估,以确保经济优势能够维持增加每个测量点责任。

结论

串联高压和高温探测器、光纤和分析仪器便于光谱方法的使用跟踪的过程聚合物在工业生产ups。近红外光谱分析是一个关键的分析工具,可以用于优化过程控制以及产品质量,并有助于提供更好、更具有成本效益的产品推向市场。

近红外光谱探测高度灵活,多才多艺,并防止所需的化学药品和试剂成本和困难进行分析。与此同时,他们通过呈现加快反馈回路为一系列聚合物生产应用程序的实时信息。

这些信息已经采购,审核并改编自瑞士万通公司提供的材料。亚博网站下载

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