
In-situ FTIR is uitgegroeid tot een van de krachtigste hulpmiddelen voor process analytical technology (PAT) voor realtime reactiemonitoring, mechanistisch begrip, procesoptimalisatie en geautomatiseerde procesregeling. In tegenstelling tot offline bemonstering en analyse, die alleen afzonderlijke momentopnamen van een reactie op vooraf bepaalde tijdstippen opleveren, legt in-situ FTIR continu spectrale gegevens vast terwijl de chemie zich ontwikkelt. Deze tijdsgeresolveerde aanpak maakt directe observatie mogelijk van verbruik van reagentia, vorming van tussenproducten, productgroei, reactiekinetiek, inductieperioden en vluchtige soorten die vaak moeilijk of onmogelijk zijn te detecteren met traditionele analytische methoden.
Realtime FTIR-systemen, zoals ReactIR, monitoren chemie rechtstreeks in batchreactoren met behulp van ingevoerde glasvezel-ATR-probes of binnen continue-stroomsystemen via in-line flowcellen. ATR-gebaseerde sensoren zijn ontworpen om te functioneren over een breed scala aan reactiecondities, waaronder brede temperatuur-, druk- en pH-bereiken, en kunnen bestand zijn tegen agressieve oplosmiddelen en reagentia. Daardoor wordt in-situ FTIR veel toegepast bij katalytische reacties, polymerisaties, kristallisaties, studies naar reactieoptimalisatie en continue productieprocessen.
Continue verzameling van midden-infraroodspectra levert rijke kinetische en mechanistische informatie die de reactieontwikkeling en opschaling ondersteunt. Dataverrijkte experimenten (DRE’s) die via realtime FTIR-metingen worden gegenereerd, versnellen Design of Experiments (DoE)-studies, kinetische modellering en statistische analyse door de afhankelijkheid van tijdrovende offline bemonstering en monstervoorbereiding te verminderen. In plaats van veel experimenten uit te voeren om reactieverbanden te begrijpen, kan vaak een kleinere set goed ontworpen studies de informatie opleveren die nodig is om reactiebepalende factoren te identificeren, kinetische parameters vast te stellen en kritische procesparameters (CPP’s) te bepalen.
Geavanceerde chemometrische methoden kunnen verder overlappende spectrale banden ontleden, concentratieprofielen van componenten extraheren en robuuste multivariate modellen genereren die geschikt zijn voor batch-, semi-batch- en continue productie. Wanneer FTIR wordt geïntegreerd met geautomatiseerde reactoren of flowplatforms, functioneert het als een live processensor, waardoor adaptieve procesregeling, voorspellende modellering, receptoptimalisatie en autonome gesloten-luswerking mogelijk worden. Door reacties om te zetten in continue bronnen van kinetische en mechanistische gegevens, maakt in-situ FTIR efficiëntere, datagestuurde procesontwikkeling en versnelde optimalisatieworkflows mogelijk.




















