FTIR in situ telah menjadi salah satu proses teknologi analitik (PAT) paling kuat untuk pemantauan reaksi waktu nyata, pemahaman mekanistik, optimasi proses, dan kendali proses otomatis. Tidak seperti pengambilan dan analisis sampel offline, yang hanya memberikan cuplikan diskret dari suatu reaksi pada titik waktu yang telah ditentukan, FTIR in situ terus menangkap data spektral saat kimia berlangsung. Pendekatan terurai waktu ini memungkinkan pengamatan langsung terhadap konsumsi pereaksi, pembentukan intermediat, pertumbuhan produk, kinetika reaksi, periode induksi, dan spesies sementara yang sering sulit atau bahkan tidak mungkin dideteksi dengan metode analitik tradisional.
Sistem FTIR waktu nyata, seperti ReactIR, memantau kimia secara langsung di dalam reaktor batch menggunakan probe ATR serat optik yang dimasukkan atau di dalam sistem aliran kontinu melalui sel aliran inline. Sensor berbasis ATR dirancang untuk beroperasi pada rentang kondisi reaksi yang luas, termasuk rentang temperatur, tekanan, dan pH yang lebar, serta mampu bertahan terhadap pelarut dan pereaksi yang agresif. Oleh karena itu, FTIR in situ banyak diterapkan pada reaksi katalitik, polimerisasi, kristalisasi, studi optimasi reaksi, dan proses manufaktur kontinu.
Perolehan kontinu spektrum mid-inframerah memberikan informasi kinetik dan mekanistik yang kaya untuk mendukung pengembangan dan scale-up reaksi. Eksperimen kaya data (DRE) yang dihasilkan melalui pengukuran FTIR waktu nyata mempercepat studi desain eksperimen (DoE), pemodelan kinetik, dan analisis statistik dengan mengurangi ketergantungan pada pengambilan sampel offline dan preparasi sampel yang memakan waktu. Alih-alih melakukan banyak eksperimen untuk memahami ketergantungan reaksi, serangkaian studi yang dirancang dengan baik yang lebih sedikit sering kali dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk mengidentifikasi faktor pendorong reaksi, menentukan parameter kinetik, dan menetapkan parameter proses kritis (CPP).
Metode kemometrik tingkat lanjut dapat lebih lanjut menguraikan pita spektral yang tumpang tindih, mengekstrak profil konsentrasi komponen, dan menghasilkan model multivariat yang andal untuk manufaktur batch, semi-batch, dan kontinu. Ketika diintegrasikan dengan reaktor otomatis atau platform aliran, FTIR berfungsi sebagai sensor proses langsung, memungkinkan kendali proses adaptif, pemodelan prediktif, penyempurnaan resep, dan operasi loop tertutup otonom. Dengan mengubah reaksi menjadi sumber data kinetik dan mekanistik yang kontinu, FTIR in situ memungkinkan pengembangan proses yang lebih efisien berbasis data dan alur kerja optimasi yang dipercepat.
