In-situ FTIR har blitt et av de mest kraftfulle verktøyene innen prosessanalytisk teknologi (PAT) for sanntidsovervåking av reaksjoner, mekanistisk forståelse, prosessoptimalisering og automatisert prosesstyring. I motsetning til offline prøvetaking og analyse, som bare gir diskrete øyeblikksbilder av en reaksjon ved forhåndsbestemte tidspunkter, fanger in-situ FTIR kontinuerlig opp spektrale data mens kjemien utvikler seg. Denne tidsoppløste tilnærmingen muliggjør direkte observasjon av forbruk av reaktanter, dannelse av mellomprodukter, vekst av produkter, reaksjonskinetikk, induksjonsperioder og forbigående arter som ofte er vanskelige eller umulige å oppdage med tradisjonelle analysemetoder.
Sanntids-FTIR-systemer, som ReactIR, overvåker kjemi direkte inne i satsreaktorer ved hjelp av innførte fiberoptiske ATR-prober eller i kontinuerlige strømningssystemer via inline flowceller. ATR-baserte sensorer er utviklet for å fungere under et bredt spekter av reaksjonsforhold, inkludert store spenn i temperatur, trykk og pH, og tåler aggressive løsemidler og reaktanter. Som et resultat brukes in-situ FTIR mye til katalytiske reaksjoner, polymerisasjoner, krystallisering, studier av reaksjonsoptimalisering og kontinuerlige produksjonsprosesser.
Kontinuerlig innsamling av midt-infrarøde spektra gir rikelig kinetisk og mekanistisk informasjon som støtter prosessutvikling og oppskalering. Data-tunge eksperimenter (DRE-er) som genereres gjennom sanntids-FTIR-målinger, akselererer eksperimentdesign (DoE)-studier, kinetisk modellering og statistisk analyse ved å redusere behovet for tidkrevende offline prøvetaking og prøvepreparering. I stedet for å gjennomføre mange eksperimenter for å forstå reaksjonsavhengigheter, kan ofte et mindre sett med godt utformede studier gi informasjonen som trengs for å identifisere reaksjonsdrivende faktorer, bestemme kinetiske parametere og etablere kritiske prosessparametere (CPP-er).
Avanserte kjemometriske metoder kan videre dekonvolvere overlappende spektralbånd, trekke ut konsentrasjonsprofiler for komponenter og generere robuste multivariate modeller som egner seg for batch-, semi-batch- og kontinuerlig produksjon. Når FTIR integreres med automatiserte reaktorer eller strømningsplattformer, fungerer det som en levende prosessensor som muliggjør adaptiv prosesstyring, prediktiv modellering, oppskriftenforbedring og autonom lukket-sløyfe-drift. Ved å gjøre reaksjoner om til kontinuerlige kilder til kinetiske og mekanistiske data, muliggjør in-situ FTIR mer effektiv, datadrevet prosessutvikling og raskere optimaliseringsarbeidsflyter.
