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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Analyse eines Materialstroms S mit einem Einlassbereich E, einem Messbereich M und einen Auslassbereich A sowie mit einer ersten Weiche W1 und einer zweiten Weiche W2 und einem Umlenkbereich U, wobei die beiden Weichen W1, W2 in einem ersten Schaltzustand Z1 einen durchgängigen ersten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich E über die erste Weiche W1 durch den Messbereich M über die zweite Weiche W2 bis zum Auslassbereich A ausbilden und in einem zweiten Schaltzustand einen durchgängigen zweiten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich E über die erste Weiche W1 durch den Umkenkbereich U über die zweite Weiche W2 bis zum Auslassbereich A ausbilden.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Analyse eines Materialstroms (S) mit einem Einlassbereich (E), einem Messbereich (M) und einen Auslassbereich (A) sowie mit einer ersten Weiche (W1) und einer zweiten Weiche (W2) und einem Umlenkbereich (U), wobei die beiden Weichen (W1, W2) in einem ersten Schaltzustand (Z1) einen durchgängigen ersten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich (E) über die erste Weiche (W1) durch den Messbereich (M) über die zweite Weiche (W2) bis zum Auslassbereich (A) ausbilden und in einem zweiten Schaltzustand einen durchgängigen zweiten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich (E) über die erste Weiche (W1) durch den Umlenkbereich (U) über die zweite Weiche (W2) bis zum Auslassbereich (A) ausbilden.
Die kontinuierliche Erfassung von Qualitätsparametern ist eine zunehmende Anforderung in der Polymerextrusion. Die optische Spektroskopie kann diese Anforderung erfüllen, da sie neben der Farbe weitere Parameter wie beispielsweise chemische Eigenschaften, Trübungsgrad oder Partikelgröße erfasst. Dabei werden für Inline-Messungen im Extruder optische Sonden eingesetzt. Im laufenden Betrieb bilden sich Ablagerungen auf den Sondenfenstern. Dieser Beitrag präsentiert ein neues Cleaning in Place Konzept, mit dessen Hilfe die Fenster auch während der Produktion ohne Unterbrechung gereinigt werden können. Auch die Kalibrierung der Messtechnik ist dabei möglich. Das verhindert Rüstzeiten und sichert eine kontinuierliche Inline-Messung.
The critical process parameters cell density and viability during mammalian cell cultivation are assessed by UV/VIS spectroscopy in combination with multivariate data analytical methods. This direct optical detection technique uses a commercial optical probe to acquire spectra in a label-free way without signal enhancement. For the cultivation, an inverse cultivation protocol is applied, which simulates the exponential growth phase by exponentially replacing cells and metabolites of a growing Chinese hamster ovary cell batch with fresh medium. For the simulation of the death phase, a batch of growing cells is progressively replaced by a batch with completely starved cells. Thus, the most important parts of an industrial batch cultivation are easily imitated. The cell viability was determined by the well-established method partial least squares regression (PLS). To further improve process knowledge, the viability has been determined from the spectra based on a multivariate curve resolution (MCR) model. With this approach, the progress of the cultivations can be continuously monitored solely based on an UV/VIS sensor. Thus, the monitoring of critical process parameters is possible inline within a mammalian cell cultivation process, especially the viable cell density. In addition, the beginning of cell death can be detected by this method which allows us to determine the cell viability with acceptable error. The combination of inline UV/VIS spectroscopy with multivariate curve resolution generates additional process knowledge complementary to PLS and is considered a suitable process analytical tool for monitoring industrial cultivation processes.
Newly developed active pharmaceutical ingredients (APIs) are often poorly soluble in water. As a result the bioavailability of the API in the human body is reduced. One approach to overcome this restriction is the formulation of amorphous solid dispersions (ASDs), e.g., by hot-melt extrusion (HME). Thus, the poorly soluble crystalline form of the API is transferred into a more soluble amorphous form. To reach this aim in HME, the APIs are embedded in a polymer matrix. The resulting amorphous solid dispersions may contain small amounts of residual crystallinity and have the tendency to recrystallize. For the controlled release of the API in the final drug product the amount of crystallinity has to be known. This review assesses the available analytical methods that have been recently used for the characterization of ASDs
and the quantification of crystalline API content. Well established techniques like near- and mid-infrared spectroscopy (NIR and MIR, respectively), Raman spectroscopy, and emerging ones like UV/VIS, terahertz, and ultrasonic spectroscopy are considered in detail. Furthermore, their advantages and limitations are discussed with regard to general practical applicability as process analytical technology (PAT) tools in industrial manufacturing. The review focuses on spectroscopic methods which have been proven as most suitable for in-line and on-line process analytics. Further aspects are spectroscopic techniques that have been or could be integrated into an extruder.
Cotton contamination by honeydew is considered one of the significant problems for quality in textiles as it causes stickiness during manufacturing. Therefore, millions of dollars in losses are attributed to honeydew contamination each year. This work presents the use of UV hyperspectral imaging (225–300 nm) to characterize honeydew contamination on raw cotton samples. As reference samples, cotton samples were soaked in solutions containing sugar and proteins at different concentrations to mimic honeydew. Multivariate techniques such as a principal component analysis (PCA) and partial least squares regression (PLS-R) were used to predict and classify the amount of honeydew at each pixel of a hyperspectral image of raw cotton samples. The results show that the PCA model was able to differentiate cotton samples based on their sugar concentrations. The first two principal components (PCs) explain nearly 91.0% of the total variance. A PLS-R model was built, showing a performance with a coefficient of determination for the validation (R2cv) = 0.91 and root mean square error of cross-validation (RMSECV) = 0.036 g. This PLS-R model was able to predict the honeydew content in grams on raw cotton samples for each pixel. In conclusion, UV hyperspectral imaging, in combination with multivariate data analysis, shows high potential for quality control in textiles.
Unter der Zielsetzung der multimodalen, ortsaufgelösten optischen Spektroskopie für die markierungsfreie Charakterisierung biologischer Materialien nach Morphologie und Chemie werden vier Themenschwerpunkte behandelt.
1. Theorie der elastischen / inelastischen Lichtstreuung und laterale Auflösung in der Mikroskopie
2. Erweiterung eines Raman Mikroskops zu einem multimodalen spektralen Imaging System (MSIS) mit Photonenmigrations-Technologie
3. Erweiterung des MSIS zu Super-Resolution Raman Mikroskopie mit einer Festkörper-Immersionslinse
4. Anwendung des entwickelten MSIS auf biologische Materialien
Auf jeder Stufe der Lebensmittelkette muss von der Herstellung bis zum Inverkehrbringen eine Rückverfolgung der Produkte möglich sein. Erzeuger, Verarbeiter, Transportunternehmen und Händler stehen vor der Herausforderung, Systeme zur Rückverfolgbarkeit effizient in ihre Unternehmensprozesse zu integrieren und gegenseitig zu vernetzen. Für die betriebliche Umsetzung werden die rechtlichen Anforderungen skizziert und die Grundlagen eines Rückverfolgbarkeitssystems vorgestellt.
Scanning Near-Field Optical Microscopy (SNOM) has developed during recent decades into a valuable tool to optically image the surface topology of materials with super-resolution. With aperture-based SNOM systems, the resolution scales with the size of the aperture, but also limits the sensitivity of the detection and thus the application for spectroscopic techniques like Raman SNOM. In this paper we report the extension of solid immersion lens (SIL) technology to Raman SNOM. The hemispherical SIL with a tip on the bottom acts as an apertureless dielectric nanoprobe for simultaneously acquiring topographic and spectroscopic information. The SIL is placed between the sample and the microscope objective of a confocal Raman microscope. The lateral resolution in the Raman mode is validated with a cross section of a semiconductor layer system and, at approximately 180 nm, is beyond the classical diffraction limit of Abbe.
We report on the reflectance, transmittance and fluorescence spectra (λ=200–1200nm) of four types of chicken eggshells (white, brown, light green, dark green) measured in situ without pretreatment and after ablation of 20–100 μm of the outer shell regions. The color pigment protoporphyrin IX (PPIX) is embedded in the protein phase of all four shell types as highly fluorescent monomers, in the white and light green shells additionally as non-fluorescent dimers, and in the brown and dark green shells mainly as non-fluorescent poly-aggregates. The green shell colors are formed from an approximately equimolar mixture of PPIX and biliverdin. The axial distribution of protein and color pigments were evaluated from the combined reflectances of both the outer and inner shell surfaces, as well as from the transmittances. For the data generation we used the radiative transfer model in the random walk and Kubelka-Munk approaches.