Semi-batch-polymerisering
Overvåking og kontroll med Raman-analysator, drevet av Kaiser Raman-teknologi
Semi-batch-reaksjoner gir flere fordeler fremfor tradisjonelle batch-reaksjoner, f.eks. større selektivitet av produkter, gradvis tilsetning av reaktanter for bedre prosesstyring og mulighet til å isolere produkt etter hvert som det dannes. Polymeriseringer utføres ofte i semi-batch-modus fordi det gjør det mulig omhyggelig å kontrollere sammensetningen av produktet for å opprette høyytelsesmaterialer med finjusterte tilpassede egenskaper.
Skjematisk diagram over prosesstyringssystem for semi-batch-polymerisering.
Resultat
Optimalisering av en sensitiv semi-batch-reaksjon
Sanntidsdataanalyse for pålitelig prosesstyring
Kontaktløs optikk for minimal forstyrrelse av reaksjonssystemet
Utfordringen
En vesentlig utfordring ved semi-batch-reaksjoner er at reaktantkonsentrasjonene konstant endrer seg i både relativ og absolutt forstand. Hvis denne variasjonen i konsentrasjonene av reaktanter er ukontrollert, kan det enkelt føre til uønskede egenskaper i produktet. Denne reaksjonsmodusen krever derfor kontinuerlig sanntidsovervåkning av reaktantenes konsentrasjoner. Det holder ikke bare å tilsette reaktantene i riktige forhold.
Vår løsning
En Kaiser Raman-analysator ble brukt til å levere og samle inn 785 nm nær infrarød stråling. En kontaktløs optikk ble brukt til å utføre analysen gjennom et trykk- og temperaturdimensjonert safirvisningsfelt i veggen på reaktoren. Hver prøvetaking besto av 60 sekunder med belysning av reaktorinnhold ved hjelp av 125 mW laserstråling etterfulgt av et 20 sekunders opphold. Fem til sju datapunkter fra hver monomer ble brukt til å generere kvantitative Raman-data for sanntidsprosesstyring.
Raman-spektroskopi ble påvist å være en enkel, nøyaktig og effektiv prosessanalysemetode for sanntidsovervåkning og kontroll av en semi-batch-polymerisering. Raman-data kunne brukes til sanntidstilbakemeldingskontroll av prosessen for å opprettholde ideelle prosessbetingelser i et lukket reaksjonssystem og produsere et svært konsekvent produkt mellom batcher, slik at det sikres konsekvent kvalitet på sensitive høyytelsesmaterialer.