¿Qué es la espectroscopia Raman en línea y cómo se utiliza?

Por John Richmond, Grupo de Instrumentos Analíticos

Proceso de espectroscopia Raman para análisis cercano a la línea

Existen cuatro métodos distintos de recogida de datos Raman: en línea, continuo, cercano a la línea y fuera de línea., cada uno con sus propias ventajas e inconvenientes. Dependiendo de la aplicación y de la configuración experimental, la espectroscopia Raman puede combinarse eficazmente con cualquiera de estos métodos para identificar y caracterizar las propiedades químicas y físicas de los materiales utilizando diversos enfoques.

Este artículo se centra en la espectroscopia Raman cercano a la línea, que implica el uso de un analizador Raman de proceso para recoger espectros Raman de muestras en un lugar cercano al proceso de producción, pero no directamente en el flujo del proceso. Esto permite realizar análisis flexibles y eficaces en tiempo real y tomar decisiones. Otras ventajas del análisis cercano a la línea para los usuarios son la reducción de la preparación de muestras, que de otro modo sería muy laboriosa, y la disminución de las complejas configuraciones de medición.

El análisis cercano a la línea permite realizar análisis potencialmente más detallados y precisos que los análisis en línea o continuo, pero los resultados no han estado disponibles inmediatamente cuando se han utilizado métodos analíticos tradicionales. Ahora, la espectroscopia Raman cercano a la línea puede utilizarse para analizar muestras de un proceso de producción, identificar la composición de materiales desconocidos o determinar la pureza de una muestra en tiempo real.

Usos y aplicaciones habituales de la espectroscopia Raman cercana a la línea

• Control de calidad y supervisión de procesos: La espectroscopia Raman cercano a la línea se utiliza ampliamente en industrias como la farmacéutica, la química y la alimentaria y de bebidas para supervisar y controlar la calidad de los productos y optimizar los procesos de fabricación. Permite el análisis en tiempo real de materias primas, productos intermedios y productos acabados, ayudando a garantizar la coherencia e identificar cualquier desviación o impureza.
• Identificación de materias primas: El método de espectroscopia Raman cercano a la línea puede utilizarse para identificar y verificar rápidamente las materias primas utilizadas en los procesos de fabricación. Proporciona un método rápido y no destructivo para la caracterización de materiales, lo que permite una selección de materiales más rápida y reduce el riesgo de utilizar materiales incorrectos o de calidad inferior.
• Análisis de uniformidad de mezclas: En las industrias en las que la mezcla de diferentes componentes es crítica, la espectroscopia Raman en línea puede utilizarse para evaluar la uniformidad de las mezclas. Analizando los espectros Raman de muestras tomadas en distintos puntos de una mezcla, es posible detectar incoherencias o falta de homogeneidad en la mezcla.
• Optimización del proceso y resolución de problemas: Cuando es fundamental controlar en tiempo real los parámetros del proceso y las reacciones químicas, el análisis en línea puede desempeñar un papel crucial. Analizando los espectros Raman, es posible comprender los cambios que se producen durante el proceso y ajustar o solucionar cualquier problema que pueda surgir.
• Detección de contaminación: Otra aplicación común en la resolución de problemas y la optimización es la identificación de contaminantes o partículas extrañas dentro de una muestra. La espectroscopia Raman cercano a la línea puede utilizarse para determinar rápidamente la presencia de impurezas, contaminantes o componentes inesperados, lo que permite tomar medidas correctivas inmediatas.
• Investigación y desarrollo: La espectroscopia Raman cercano a la línea se utiliza en entornos de I+D para la caracterización de materiales, el desarrollo de formulaciones y el estudio de la cinética de las reacciones. Proporciona información valiosa sobre estructuras moleculares, polimorfos e interacciones químicas, ayudando al desarrollo de nuevos productos y procesos.

Industrias que utilizan el análisis cercano a la línea

La espectroscopia Raman cercano a la línea  es un método cada vez más popular en sectores en los que el análisis flexible y en tiempo real es fundamental para mantener los estándares de calidad, optimizar los procesos y aumentar la eficiencia. Estos son algunos de los sectores que se benefician de la incorporación del análisis Raman cercano a la línea a sus operaciones:

• Biotecnología y ciencias de la vida: En entornos de I+D y producción, el análisis Raman cercano a la línea contribuye a la investigación de interacciones moleculares, el desarrollo de formulaciones y la optimización de procesos. Permite el estudio detallado de las estructuras e interacciones químicas, contribuyendo al avance de las aplicaciones de biotecnología y ciencias de la vida.
• Productos farmacéuticos: El análisis Raman cercano a la línea se utiliza ampliamente para garantizar el control de calidad en la fabricación de fármacos. Permite realizar comprobaciones rápidas de materias primas, ingredientes farmacéuticos activos (API) y productos finales, ayudando a verificar el cumplimiento de las estrictas normas del sector y reduciendo la probabilidad de retiradas de productos o fallos de calidad.
• Petróleo y gas: Se emplea para evaluar la calidad de las materias primas, los productos intermedios y los productos acabados, como las mezclas de combustibles. Proporciona información valiosa para garantizar que los productos cumplen los requisitos normativos y de rendimiento, lo que es fundamental en este sector en el que la calidad del producto repercute directamente en la seguridad y la eficiencia.
• Fabricación de productos químicos: La producción química suele implicar reacciones y formulaciones complejas; aquí es donde el análisis en línea ayuda a controlar las variables del proceso y a confirmar las especificaciones del producto. Esto permite a los fabricantes de productos químicos mantener la calidad del producto y optimizar las formulaciones en tiempo real.
• Alimentación y bebidas: En la producción de alimentos, la espectroscopia Raman en línea desempeña un papel esencial en la supervisión de la calidad de los ingredientes y la uniformidad de las mezclas. Resulta especialmente útil para detectar contaminantes o garantizar la consistencia de los productos, mejorando tanto la seguridad alimentaria como la confianza del consumidor.

Conclusión

La espectroscopia Raman cercano a la línea  destaca como una solución flexible que combina la eficacia del análisis en tiempo real con la proximidad a los procesos de producción. Al aprovechar el análisis Raman cercano a la línea ,las industrias, desde la farmacéutica hasta la de alimentación y bebidas, pasando por la química, pueden mejorar el control de calidad, agilizar la producción e impulsar la innovación mediante una caracterización de materiales accesible y eficaz.