NIR-Technologie:Eine zerstörungsfreie Alternative für die Erkennung von Lyo- Defekten

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist ein zerstörungsfreies, effizientes und umweltfreundliches Verfahren, das die Qualitätskontrolle für gefriergetrocknete Produkte maßgeblich beeinflusst und Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren wie der visuellen Inspektion und der Karl-Fischer-Titration bietet. 

Was ist Nahinfrarotspektroskopie?

NIRS ist ein Analyseverfahren, das den Nahinfrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums (780 - 2500 nm) zur Analyse von Substanzen nutzt. Durch die Beobachtung der Obertöne und Schwingungskombinationen von Molekülbindungen wie OH-, NH-, SH- und CH- kann die NIRS subtile Veränderungen in der Zusammensetzung oder Struktur eines Produkts feststellen.

Diese vielseitige Methode wird in vielen Industriezweigen wie der Pharma-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt und bietet flexible Einsatzmöglichkeiten, wie z. B. an Offline-, At-Line- und In-Line- Anlagen.

 

Warum NIR-Inspektion wichtig ist

Bei gefriergetrockneten Produkten ist die Restfeuchte ein kritisches Qualitätsmerkmal, das sich auf die Langzeitstabilität auswirkt. Herkömmliche Methoden wie die Karl-Fischer-Titration erfordern die Zerstörung von Proben, was ihren Nutzen für eine 100 %ige Prüfung einschränkt. Andere Defekte auf der Oberfläche, wie z. B. Schmelzrückstände oder Lyo-Kuchen, können zwar visuell erkannt werden, doch ist dieser Ansatz in Bezug auf Genauigkeit und Umfang limitiert.

Die NIR-Spektroskopie überbrückt diese Defizite und bietet eine umfassende, zerstörungsfreie Lösung für die Inspektion gefriergetrockneter Produkte.

 

Wie NIRS bei der Inspektion gefriergetrockneter Produkte funktioniert

Bei der NIR-Prüfung wird ein Fläschchen mit Lyophilisat mit einer Wolfram-Halogenlampe beleuchtet. Das Licht wird von dem Lyophilisat gestreut. Das gestreute Licht wird über eine optische Faser aufgefangen und an ein Diodenarray-Spektrometer weitergeleitet. Diese digitalisierte Ausgabe wird analysiert, um die Feuchtigkeitskonzentration und andere Parameter zu ermitteln.

Mit ihrer Fähigkeit, subtile Veränderungen der Lyo-Bedingungen empfindlicher als visuelle Systeme zu erkennen, hat sich die NIRS zu einer idealen Methode zur Identifizierung von Schmelzfehlern und anderen internen Unregelmäßigkeiten in gefriergetrockneten Produkten entwickelt.

 

NIR als Alternative zur visuellen Inspektion

Herkömmliche Qualitätskontrollmethoden für gefriergetrocknete Produkte, wie z. B. manuelle Sichtkontrollen, sind aufgrund menschlicher Schwankungen oder technologischer Beschränkungen oft ungeeignet. Diese Ansätze können zu hohen Ausschussraten und übersehenen Mängeln führen.

NIRS bietet eine automatisierte, genaue Alternative, die in der Lage ist, Defekte innerhalb des Cakes zu erkennen, ohne dessen Struktur zu zerstören. Durch den Einsatz chemometrischer Modelle, die mit bekannten Fehlerproben validiert wurden, gewährleistet NIRS zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse.

 

Der WILCO-Vorteil: SPECTRA NIV für die Hochgeschwindigkeits-NIR-Inspektion

Unsere SPECTRA NIV-Plattform ist ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der NIRS bei der Inspektion gefriergetrockneter Produkte.

Dieses Hochgeschwindigkeitssystem bietet unvergleichliche Vorteile:

• Zerstörungsfreie Inspektion: Bewahrt die Produktintegrität.
• Schnelle Ergebnisse: Messergebnisse in weniger als einer Sekunde.
• Umweltfreundlich: Keine Probenvorbereitung oder chemischer Abfall.
• Hoher Durchsatz: Kann bis zu 600 Fläschchen pro Minute untersuchen.
• Umfassende Analyse: Erkennt gleichzeitig den Feuchtigkeitsgehalt, strukturelle Defekte und die Produktidentität.
• Automatisiert und verlässlich: Minimiert menschliche Eingriffe und liefert Ergebnisse, die mit etablierten Methoden wie der Karl-Fischer-Titration vergleichbar sind.

 

Fallstudie: Lösung von Problemen mit Lyo-Defekten

Ein Kunde befasste sich mit dem Problem von Lyo-Kuchenfehlern, die durch Feuchtigkeitsschwankungen während des Gefriertrocknungsprozesses verursacht wurden. Diese Defekte waren zwar nicht immer sichtbar, stellten aber ein Risiko für die Zuverlässigkeit und Ästhetik des Produkts dar.

Mithilfe von NIRS entwickelten und validierten wir ein chemometrisches Modell zur genauen Klassifizierung fehlerhafter Kuchen. Die daraus resultierende automatisierte Inspektionsplattform gewährleistete eine 100 % zerstörungsfreie Prüfung bei Produktionsgeschwindigkeiten und verbesserte die Ergebnisse der Qualitätskontrolle erheblich.

Lesen Sie hier mehr über die Fallstudie.

 

 

Die Zukunft der Inspektion gefriergetrockneter Produkte?

Angesichts strengerer behördlicher Auflagen und der steigenden Nachfrage nach qualitativ hochwertigen Produkten entwickelt sich die Nahinfrarotspektroskopie zum Goldstandard für die Prüfung gefriergetrockneter Produkte. Mit ihrer Fähigkeit, präzise, zerstörungsfreie und durchsatzstarke Analysen zu liefern, setzt die NIRS neue Maßstäbe in der pharmazeutischen Qualitätskontrolle.

Die WILCO AG stellt durch ihr Engagement für Innovation sicher, dass wir an der Spitze dieser transformativen Technologie bleiben und unseren Kunden Lösungen bieten, die nicht nur effizient, sondern auch umweltverträglich sind.