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Polarimetrie

Wie die Polarimetrie Substanzen identifiziert

| Autor / Redakteur: Jörg Bämpfer, Frank Gottsleben / Anke Geipel-Kern

Das automatische Prozesspolarimeter Propol wird in der Produktion chiraler Substanzen als Online- oder Inline-Sensor für die Bestimmung der optischen Drehung eingesetzt.
Das automatische Prozesspolarimeter Propol wird in der Produktion chiraler Substanzen als Online- oder Inline-Sensor für die Bestimmung der optischen Drehung eingesetzt. (Bild: Anton Paar OptoTec)

Die optische Drehung ist als Messgröße in der pharmazeutischen Industrie nicht mehr wegzudenken. Polarimeter messen optisch aktive Substanzen und bestimmen so die Reinheit der Rohstoffe und identifizieren pharmazeutische Substanzen.

Obwohl die Polarimetrie schon sehr lang als einfache, schnelle und präzise Analysemethode zur Konzentrationsmessung von optisch aktiven Substanzen bekannt ist, ist ihr Einsatz wegen Verschleiß lange auf Laboranwendungen beschränkt gewesen. Erst durch die Entwicklung von automatischen Polarimetern mit verschleißfreier magneto-optischer Kompensation ist es möglich, Polarimeter als Messgeräte in einen Prozess einzubinden.

Seit einigen Jahren bietet Anton Paar Prozesspolarimeter an, die nach dem Prinzip der magneto-optischen Kompensation arbeiten. Das verschleißfreie Prozesspolarimeter Propol des Unternehmens ist das ideale Instrument für die Eingangs-, Qualitäts- und Endkontrolle und von Rohstoffen, Zwischen- und Endprodukten in der Produktion.

Konventionelle Polarimeter messen die optische Drehung über einen mechanisch gedrehten Analysator. Das mechanische Drehen unterliegt Verschleiß und führt nach und nach zum Verlust der Messpräzision – ein unzumutbarer Umstand für den Einsatz im Prozess. Das Propol arbeitet nach dem Prinzip der magneto-optischen Kompensation beruhend auf dem Faraday-Effekt. Ein Glasstab, der sich axial in der Kompensatorspule befindet, ändert seine optische Aktivität durch die Änderungen des Magnetfeldes der Spule.

Durch eine Änderung der Stromstärke und -polarität in der Spule wird die optische Drehung der Prozessflüssigkeit kompensiert und präzise mit einer Genauigkeit von +/– 0,001 Grad gemessen. Dieses Messprinzip arbeitet nahezu verschleißfrei ohne bewegliche Teile und ist somit perfekt für den Prozesseinsatz geeignet. Eine langlebige LED-Lichtquelle stellt einen unterbrechungsfreien Betrieb für viele Jahre sicher.

Aufgrund dieses Messprinzips eröffnet das Propol einen Weg für eine kontinuierliche Online- bzw. Inline-Konzentrationsmessung von optisch aktiven Substanzen während des Prozesses. Beispielsweise stellen gefärbte Proben mit geringer Lichttransmission für konventionelle Polarimeter oft ein Problem dar, schwankende Messwerte sind die Folge. Durch eine automatische Signalverstärkung (Gain Control) in Kombination mit einer geeigneten Mittelwertbildung aus einer Anzahl Einzelmessungen kann das Propol dagegen noch dunkle Proben bis zu einer optischen Dichte von OD 3 (0,1 Prozent Transmission) stabil messen.

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