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HiperScan GmbH . Weißeritzstr. 3 . 01067 Dresden . Germany Phone: +49 351 212496-0 . Fax: +49 351 212496-99 . [email protected] . www.hiperscan.com
Identifikation • Rohstoffe • Wirkstoffe • Kunststoffe
Gehaltsmessung• Konzentrationen von Fett, Wasser,
Trockenmasse und Lösungsmitteln• Gemische und Blends
NIR Analysesysteme
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NIR SpektroskopieForschungsergebnisse werden Praxis
NIRS (Nahinfrarotspektroskopie) ist eine nahezu ideale Methode zum Bestimmen und Analysieren verschiedenster Substanzen oder Produkte. Als echte „green science“ benötigt sie keine zusätzlichen Chemikalien oder Lösungsmittel. Nahinfrarotes Licht wird durch die molekulare Schwingungen der chemischen Bindungen absorbiert. Die substanzspezifische Absorption des Lichts je Wellenlänge kann dann ohne Zerstörung der Probe zur Bestimmung verschiedener Parameter ge nutzt werden. Sie ist sehr gut geeignet, um z. B. den Wasser, Fett oder Proteingehalt zu bestimmen und verschiedene Strukturelemente des Ausgangsstoffes zu analysieren. In vielen Bereichen wie Pharmazie, Medizin, Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie, Abfallbeseitigung, Verpackungs und Kunststoffindustrie ist dieses bequeme Verfahren zur Qualitätsanalyse und Prozesskontrolle bereits etabliert. Bislang verhinderten aber oft die hohen Einführungskosten eine breitere Anwendung der NIRSpektroskopie. Hier setzt HiperScan an und nutzt die vom FraunhoferInstitut für Photonische Mikrosysteme neu entwickelte Scanning Grating Technologie. Mit ihr lassen sich hochwertige NIRAnalysesysteme mit erweitertem Messebereich zu geringeren Kosten fertigen.
NIR Spektroskopie
Analyseverfahren
9 chemische Verbindungen erkennen
9 Konzentrationen bestimmen 9 Schichtdicken messen
Anwendungen
9 Nahrungsmittel-, Futter- und Getränkeindustrie, Landwirtschaft
9 Chemie- und Kunststoffindustrie 9 Pharma- und Bio-Industrie
Nutzen
9 schnell 9 sehr reproduzierbar 9 universell 9 zerstörungsfrei
Routinekontrollen
9 Warenein- und -ausgangskontrollen 9 Prozessanalyse 9 Prozessautomation 9 Endkontrolle
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Seit dem Start erfolgreichHiperScan hebt die NIRSpektroskopie auf ein neues Level
Die Entwicklung der MikroscanTechnologie begann 1997. Kurz darauf wurden bereits die ersten Mikroscannerspiegel in großen Stückzahlen produziert. Die fortgeführte intensive Forschung zur Nutzung der Mikrosysteme führte 2004 zur Entwicklung der völlig neuen und deutlich kostengünstigeren Scanning Grating Spektrometer. Damit war der Grundstein für die Ausgründung der HiperScan GmbH aus dem FraunhoferInstitut für Photonische Mikrosysteme Dresden im Jahr 2006 gelegt. Das Unternehmen steht seitdem für hochwertige Technologien und Anwendungen zur Analyse von Stoffen im nahen Infrarotbereich. Erklärtes Ziel von HiperScan ist es, die Vorteile der NIRSpektroskopie weiter auszubauen, sodass viele und auch kleine Unternehmen davon profitieren können. Damit wird NIRS zu einer Massenanwendung, die nicht nur das Qualitätsniveau, sondern auch die NIR Spektroskopie selbst auf ein neues Level hebt.
Mit dem Analysegerät ApoIdent vereinte HiperScan erstmals die Vorzüge der NIRSpektroskopie mit maximaler Anwenderfreundlichkeit und Effizienz. Beeindruckende Genauigkeit, einfache Bedienung, sekundenschnelle Auswertung zeichnen das System aus, was speziell auf die Bedürfnisse von Apotheken optimiert wurde. Apotheker erhalten mit Apo-Ident ein High-End-System zur effizienten und kostensparenden Ausgangsstoffprüfung.
HiperScan macht NIRS smart. Applikationen von HiperScan lassen
sich einfach integrieren und optimieren bestehende Abläufe.
HiperScan macht NIRS intuitiv.Die Softwareoberflächen sind bewusst anwender
freundlich und selbsterklärend.
HiperScan modelliert Ihre NIRS Anwendung und stellt eine sinnvolle Datenvorbehandlung zur Verfügung.
HiperScan bietet eine schnelle und einfache Erstellung chemometrischer Modelle auch für große Datenmengen und stellt geeignete
Validierungstools zur Verfügung.
HiperScan gewährleistet eine hohe Übertragbarkeit Ihrer Daten und sorgt dadurch für die breite Nutzung durch viele Anwender auf vielen Geräten (große Serien).
20041997 2013 20152009 2010 2012
� Nahinfrarot mit Scanning Grating Technologie
� Entwicklung Scannerspiegel Spektrometer
� Weiterentwicklung zum staubdichten Finder SD
� Entwicklung integrierte NIRAnalysesysteme
� Industrieanwendung Finder OEM
� Analysesystem Apo-Ident zur Anwendung in der Pharmazie
� Analysesystem Finder zur Einzelplatzanwendung
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Chemometrische Modelle und Softwarelösungen – unsere Kompetenz
NIRSErfahrung und KnowHow im Softwaredesign
Modellerstellung (Kalibrierung)
Modellvalidierung
Softwarelösung
HiperScan verknüpft seine langjährige Erfahrung bei der Erstellung chemometrischer Modelle mit dem KnowHow für intuitives Softwaredesign in klaren effizienten Strukturen. Sie können auf unserer Kompetenz aufbauen und schnell und einfach Ihre NIRSImplementierung schaffen. Sie nutzen einfach ein fertiges Komplettsystem oder auch Komponenten von HiperScan. Die notwendigen chemometrischen Modelle für Ihre Anwendung können standardisiert oder individuell ausgelegt und entwickelt werden. Ein rasches Einfügen in Ihre Prozesse oder Ihre Software ist durch offene Softwareschnittstellen (DLLs) möglich. HiperScan unterstützt Ihre NIRSLösung durch geeignete Tools für die Modellierung, Kalibrierung und Validierung. Unsere anwenderfreundliche Software kann in kürzester Zeit vom Logo bis zu den Eingabefeldern auf Ihre gewünschte Anwendung angepasst werden. Das Handling bleibt trotzdem einfach und übersichtlich. So wird Ihre spezielle Lösung geschaffen,
die den heutigen Anforderungen moderner betrieblicher Abläufe gerecht wird. Mit der Integration der NIRAnalyse in Ihr Gerät oder Ihre Applikation
bieten Sie eine zusätzliche Funktion zur Qualitätssicherung und zur Vermeidung von OutofSpecProduktion für Ihre Kunden.
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Messgrößen in der PharmazeutikApoIdent eine integrierte Lösung für Apothekenlabore
Die Analyse von Substanzen, Wirk und Hilfsstoffen oder Rezepturen ist arbeitsaufwändig und teuer. Prüfvorschriften werden immer komplexer, Personalmangel bzw. hohe Belastung erhöhen weiter den Druck. Viele Prüfungen oder Analysen lassen sich jedoch mit der NIRSpektroskopie einfach automatisch erledigen. Zukunftsfähige Apothekenlabore entlasten schon heute Ihren Alltag mit dem ApoIdentAnalysesystem bei Routinetätigkeiten. Die integrierte, validierte Substanzdatenbank (chemometrisches Modell) ermöglicht die sekundenschnelle Prüfung, statt langer aufwendiger nasschemischer Analysen.
Mit dem Einsatz von ApoIdent erledigt die Apotheke die aufwendige Laboranalyse im Handumdrehen und spart dabei noch Kosten. Gleichzeitig entgeht sie dem Substanzstau am Wareneingang und schafft wieder mehr Freiraum für höherwertige Tätigkeiten. Das gesamte Team kann sich so auf die wesentlichen Aufgaben in der Apotheke konzentrieren und die Kunden rechtzeitig mit der gewünschten Rezeptur beliefern.
Mit ApoIdent ist die NIRSpektroskopie zuverlässig und bezahlbar
validierte Datenbank mit über 1.100 Ausgangsstoffen: fest, halbfest/flüssig, Salben, Granulate und Drogen nach Ph. Eur. 8
Nachweis der Robustheit und der 100%igen Spezifität, rückführbar auf zertifizierte Ausgangsstoffe
umfangreiche Datenbank mit über 330.000 Spektren
gesicherte Validierung auf über 4.000 Seiten (als PDFDatei) dokumentiert
Referenzierung automatisch geräteintern
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Die Lebensmittelindustrie ist bei ihren Herstellungsprozessen besonders auf die Überwachung von chemischen Inhaltsstoffen wie Fett, Eiweiß oder Wasser angewiesen. Kri tische Prozessparameter werden mit integrierten NIRSpektrometern schnell permanent erfasst und der Produktionsprozess sekundengenau überwacht. So ist eine zeitsparende und zerstörungsfreie Analyse von vielen festen, halbfesten und flüssigen Substanzen möglich. Mit der Implementierung des Finder SD Analysesystems in Geräten bzw. Maschinen für den Produktionsprozess kann ein wesentlicher Mehrwert zur ressourcenschonenden Qualitätssicherung auch in kleinen Einheiten erreicht werden. Durch die verwendete Scanning Grating Technologie ist das System schnell, robust und zuverlässig. Wichtigster Faktor für die Verwendung in der Lebensmittelproduktion ist die Erstellung eines gesicherten chemometrischen Modells, das allen technischen und regulatorischen Anforderungen gerecht wird. Das staubdichte Analysesystem Finder SD ist voll integrierbar (z. B. auch direkt am Arbeitsplatz) und multifunktional einsetzbar. Durch die geräteinternen Kalibrationsstandards überprüft sich das System ständig selbst oder wird gezielt rekalibriert. Mit den plattformunabhängigen Treibern von HiperScan ist die schnelle Integration in Ihre Anwendung sofort machbar. Mög liche Anwendungen der NIRSpektroskopie für Maschinenbauer der Nahrungsmittelindustrie:
Qualitätsbestimmung im Zuführ oder Füllsystem durch Messung des Fett, Protein und Wassergehaltes und automatische Erfassung von Konzentrationen für Maschinenbauer
Optimierungsmanagement durch Bestimmung und Überwachung des Proteinanteils und des Wassergehalts für Anbieter von Produktionsgeräten
MaschinenZusatztool für die optimale Befüllung, z. B. durch Ermittlung des Reifegrades bei Früchten
Messgrößen in der Lebensmittelindustrie
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Die Gewährleistung der Identität und Qualität von Ausgangsstoffen, Zwischen und Endprodukten gewinnt mit steigender Komplexität der Anlagen stetig an Bedeutung. Mit einer innovativen NIR Automatisierungslösung lassen sich viele Prozesse der Kunststoffverarbeitung auf höchstem Niveau sicher überwachen.
Mit dem Spektrometer SGS1900 können Sie die NIRAnalytik schnell und einfach in Ihren Geräten oder Applikationen nutzen ohne selbst umfangreiche Basisressourcen z. B. für die Erstellung chemometrischer Modelle aufbauen zu müssen. Das System
ist voll integrierbar und individualisierbar. Die dazugehörige anwenderfreundliche Software ist auf die Bedürfnisse Ihrer Kundenanwendungen anpassbar. Die
vorhandenen plattformunabhängigen Schnittstellen ermöglichen es Ihnen oder Ihren Kunden, das Analysesystem in bestehende Prozesse einzufügen.
Mögliche Anwendungen der NIRSpektroskopie direkt im Prozess:
Erfassung von Qualitätsparametern und/oder Zusammen setzung für Hersteller von Produktionsanlagen
Identifikations und Sortierungsmanagement als Ergänzung für Anbieter von Produktionsmaschinen
automatisierte Wareneingangskontrolle für Lagersystemhersteller
Messgrößen in der Kunststoffverarbeitung
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Hier könnte Ihr Logo stehen
Messgrößen in der chemischen Industrie
Die Erfassung und Bewertung der Eigenschaften von gelieferten Substanzen, von Zwischenprodukte und von der Qualität des Endproduktes sind von elemen tarer Bedeutung für alle Prozesse der chemischen Industrie. Mithilfe des NIRAnalysesystems Finder und einem funktionalen chemometrischen Modell können viele der auftretenden Fragen schnell und vor allem zerstörungsfrei beantwortet werden. Die anwenderfreundliche Softwareoberfläche kann individuellen Bedürfnissen angepasst werden. Diese ist plattformunabhängig und in bereits bestehende Systeme integrierbar. Der Finder misst in diffuser Reflektion und wird mit internen Referenzstandards vollautomatisch nachkalibriert. Das Gerät ist schnell, robust, transportabel und auf Wunsch auch staubdicht. Ein einmal erstelltes chemometrisches Modell lässt sich so an vielen Standorten nutzen. Das fertige Analysesystem Finder kann in Ihr gewünschtes Gehäusedesign eingebettet werden. Ihren Kunden bieten Sie ein NIRAnalysesystem aus Ihrem Haus inklusive Software und entsprechend Ihrem Produkt und Markendesign an. Die notwendigen Komponenten bekommen Sie als Paket von HiperScan.
Mögliche Anwendungen der NIRSpektroskopie direkt beim Lieferanten, unmittelbar im Prozess oder auch beim Kunden:
Kontrolle vorgelagerter und nachgelagerter Produktionsprozesse, z. B. als Zusatzmodul für den Hersteller der Produktionsmaschine
Produktionsverfolgung und permanente Überwachung in allen Produktionsstufen als hochwertige Qualitätsgarantie in produzierenden Maschinen und Geräten
Endqualitätsbestimmung auch für Hersteller individuell produzierender Kleinstanlagen
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Messgrößen in der Landwirtschaft
Je größer die Nutzflächen oder die zu verarbeitenden Mengen desto höher die Variabi lität. Umso ökonomischer bzw. ökologisch sinnvoll sind angepasste Prozesse und Mengen. NIRAnalytik kann in vielen Bereichen der Landwirtschaft durch ein faches Messen und Erfassen relevanter Daten grundlegende Hinweise für die Weiter verarbeitung geben. Entscheidend für die Güte der Messung der gewünschten Para meter und damit ausschlaggebend für die Entwicklung z. B. von Dünge oder MischungsAlgorithmen ist das für die NIRAnalytik zu hinterlegende chemometrische Modell.
Das fertige Analysesystem Finder kann als OEMBaustein für Ihre Maschinen und Anlagen nach Ihren Ansprüchen angepasst und werden. Doch nicht nur Anbieter von Speziallandmaschinen profitieren von dem Einsatz der NIRSpektroskopie, auch für Anbieter von Serienmodellen ist die Implementierung des NIRModuls ein zusätzliches Kaufargument in der Kommunikation mit Ihren Kunden. Lange Analysen im Labor werden auf ein Minimum reduziert und damit wertvolle Zeit und Kosten gespart. Ergänzen Sie einfach Ihre Landmaschinen mit zusätzlicher NIRMesstechnik und das grüne Analyseverfahren wird Teil Ihrer Produktpalette.
Mögliche Anwendungen der NIRSpektroskopie direkt auf dem Feld oder im Stall:
ErnteErfolgskontrolle durch Bestimmung des Rohprotein, Stärke und Feuchtgehaltes als Zusatzfunktion für Hersteller von Erntemaschinen oder für Grünfutter und Weidetechnik
SubstratKontrolle für BiogasanlagenAnbieter
Nährstoffmanagement als Modul z. B. für GüllewagenHersteller
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Apo-Ident � Finder OEM-Bauform � Finder � Finder SD � SGS1900 �Vorteile • validierte Referenzdatenbank
• automatische Protokollerstellung
• einfache Benutzeroberfläche• geräteinterne Kalibrierung
• voll integrierbar• individualisierbares
Design• robust• optional: mit optischem
Filter
• robust• optional: mit optischem Filter• optional:
temperaturstabilisiert
• temperaturstabilisiert• staubdicht• voll integrierbar• individualisierbares Design• robust• optional: mit optischem
Filter
• integrierbar• robust
Wellenlängenstabilität – – – – besser als ± 0,1 nm/KWellenlängengenauigkeit ± 1 nm (im gesamten
Temperaturbereich)± 0,8 nm (im gesamten Temperaturbereich)
± 0,8 nm (im gesamten Temperaturbereich)
± 0,5 nm (im gesamten Temperaturbereich)
–
Wellenlängenreproduzierbarkeit ± 0,3 nm (im gesamten Temperaturbereich)
± 0,3 nm (im gesamten Temperaturbereich)
± 0,3 nm (im gesamten Temperaturbereich)
± 0,2 nm (im gesamten Temperaturbereich)
–
Photometrische Reproduzierbarkeit
0,15 % (Mittelung über 500 Scans bei 25 °C)
0,15 % (Mittelung über 500 Scans bei 25 °C)
0,15 % (Mittelung über 500 Scans bei 25 °C)
– 0,15 % (Mittelung über 500 Scans bei 25 °C)
Photometrische Linearität n (Max/RMS)
< 2 % / 1,5 % 1 % / < 1 % 1 % / < 1 % 1 % / < 1 % –
Lichtquelle WolframHalogenBrenner WolframHalogenBrenner WolframHalogenBrenner WolframHalogenBrenner –Sonde/optischer Eingang diffuse Reflexion, Ø 23 mm
(Pulver, streuende Festkörper, mit TransflexionsStempel Flüssigkeiten & Pasten)
diffuse Reflexion, Ø 23 mm (Pulver, streuende Festkörper, mit TransflexionsStempel Flüssigkeiten & Pasten)
diffuse Reflexion, Ø 23 mm (Pulver, streuende Festkörper, mit TransflexionsStempel Flüssigkeiten & Pasten)
diffuse Reflexion, Ø 23 mm (Pulver, streuende Festkörper, mitTransflexionsStempel Flüssigkeiten & Pasten)
SMA905 Buchse
Thermische Stabilisierung nein nein ja ja –Abmessungen 203 x 279 x 219 mm³ 240 x 200 x 165 mm³ 203 x 279 x 219 mm³ 232 x 200 x 172 mm³ 105 x 80 x 86 mm³Gewicht 5,2 kg 2 kg 5,2 kg 4,55 kg 0,8 kg (1,8 lb.)Schnittstellen USB Typ B (Anschlüsse für
Startknopf, StatusLED, optional weitere Anschlüsse, z.B. mit Motorensteuerung)
USB Typ B (Anschlüsse für Startknopf, StatusLED, optionalweitere Anschlüsse, z.B. mit Motorensteuerung)
USB Typ B (Anschlüsse für Startknopf, StatusLED, optional weitere Anschlüsse, z.B. mit Motorensteuerung)
USB Typ B (Anschlüsse für Startknopf, StatusLED, optional weitere Anschlüsse, z.B. mit Motorensteuerung)
MiniUSB (MiniB)
Spannungsversorgung 12 V / 5A DC 12 V / 5A DC 12 V / 5A DC 12 V / 8A DC 7,5 V / 700 mABetriebstemperatur 15 bis 35°C 15 bis 50 °C 15 bis 35 °C 15 bis 35 °C 15 bis 50 °CLieferumfang • Hardware ApoIdent
• Software QuickStepApoIdent• 5 Probengläser• 1 Messstempel für Flüssig
keiten, Pasten und Emulsionen• 1 Weißreferenz• 1 Schwarzreferenz
• Hardware Finder OEM • Hardware Finder• Software QuickStep• 2 Probengläser• 1 Messstempel für Flüssig
keiten, Pasten und Emulsionen• 1 Weißreferenz• 1 Schwarzreferenz
• Hardware Finder• Software QuickStep• optional: DLL
• Spektrometer SGS1900• Netzteil• MiniUSBKabel,• CDROM mit USBTreiber
und Software QuickStep
Eigenschaften aller AnalysesystemeNIRAnalysesysteme von Hiperscan für viele Anwendungsfälle
Technische Details
Spektralbereich 000 – 1900 nmSpektrale Auflösung 10 nmStreulicht < 0,2 %Messzeit < 7,7 ms pro ScanDetektor InGaAsEinzeldetektor, ungekühltSoftware Software QuickStep zur Datenaufnahme & Visualisierung optional: plattformunabhängiger Treiber und Software Development Kit zur Integration in eigene AnwendungBetriebssystem Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Linux (x86/ARM)Lagertemperatur 20 bis 60°C (nicht kondensierend)