TY - JOUR A1 - Kloska, M. A1 - Maiwald, Michael T1 - Scharfe Überwachung der Zusammensetzung - Die Prozessanalysentechnik (PAT) feiert in diesem Jahr 100. Geburtstag N2 - Vor 100 Jahren, am 22. Mai 1913, erhielt Dr. Paul Gmelin, Mitarbeiter im physikalischen Laboratorium der Badischen Anilin und Soda Fabrik in Ludwigshafen das erste Patent auf ein Prozessanalysenmessgerät. Dieses Jubiläum würdigt CITplus mit diesem Beitrag, in dem die Autoren nicht nur die vergangene sondern auch eine mögliche künftige Entwicklung der Prozessanalysentechnik (PAT) Revue passieren lassen. PY - 2013 SN - 1436-2597 SN - 1439-0663 VL - 16 IS - 11 SP - 6 EP - 8 PB - GIT-Verl., Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-29600 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Paul, Andrea A1 - Bremser, Wolfram A1 - Bräuer, Bastian A1 - Witting, Marcus T1 - Determination of methanol in FAME by Near Infrared Spectroscopy (NIRS) and qNMR T2 - Gas 2013 Konferenz CY - Rotterdam, Netherlands DA - 2013-06-05 PY - 2013 AN - OPUS4-29306 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - 100 Jahre Prozessanalytik - Vom Pfeifenanalysator zur wissensbasierten Produktion T2 - PRORA 2013 Fachtagung Prozessnahe Röntgenanalytik CY - Berlin, Germany DA - 2013-11-21 PY - 2013 AN - OPUS4-29602 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zientek, Nicolai A1 - Laurain, Clement A1 - Meyer, Klas A1 - Kraume, M. A1 - Guthausen, G. A1 - Maiwald, Michael T1 - Simultaneous 19F-1H medium resolution NMR spectroscopy for online reaction monitoring N2 - Medium resolution nuclear magnetic resonance (MR-NMR) spectroscopy is currently a fast developing field, which has an enormous potential to become an important analytical tool for reaction monitoring, in hyphenated techniques, and for systematic investigations of complex mixtures. The recent developments of innovative MR-NMR spectrometers are therefore remarkable due to their possible applications in quality control, education, and process monitoring. MR-NMR spectroscopy can beneficially be applied for fast, non-invasive, and volume integrating analyses under rough environmental conditions. Within this study, a simple 1/16'' fluorinated ethylene propylene (FEP) tube with an ID of 0.04'' (1.02 mm) was used as a flow cell in combination with a 5 mm glass Dewar tube inserted into a benchtop MR-NMR spectrometer with a 1H Larmor frequency of 43.32 MHz and 40.68 MHz for 19F. For the first time, quasi-simultaneous proton and fluorine NMR spectra were recorded with a series of alternating 19F and 1H single scan spectra along the reaction time coordinate of a homogeneously catalysed esterification model reaction containing fluorinated compounds. The results were compared to quantitative NMR spectra from a hyphenated 500 MHz online NMR instrument for validation. Automation of handling, pre-processing, and analysis of NMR data becomes increasingly important for process monitoring applications of online NMR spectroscopy and for its technical and practical acceptance. Thus, NMR spectra were automatically baseline corrected and phased using the minimum entropy method. Data analysis schemes were designed such that they are based on simple direct integration or first principle line fitting, with the aim that the analysis directly revealed molar concentrations from the spectra. Finally, the performance of 1/16'' FEP tube set-up with an ID of 1.02 mm was characterised regarding the limit of detection (LOQ (1H) = 0.335 mol L-1 and LOQ (19F) = 0.130 mol L-1 for trifluoroethanol in D2O (single scan)) and maximum quantitative flow rates up to 0.3 mL min-1. Thus, a series of single scan 19F and 1H NMR spectra acquired with this simple set-up already presents a valuable basis for quantitative reaction monitoring. KW - NMR KW - 1H KW - 19F KW - Medium-resolution NMR KW - Online NMR KW - Quantitative NMR KW - Reaction monitoring KW - Data processing KW - Process analytical technology PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmr.2014.10.007 SN - 1090-7807 SN - 0022-2364 VL - 249 SP - 53 EP - 62 PB - Elsevier CY - San Diego, Calif. AN - OPUS4-32008 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Zientek, Nicolai A1 - Albrecht, Marit A1 - Meyer, Klas A1 - Tröbs, L. A1 - Paul, Andrea T1 - Multi-spectroscopic approach for the analysis of dissolution profiles of pharmaceuticals T2 - EuroPACT 2014, 3rd European Conference on Process Analytics and Control Technology CY - Barcelona, Spanien DA - 2014-05-06 PY - 2014 AN - OPUS4-31889 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Reich, O. A1 - Hass, R. T1 - "Particle size monitoring using various techniques" T2 - EuroPACT 2014, 3rd European Conference on Process Analytics and Control Technology CY - Barcelona, Spanien DA - 2014-05-06 PY - 2014 AN - OPUS4-31890 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zientek, Nicolai A1 - Maiwald, Michael A1 - Guthausen, G. T1 - NMR-Spektroskopie im Feld? Monitoring chemischer Reaktionen in der Prozesskontrolle N2 - In der Forschung wird die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR-Spektroskopie von englisch: nuclear magnetic resonance) für die Strukturaufklärung und Quantifizierung genutzt. Eine Arbeitsgruppe an der Berliner Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat die Möglichkeiten untersucht, die NMR-Spektroskopie auch als Online-Methode für das Monitoring chemischer Reaktionen in der Prozesskontrolle einsetzbar zu machen. PY - 2014 SN - 1436-2597 VL - 17 IS - 12 SP - 25 EP - 26 PB - GIT-Verl. CY - Darmstadt AN - OPUS4-32434 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zientek, Nicolai A1 - Meyer, Klas A1 - Dalitz, F. A1 - Kraume, M. A1 - Guthausen, G. A1 - Maiwald, Michael T1 - Neue Möglichkeiten für die Prozessanalytik mit gekoppelter 1H- und 19F-Medium-Resolution-NMR-Spektroskopie N2 - Die Entwicklung innovativer Medium-Resolution-NMR-Spektrometer eröffnet eine Reihe bemerkenswerter Applikationen für die Qualitätskontrolle, die akademische Ausbildung und die Prozessanalytik. Die Verwendung von Permanentmagneten erlaubt den Einsatz der NMR-Spektroskopie in industriellen Prozessumgebungen. KW - NMR KW - 1H KW - 19F KW - Medium-resolution NMR KW - Online NMR KW - Quantitative NMR KW - Reaction monitoring KW - Data processing KW - Process analytical technology KW - IHM KW - PLS PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1002/cite.201450687 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 VL - 86 IS - 9 SP - 1575 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-32560 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Zientek, Nicolai A1 - Meyer, Klas A1 - Paul, Andrea T1 - Quantitative - Online- NMR Spectroscopy: Three good arguments for a comprensive processes understanding T2 - 1. Symposium NMRPM " Quantiative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring" CY - Kaiserslautern DA - 2015-01-15 PY - 2015 AN - OPUS4-33133 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - Die neue Technologie-Roadmap „Prozess-Sensoren 4.0“ – Chancen für neue Automationskonzepte N2 - Derzeit finden gravierende Veränderungen im Umfeld der Informations- und Kommunikationstechnik statt, die eine große Chance für die optimierte Prozessführung und Wertschöpfung mit darauf abgestimmten vernetzt kommunizierenden Sensoren bieten. Diese Art „smarte“ Sensoren stellen Dienste innerhalb eines Netzwerks bereit und nutzen Informationen daraus. Dieses ist die Voraussetzung für die Realisierung von Cyber Physical Systems (CPS) innerhalb zukünftiger Automatisierungskonzepte für die Prozessindustrie, wie sie auch durch das Zukunftsprojekt „Industrie 4.0“ adressiert werden. Initiiert von NAMUR und VDI/GMA und unter Mitwirkung der Unternehmen ABB, BASF, BTS, Bilfinger Maintenance, Endress+Hauser, Evonik, Festo, Krohne, Lanxess, Siemens, des Fraunhofer ICT, der HS Reutlingen und der BAM (Projektleitung) entstand jetzt die grundlegend aktualisierte und überarbeitete Technologie-Roadmap „Prozess-Sensoren 4.0“, die am 06. November 2015 auf der NAMUR-Hauptsitzung in Bad Neuenahr wurde. T2 - Sitzung des fms/ProcessNet-Gemeinschafts-Ausschusses „Sensoren und Sensorsysteme“ CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 28.01.2016 KW - Roadmap KW - Prozess-Sensoren 4.0 KW - Sensoren KW - Industrie 4.0 PY - 2016 AN - OPUS4-35715 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - Die neue Technologie-Roadmap "Prozess-Sensoren 4.0" - Chancen für neue Automationskonzepte N2 - Vorstellung der neuen Technologie-Roadmap "Prozess-Sensoren 4.0" T2 - Sitzung des AMA-Wissenschaftsrates CY - Saarbrücken, Germany DA - 16.03.2016 KW - Roadmap KW - Prozess-Sensoren 4.0 KW - Sensoren KW - Industrie 4.0 PY - 2016 AN - OPUS4-35716 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Meyer, Klas A1 - Ruiken, Jan-Paul A1 - Paul, Andrea A1 - Kern, Simon T1 - Online NMR spectroscopy as an essential tool in a multi-spectral reaction understanding approach T2 - Panle Discussion and Workshop "Reaction Monitoring with NMR Spectroscopy" SMASH 2015 CY - Baveno, Italy DA - 2015-09-24 PY - 2015 AN - OPUS4-35162 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - Die neue Technologie-Roadmap "Prozess-Sensoren 4.0" - Chancen für neue Automationskonzepte T2 - ms/ProcessNet-Gemeinschafts-Ausschuss "Sensoren und Sensorsysteme" (DECHEMA) CY - Frankfurt a. M (Germany) DA - 2016-01-28 PY - 2016 AN - OPUS4-35311 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Pötter, Th. T1 - Einführung von Industrie 4.0 in der Prozessindustrie und Umsetzung der Technologie-Roadmap "Prozess-Sensoren 4.0" T2 - NAMUR Hauptsitzung 2015 CY - Bad Neuenahr, Germany DA - 2015-11-05 PY - 2015 AN - OPUS4-35161 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - Die neue Technologie-Roadmap "Prozess-Sensoren 4.0" T2 - 11. Kolloquium Prozessanalytik CY - Wien, Autria DA - 2015-11-30 PY - 2015 AN - OPUS4-35160 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zientek, Nicolai A1 - Laurain, C. A1 - Meyer, Klas A1 - Paul, Andrea A1 - Engel, D. A1 - Guthausen, G. A1 - Kraume, M. A1 - Maiwald, Michael T1 - Automated data evaluation and modelling of simultaneous F-19-H-1 medium-resolution NMR spectra for online reaction monitoring N2 - Medium-resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy (MR-NMR) currently develops to an important analytical tool for both quality control and processmonitoring. In contrast to high-resolution onlineNMR (HR-NMR),MR-NMRcan be operated under rough environmental conditions. A continuous re-circulating stream of reaction mixture fromthe reaction vessel to the NMR spectrometer enables a non-invasive, volume integrating online analysis of reactants and products. Here, we investigate the esterification of 2,2,2-trifluoroethanol with acetic acid to 2,2,2-trifluoroethyl acetate both by 1H HR-NMR (500MHz) and 1H and 19F MRNMR (43MHz) as amodel system. The parallel online measurement is realised by splitting the flow,which allows the adjustment of quantitative and independent flow rates, both in the HR-NMR probe as well as in the MR-NMR probe, in addition to a fast bypass line back to the reactor. One of the fundamental acceptance criteria for online MR-MNR spectroscopy is a robust data treatment and evaluation strategy with the potential for automation. The MR-NMR spectra are treated by an automated baseline and phase correction using the minimum entropy method. The evaluation strategies comprise (i) direct integration, (ii) automated line fitting, (iii) indirect hard modelling (IHM) and (iv) partial least squares regression (PLS-R). To assess the potential of these evaluation strategies for MR-NMR, prediction results are compared with the line fitting data derived from the quantitative HR-NMR spectroscopy. Although, superior results are obtained from both IHM and PLS-R for 1H MR-NMR, especially the latter demands for elaborate data pretreatment, whereas IHM models needed no previous alignment. KW - NMR KW - 1H-NMR KW - 19F-NMR KW - Medium-resolution NMR KW - Online NMR KW - Quantitative NMR KW - Reaction monitoring KW - Data processing KW - Automation KW - Process analytical technology KW - IHM KW - Indirect hard modeling KW - Chemometrics KW - PLS-R KW - Partial least squares regression PY - 2016 UR - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mrc.4216/abstract DO - https://doi.org/doi:10.1002/mrc.4216 VL - 54 SP - 513 EP - 520 PB - John Wiley & Sons, Ltd CY - Hoboken, New Jersey, USA AN - OPUS4-36135 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maiwald, Michael T1 - Clever und Smart - Die neuen Prozess-Sensoren 4.0 N2 - Die gravierenden Veränderungen im Umfeld der Informations- und Kommunikationstechnik beeinflussen auch die Prozessautomation und sind zugleich eine Chance. Denn die Automatisierungskonzepte gemäß Industrie 4.0 sichern den Wettbewerbsvorteil einer Volkswirtschaft. Ein zentrales Element bilden dabei smarte Sensoren, die Dienste innerhalb eines Netzwerks bereitstellen und Information daraus nutzen. Die im November 2015 vorgestellte Technologieroadmap Prozess-Sensoren 4.0 [1] zeigt Anforderungen an smarte Prozess-Sensoren auf. Der Beitrag befasst sich mit den Fragen „Was kann der Prozess-Sensor zu Industrie 4.0 beitragen?“ und „Welchen Nutzen bringt Industrie 4.0 für den Prozess-Sensor?“ KW - Technologieroadmap KW - Prozess-Sensoren 4.0 KW - Industrie 4.0 KW - Prozessanalytik PY - 2016 SN - 0178-2320 VL - 58 IS - 3 SP - 28 EP - 35 PB - DIV Deutscher Industrieverlag CY - München AN - OPUS4-35717 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - qNMR-Referenzmaterialien und "Indirect Hard Modeling" (IHM) als Integrationsmethode N2 - Resolving overlapping peaks of multiple components. Relative primary analytical method - Fundamental relationship of qNMR. T2 - 4. Sitzung der Next-NMR-Arbeitsgruppe CY - Karlsruhe, Germany DA - 08.12.2015 KW - qNMR KW - Quantitative NMR-Spektroskopie KW - Indirect Hard Modeling (IHM) KW - Referenzmaterialien PY - 2015 AN - OPUS4-36138 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maiwald, Michael T1 - Die neuen Prozess-Sensoren 4.0 - Selbstdiagnose, Selbstkalibrierung und Selbstkonfiguration stehen im Fokus N2 - Heute wie morgen müssen Prozess-Sensoren zuerst die Aufgabe des Messens und der Generierung von Prozessinformationen erfüllen. Die Mess-Signale gehen in der Regel auf physikalische oder chemische Größen zurück, werden durch eine Kennlinie repräsentiert und lassen sich kalibrieren. Heute muss man dazu einen großen Aufwand betreiben, denn die physikalischen oder chemischen Informationen werden in vielen Fällen nicht direkt gemessen, sondern verbergen sich in Rohdaten, z. B. in einem optischen Spektrum. Diese Kalibrierungen können für komplexe Sensoren teilweise mehr Kostenaufwand bedeuten, als das Messgerät selbst. KW - Prozess-Sensoren KW - Prozess-Sensoren 4.0 KW - Industrie 4.0 KW - Kommunikationsstandards KW - Technologie-Roadmap PY - 2016 SN - 0947-4188 IS - 7-8 SP - 16 EP - 16 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA AN - OPUS4-35812 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael A1 - Ostermann, Markus A1 - Schmid, Thomas T1 - Process analytical technology for resource analytics – The role of reference materials N2 - Resource Analytics with the help of process analytical technology and the use of online methods is becoming increasingly important for mining and processing technologies and for the recovery of raw materials from secondary raw materials. Current online analytical methods like laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), X-ray fluorescence analysis (RFA), or Raman spectroscopy for the characterization of primary and secondary raw materials are increasingly being used in close association with the technologies for exploration and extraction, mechanical and metallurgical processing, as well as for recycling. Because of the complex matrices such methods are a considerable challenge at the same time. The use of reference materials, which are derived from appropriate matrices, can considerably shorten calibration and method development times. As an example, the development of an online process control method for recovery of phosphorus from sewage sludge ashes is discussed. A combination of LIBS and RFA was developed for the determination of element contents in sewage sludge ashes and their products coming from a thermo-chemical reprocessing step, which removes pollutants. T2 - Analytica Conference CY - München, Germany DA - 10.05.2016 KW - Resource Analytics KW - Ressourcenanalytik KW - Prozessanalytik KW - Process Analytical Technology PY - 2016 AN - OPUS4-36043 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -