Pourquoi la spectroscopie FT-NIR?

Qu’est-ce que le Proche IR ?

Comprendre les bases

Qu’est-ce que NIR?
La spectroscopie Near InfraRed ou Proche IR est une méthode d’analyse qui utilise la région du proche IR du spectre électromagnétique (800 à 2 500 nm).

L'échantillon qui aborbe cette lumière fait apparaître un spectre contenant des bandes d’absorption dans la région du PIR comprenant des harmoniques des fréquences fondamentales des vibration des molécules ou des combinaisons des vibrations fondamentales (bandes de combinaison) de la région du moyen infrarouge du spectre électromagnétique.

Ces bandes de combinaison contiennent des groupes fonctionnels NH, CH ou OH. Cela fait de la spectroscopie NIR le premier choix pour l’analyse des matières organiques dans l’industrie chimique et pharmaceutique, ainsi que dans les industries alimentaires, alimentaires et agricoles.

Le spectre électromagnétique mettant en évidence la région NIR

Comment puis-je évaluer un spectre NIR ?
Les bandes du Proche IR ou NIR se recouvrent fréquemment menant à un spectre avec de larges bandes, ce qui rend le spectre NIR d’un échantillon plus difficile à interpréter par rapport à son spectre en moyen infrarouge. Toutefois, dans les spectres NIR qui sont faibles en informations, il y a des données considérables sur les structures et aspect physique de l’échantillon, et ces informations peut être extraites avec des méthodes de traitement des données multivariées et d’évaluation pour analyser la composition de l’échantillon.

Divers spectres NIR et régions de longueur d’onde des principales absorptions moléculaires

Avantages

Avantages du proche IRTF

La plupart des techniques spectroscopiques sont rapides et précises par rapport aux méthodes classiques d’analyse chimique et chromatographique, mais la spectroscopie NIR IRTF a d’autres avantages qui la rend très utile pour l’analyse en routine dans les laboratoires en QC et dans le contrôle des process. Le Proche IRTF peut vous aider à optimiser les routines d’analyse en laboratoire et en ligne. Il est souvent capable d’analyser de nombreux paramètres différents en une seule mesure et sans aucune préparation d’échantillon, ce qui permet d'optimiser la main-d’œuvre et les coûts.

Pas de préparation de l'échantillon
Pour une mesure en Proche IR au laboratoire, l’échantillon est simplement introduit dans une contenant en verre ou un bécher, étant donné que le verre est transparent dans la gamme spectrale du NIR. Cela permet également l’utilisation de sondes avec des fibres optiques en laboratoire ainsi que dans des environnements industriels pour le process.

Idéal pour les matériaux hétérogénes
Le rayonnement Proche IR analyse non seulement la surface, mais pénètre dans le matériau. Cela est utile pour les échantillons hétérogènes.

De plus, les systèmes FT (contrairement aux spectromètres dispersifs) offrent la possibilité de faire tourner continuellement l’échantillon pendant l’analyse afin d’enregistrer un volume d’échantillon plus important par rapport à une seule mesure statique. Cela rend le résultat plus représentatif et conduit à une plus grande précision.

Pas de résidus, pas de produits chimiques
Contrairement aux analyses classiques chronophages, la méthode NIR ne produit aucun déchet, ne cause aucune pollution et ne nécessite aucun réactif chimique ou gaz, ce qui la rend très rentable.

Débit d’échantillon important
Une analyse Proche IRTF est rapide (temps de mesure entre 10 et 60 secondes) et sans préparation de l’échantillon, ainsi un temps considérable est gagné par rapport à l’analyse classiques. Le Proche IRTF fournit un débit d’échantillon élevé en laboratoire et une analyse en temps réel dans la surveillance des process.

Comment mesurer?

Choix du mode de mesure

Il existe trois modes de mesure optique : la transmission, la réflexion diffuse et la transflexion. Basé sur des types de mesure, une grande sélection d’accessoires pour l'échantillonnage peut être utilisée en fonction des propriétés optiques de l’échantillon.

Transmission

Lors de la mesure en transmission, la lumière est dirigée vers l'échantillon avec un faisceau focalisé ou parallèle. Une partie de la lumière est absorbée et la partie transmise est dirigée vers le détecteur. Ce type de mesure n’est pas seulement utilisé pour les liquides transparents (transmission directe), même les échantillons réfléchissants ou légèrement diffusants comme les grains et des pâtes peuvent être analysés (transmission diffuse).

Transflexion

La transflexion est une extension de la technique de mesure en transmission. Lorsqu’un miroir est placé derrière l’échantillon, la lumière transmise par l’échantillon est réfléchie sur ce miroir et retraverse l’échantillon pour se diriger vers la sonde de réflectance diffuse ou la sphère d’intégration. La transflexion mesure ainsi une combinaison de transmission et de réflexion. Cette technique est utile pour les émulsions, les gels et les liquides troubles. Des sondes en transflexion sont également disponibles pour analyser les liquides troubles comme le lait ou dans des process de fermentation en ligne.

Réflexion diffuse

Lorsque la lumière est réfléchie par des solides, des particules dans des poudres, des granulés ou des billes, elle est appelée réflexion diffuse. Dans une sphère d’intégration, la lumière est dirigée vers l'échantillon avec un large faisceau presque parallèle. La lumière diffuse réfléchie est répartie dans la sphère par de multiples réflexions diffuses à la surface intérieure plaquée Or, ce qui donne une « homogénéisation » de la lumière. Par conséquent, une sphère d’intégration est adaptée pour les échantillons fortement hétérogènes ainsi que des fines poudres. Selon l’échantillon, la lumière peut pénétrer dans l'échantillon, par exemple pour les poudres d'environ 2 à 4 mm selon la taille des particules, la longueur d’onde et la densité, permettant ainsi la quantification des composants dans la masse de l’échantillon.