Metrohm NIRSystems Solutions proche infrarouge dédiées Pourquoi la spectroscopie proche infrarouge ? 02 La spectroscopie proche infrarouge (NIR, near infrared) production (IPC, in-process control) et sur l'inspection est une technique d'analyse polyvalente et très répandue de la qualité du produit fini, sous forme solide ou li - dans l'industrie pour réaliser des analyses rapides et non-quide. En production pharmaceutique, la spectroscopie destructives dans des matrices d'échantillons diverses. NIR est ainsi un outil majeur de la technologie d'analyse des process (PAT, Process Analytical Tech no logy). Dans l'industrie pharmaceutique et chimique, la spec-Dans l'industrie chimique également, le NIR fournit des troscopie NIR est utilisée avec succès depuis de nom-informations en temps réel pour surveiller et contrôler breuses années. Si les applications initiales concernai-les process de fabrication mais aussi les opérations de ent uniquement le contrôle des matières premières, recyclage des solvants. l'ac cent a récemment été mis sur le suivi en ligne de la Avantages de la spectroscopie NIR Des temps d'analyses plus courts, un lancement plus rapide du produit sur le marché • Résultats disponibles en quelques secondes • Aucune préparation d'échantillon nécessaire : l'analyse se fait à partir des échantillons d'origine • Mesures simultanées de plusieurs paramètres $ Retour sur investissement plus important et plus rapide SAVE MONEY • Ni réactif, ni déchet : analyses au coût réduit, pas d'étape de traitement des déchets • Technique polyvalente : de nombreuses applications possibles Une qualité produit et une production optimisées LITY CONTROL A • Contrôle de la qualité du produit à toutes les étapes de la production U Q • Analyses rapides et en temps réel pour une productivité et une capabilité du process améliorées APPROVED Les appareils de Metrohm NIRSystems sont utilisés tout au long de la chaîne de la production : du contrôle à réception des matières premières ; au suivi en ligne du process ; jusqu'à l'inspection ultime du produit fini avant expédition. Matières Premières Process de Laboratoire de contrôle Emballage à réception fabrication Qualité Atline, quai de prélèvement Atline, Inline, Online Offline, en Laboratoire Offline, Atline Metrohm NIRSystems Technologie NIR optimale éprouvée 03 • 50 brevets détenus par NIRSystems • Plage spectrale étendue, du Visible (400 nm) jusqu'au début de l'infrarouge (2500 nm) Un savoir-faire applicatif complet • 50 ans d'expérience en analyse NIR • Compétences applicatives en laboratoire et en process • Leader mondial des méthodes d'analyse de référence Logiciel reconnu et dédié au NIR • Le logiciel Vision permet l'acquisition des données, le développement des méthodes et les analyses de routine Un service et une assistance d'excellence • Représenté en exclusivité dans plus de 80 pays, dont plus de 40 avec ses propres filiales Metrohm • Service de support technique et centres de support régionaux Aperçu pratique de l'analyse NIR et informations complémentaires Notre monographie vous propose un aperçu complet de la spectroscopie NIR et de la chimiométrie. Les bases théo-riques sont illustrées d’astuces pratiques dans ce do cument téléchargeable sur simple demande : http://www.metrohm-nirs.com/Applications/ Numéro de commande Metrohm : 8.108.5026 Les appareils de Metrohm NIRSystems sont utilisés tout au long de la chaîne de la production : du contrôle à réception des matières premières ; au suivi en ligne du process ; jusqu'à l'inspection ultime du produit fini avant expédition. Matières Premières Process de Laboratoire de contrôle Emballage à réception fabrication Qualité Atline, quai de prélèvement Atline, Inline, Online Offline, en Laboratoire Offline, Atline 04 Produits pharmaceutiques La spectroscopie NIR est utilisée depuis de nombreuses Contrôle qualité des produits intermédiaires années dans l'industrie pharmaceutique et est référencée Moins de Batch hors spécifications, moins de traitement par les pharmacopées internationales comme la United en aval. States Pharmacopeia (USP, pharmacopées des États-Unis), • Contrôle de l'homogénéité des mélanges la Pharmacopée européenne (Ph. Eur) et la pharmacopée • Calcul des temps de granulation optimaux japonaise (JP). Les applications NIR peuvent être intégrées • Suivi en temps réel des process de séchage à toutes les étapes clés des process pharmaceutiques : du contrôle des matières premières à réception jusqu'à la véri-Assurance qualité du produit fini fication du produit fini, en passant par le suivi en ligne et Des résultats plus rapides et sans préparation d’échantil-en temps-réel de la production. lon pour une charge de travail réduite par rapport aux méthodes de référence. Contrôle des matières premières • Test d’uniformité de teneur Contrôle de chaque contenant de matières premières • Analyse de l'humidité résiduelle dans les produits selon les bonnes pratiques de fabrication (BPF). lyophilisés directement à travers le récipient • Identification des matières premières entrantes • Détermination des principes actifs • Analyse de conformité des matières premières • Détection des contrefaçons médicamenteuses 05 Chimie Polymères La spectroscopie NIR est sensible aux liaisons fortement L'analyse spectroscopique NIR ne nécessitant aucune polaires, comme O-H, N-H, C-H et S-H. La teneur en eau pré paration échantillon et étant non-destructive, de et la concentration en fonctions hydroxyles sont ainsi des nom breuses caractéristiques des polymères peuvent être applications très répandues du NIR. Le suivi NIR du pro - déterminées rapidement. Les applications peuvent être cess fournit des résultats en temps réel permettant de Atline ou Inline, et exprimées sous forme de résultats con trôler la production et de déterminer les fins de réac-qua li tatifs et/ou quantitatifs. Le contrôle des matières tion optimales. syn thétiques thermoplastiques, de la pureté des matières premières et de la détermination de la teneur en eau sont De nombreuses applications mesurant des propriétés phy-ainsi des applications fréquentes du NIR. siques comme la viscosité peuvent aujourd’hui être con - trôlées par NIR. La transposition est possible dans la Contrôle qualité des matières premières mesure où le paramètre physique est lié à des carac té ris-Contrôle dès la première étape pour une meilleure tiques chimiques intrinsèques, telles que la longueur de maitrise du process chaîne ou la réticulation. • Indice d'hydroxyle • Indice d'acide, indice d'amine Exemples d'applications NIR • Identification des matériaux adaptés (HDPE/LDPE par ex.) • Teneur en eau • Indice d'acide Contrôle de la polymérisation • Indice d'hydroxyle Optimiser les temps de fabrication en standardisant le • Teneur en liant process • Antioxydants • Détermination du point final de la réaction • Teneur en inhibiteurs UV • Suivi de la teneur en eau, du taux NCO, … • Solidification, indice de fusion • Teneur en mélamine Détermination des propriétés physiques • Détection de l'alcool Plusieurs paramètres mesurés en même temps • Détec tion de résidus de solvant • Poids moléculaire • Degré de ramification • Viscosité • Tacticité • Point de fusion • Vérification de la taille des particules • Densité 06 Pétrochimie Formation et R&D En pétrochimie, le contrôle des opérations de mélange Même si la spectroscopie NIR est majoritairement ren-par spectroscopie NIR permet de réaliser d'importantes contrée dans des applications industrielles, son utili sation économies grâce à la détermination en moins d'une en recherche et développement s'est largement déve lop-mi nute de paramètres clés comme la teneur en eau, pée. Ces dernières années, les services R&D de la pharma-la den sité, la viscosité, la teneur en additifs et l'indice ceutique utilisent fréquemment le NIR sur des pilotes d'hy d roxyle. industriels pour évaluer les procédés et assurer le passage complexe du développement à la fabrication (scale-up). Le NIR est utilisé pour des applications diverses dans les process pétrochimiques : du contrôle du pétrole brut Paramètres R&D fréquents jusqu’à l’inspection ultime du produit fini tout en vérifi- • Teneur en eau ant en temps réel les opérations de mélange. • Épaisseur d’enrobage • Dureté lors du compactage par cylindres Paramètres de l'essence • Uniformité des mélanges • Indice d'octane recherche (RON, ASTM D 2699) • Granulation • Indice d'octane moteur (MON, ASTM D 2700) • Taille des particules • Indice d'octane route (RdON) • Profil de libération du principe actif • Pourcentage du volume ou pourcentage molaire de la paraffine • Isoparaffines, aromates, naphtènes et oléfines ; PIANO Paramètres fréquents du diesel • Densité relative • Viscosité • Point éclair • Seuil de filtrabilité (Cold filter plugging point, CFPP) • Point d'écoulement • Point de trouble • Indice de cétane 07 Et bien plus ... Applications courantes du NIR Industrie Chimie Pétrochimie Polymères Autres : pharmaceutique Cellulose et papier, textile, encres et peintures, etc. Contrôle des matières Contrôle qualité des Contrôle qualité des Analyse des polyols Détermination de premières matières premières matières premières la lignine dans les • Principes actifs • Substrats pulpes de bois • Excipients • Agents de remplissage • Solvants • Additifs • Emballage • etc. Identification de Mesures de la teneur Suivi en ligne de la Détermination des Détermination de la contrefaçons en eau et des résidus composition des flux additifs dans les fraction de bois dur/ médicamenteuses, de solvants dans des de process en granulés de bois tendre dans les détermination des échantillons liquides et pétrochimie et polymères produits en bois produits finis solides raffinerie Détermination de la Contrôle qualité des Analyse des graisses Analyse des fractions Détermination des teneur en principe actif produits de chimie fine à base d'huile de de copolymères dans vernis sur les fibres pétrole les granulés de de nylon polymères Analyse de l'humidité Contrôle des procédés Analyses de Détermination des Contrôle des process résiduelle dans les en temps réel pour carburant vernis sur les fibres de fermentation compositions détermination du point de nylon pharmaceutiques final optimal de la réaction lyophilisées Test de conformité des Détermination chimique formes galéniques des bains de nettoyage, solides : comprimés, de décapage et d'attaque gélules dans l'industrie des semi- conducteurs Les spécialistes Application de Metrohm NIRSystems ont Cette documentation peut être téléchargée à l'adresse rassemblé une sélection de bulletins et de notes d’app li-suivante : cations présentant les bénéfices apportés par le NIR dans http://www.metrohm-nirs.com/Applications/ divers secteurs industriels : Analyse rapide et non destructive, aucune préparation d’échantillon et pas de réactif coû teux, toxique et difficile à traiter. Un choix judicieux pour des applications réussies 08 La spectroscopie NIR est utilisée pour analyser une grande variété d'échantillons. Le mode de mesure, le système d’échantillonnage et les accessoires doivent être judicieusement choisis pour développer des méthodes NIR robustes. Types d'échantillons Procédé de mesure NIR Réflexion diffuse La lumière NIR pénètre dans l'échantillon et entre en interaction avec celui-ci. Suite à d’importants effets de diffusion, l'énergie NIR non absorbée est réfléchie vers les détecteurs. • Convient pour analyser les échantillons solides sans préparation d'échantillons Crèmes, pâtes, granulés, poudres fines Transmission diffuse La lumière NIR pénètre dans l'échantillon et entre en interaction avec celui-ci. En raison de la taille des particules importantes, la lumière est diffusée dans tout l'échantillon. La lumière NIR non absorbée traverse l'échantillon pour atteindre le détecteur. • Convient pour analyser les formes galéniques sans préparation d'échantillon Comprimés et gélules Transflexion Cette méthode de mesure associe la transmission et la réflexion. Un réflecteur est placé derrière l'échantillon et réfléchit la lumière NIR non absorbée vers le détecteur. Permet de mesurer à la fois l’énergie réfléchie et transmise. • Convient pour analyser les échantillons liquides Liquides, gels Transmission L'échantillon est placé entre la source de lumière NIR et le détecteur. La lumière NIR traverse l'échantillon. En l’absence de particules de taille significative, l'énergie NIR non absorbée est transmise directement vers le détecteur sans subir de déviation. • Convient pour analyser des liquides, suspensions et solutions claires Liquides Quel mode de mesure et quel système 09 d’échantillonnage pour mon application ? Les instruments modulaires de Metrohm NIRSystems permettent une analyse optimale de tous types d'échan tillons. NIRS XDS RapidContent, MultiVial et NIRS DS2500 Analyzer Mesures en réflexion diffuse • Le NIRS XDS RapidContent Analyzer associé au module Solids permet d'analyser tous types de matières solides. • Le NIRS XDS MultiVial Analyzer permet l'analyse automatisée d’une série d’échantillons placé dans des flacons • Le NIRS DS2500 peut analyser des échantillons dans des sachets ou des coupelles, et propose une fonction de rotation pour les poudres hétérogènes. NIRS XDS MasterLab Analyzer Mesures en transmission diffuse • Le NIRS XDS MasterLab Analyzer effectue des analyses automatisées en transmission et en réflexion d'une série de plusieurs comprimés. La mesure d'une série d’échantillons placés dans différents types de flacons est également possible. • Ajustement de la taille du faisceau d’illumination intégré pour optimiser la mesure en fonction de l’échantillon NIRS XDS SmartProbe, OptiProbe et RapidContent Analyzer Mesures en transflexion • Le NIRS XDS RapidContent Analyzer associé au kit d'échantillon liquide permet d'analyser des liquides à l'aide de réflecteurs Or. • Le NIRS XDS Interactance OptiProbe et le NIRS XDS SmartProbe sont équipés d'une sonde à immersion pour l'analyse des liquides sans perte de signal. NIRS XDS RapidLiquid et Transmission OptiProbe Analyzers Mesures en transmission • Le NIRS XDS RapidLiquid Analyzer réalise des analyses en transmission et permet de stabiliser la température de l’échantillon jusqu'à 65 °C. • Le NIRS XDS Transmission OptiProbe Analyzer a été conçu pour l'analyse de liquides à l‘échelle laboratoire. Le module optionnel Vial Heater permet de mesurer jusqu'à 200 °C des échantillons difficiles comme les pétroles bruts. Vue d'ensemble des NIRSystems 10 Analyseurs de laboratoire et Atline Avantages Les analyseurs de laboratoires de Metrohm NIRSystems, équipés d'un monochromateur breveté, sont utilisés dans les laboratoires de contrôle qualité, de production • Hautes performances analytiques et de recherche et développement. Les accessoires mo dulaires d’échantillonnage permettent l'analyse de pou dres, granulés, matières solides, boues, gels, pâtes et de li quides turpides ou clairs. • Transférabilité directe des méthodes Les analyseurs de Metrohm NIRSystems de conception brevetée offrent des performances inégalées et délivrent des résultats reproductibles qui garantissent le transfert direct des méthodes entre instruments. Les développe-ments de modèles et leurs intégrations en routine sont • Mise en place rapide également facilités par les hautes performances analytiques des instruments. Série NIRS XDS • Robuste et fiable La dernière génération de la technologie NIR offre une grande flexibilité de mesure grâce à ses nombreux modules facilement interchangeables. Sans même éteindre l’instrument ni attendre un délai de stabilisation, il est possible de modifier la configuration pour s’adapter rapidement à une matrice d’échantillon différente. NIRS DS2500 Analyzer dédié. La solution économique DS2500 a été conçue pour Le NIRS DS2500 effectue des mesures dans la même des analyses de routine dans tous les environnements, y gamme de longueurs d'onde que le XDS (400 à 2500 nm) compris pour des mesures Atline dans des installations de mais se présente sous la forme d’un système unique et production difficiles grâce à sa certification IP65. Des systèmes NIR dédiés pour des performances inégalées Analyseurs de laboratoire et atline XDS XDS XDS XDS XDS XDS XDS XDS Rapid Interactance Transmision DS2500 Rapid Content MultiVial MasterLab RapidLiquid SmartProbe Content OptiProbe OptiProbe Analyzer Solid Analyzer Analyzer Analyzer Analyzer Analyzer Type d'échantillon Analyzer Analyzer Analyzer Poudres • • • • • • • Granulés / particules • • • • • • grossières Matières solides/ revêtements/papier • • • • • Comprimés/gélules en réflexion • • • • Comprimés/gélules • en transmission Liquides opaques • • ▲ ▲ • • • Pâtes/crèmes ▲ ▲ ▲ ▲ • • ▲ Liquides visqueux/gels ▲ ▲ ▲ ▲ • • • • Liquides clairs ▲ ▲ ▲ ▲ • ▲ ▲ • ▲ • Systèmes dédiés ▲ Avec option Transflexion • Régulateur de température jusqu'à 65 °C • Régulateur de température optionnel jusqu'à 200 °C Caractéristiques des instruments Metrohm Analyseurs process 11 • Gamme variée de module d’échantillonnage pour Les analyseurs process de Metrohm NIRSystems délivrent des informations en temps réel et dans des conditions de des applications dédiées production parfois des plus difficiles. L'interface avec le • Modules facilement interchangeables pour une process est conditionnée par la nature de l’échantillon et grande flexibilité et un champ d’application étendu les contraintes de production. Metrohm NIRSystems propose deux types d'analyseurs process avec plusieurs mo - • L’excellente reproductibilité de la mesure entre dules d’échantillonnage. instruments garantit le transfert direct de méthodes NIRS XDS Process Analyzer qualitatives et quantitatives Le XDS Process Analyzer est disponible dans de nom- • Accès direct au process breuses configurations avec un, quatre ou neuf points de mesure. Selon les propriétés de l'échantillon, les systèmes • Des environnements variés: atline, offline, inline et Single Fiber ou Microbundle Fiber sont proposés. L’uti li-online sation de fibres optiques permet d’installer l’instrument en dehors des zones classées à risques et permet donc de • Un niveau de performance constant et fiable inégalé ; réduire les coûts d'installation et de fonctionnement. des fonctions de diagnostics de routine intégrées NIRS Analyzer PRO • Analyse dans des conditions industrielles difficiles Le NIRS Analyzer PRO est un analyseur process basé sur la technologie à barrettes de diodes à haute résolution. Trois configurations sont disponibles selon le process à contrôler : contact direct, fibres optiques et sans contact. Analyseurs process XDS Process Analyzer NIRS Analyzer PRO DirectLight/ SingleFiber MicroBundle Window reflectance Fiber DirectLight NonContact Prototype Poudres ▲ • • ▲ • Granulés / particules grossières ▲ • • ▲ • Matières solides/ revêtements/papier ▲ • • ▲ • Comprimés/gélules en réflexion Comprimés/gélules en transmission Liquides opaques ▲ ▲ ▲ Pâtes/crèmes ▲ ▲ • ▲ Liquides visqueux/gels ▲ ▲ ▲ Liquides clairs ▲ ▲ ▲ • Systèmes dédiés ▲ Différentes sondes en fibres optiques disponibles Logiciel NIRSystems 12 Logiciel Vision Le logiciel avancé et convivial Vision peut être géré par le Des analyses précises et répétables sont disponibles par réseau et permet de développer facilement des méthodes simple pression sur une touche du clavier ou par un clic de d'identification, de qualification et de quantification. souris. Besoins dédiés • Différentes versions mono ou multi-utilisateurs (gestion réseau) sont disponibles ; Communication directe ou via le réseau avec l’instrument. • Disponible en version de base ou en version Pharmaceutique pour répondre aux exigences de la profession Logiciel tout-en-un • Logiciel complet comprenant tous les modules nécessaires : acquisition spectrale, développement de méthodes et analyses de routine • Logiciel identique pour toute la gamme produits NIRSystems : analyseurs de laboratoire, atline et process Résultat tout-en-un • Des résultats variés à partir du même spectre NIR : l’identification d’un échantillon ou la concentration d’un constituant peuvent être obtenues en même temps. Validation complète et conformités aux réglementations • Version pharmaceutique peut être validée intégralement et satisfaire ainsi à la réglementation 21 CFR Partie 11 Standards de référence NIRSystems et conformité à la réglementation Pour satisfaire aux exigences réglementaires concernant des performances de l’instrument (IPCTM). En accord avec 13 l’étalonnage, la qualification et la vérification des in stru-recommandations industrielles, tous les contrôles sont ments utilisés pour des mesures et le contrôle qualité, les réalisés avec des standard NIST traçables placés di rec-analyseurs NIR XDS intègrent une fonction de certification tement sur la même interface que l’échantillon de routine. • Traçabilité des standards • Disponible depuis 1995 pour les utilisateurs du secteur pharmaceutique • Satisfait aux exigences IQ/OQ actuellement en vigueur • Enregistrement complet des tests Conforme aux recommandations de l'USP et de la Ph. Eur. Metrohm NIRSystems propose des tests adaptés aux trique et bruit spectroscopique. Le logiciel et les stan-recommandations des pharmacopées USP et Ph. Eur. pour dards NIST traçables font partie de l'ensemble destiné au qualifier l’instrument NIR : précision et répétabilité de secteur pharmaceutique. l’en registrement en longueur d'onde, linéarité photomé- Assistance 14 Notre réseau mondial de spécialistes NIR garantit un Compliance Service support et une assistance efficaces dans tous les secteurs Le Compliance Service est réalisé par un personnel quali-industriels pour valider les instruments, développer de fié et certifié de Metrohm lors de l'installation de l’instru-nouvelles méthodes et les intégrer en routine. ment et consiste à vérifier son bon fonctionnement et celui du logiciel Vision. A l’issu de cette prestation, une do cumentation complète IQ/OQ est délivrée au client. Metrohm propose en plus la certification NIRS (IPCTM, In - strument Performance Certification) pour mesurer des paramètres spectroscopiques clés et vérifier leurs con formités par rapport aux spécifications établies. Service d'assistance étendue • IPCTM propose une évaluation documentée des paramètres clés garantissant la fiabilité de l'appareil. La certification est réalisée sur site par un ingénieur qualifié formé par Metrohm. • Installation et mise en service du nouvel appareil avec Qualification de l'Installation (IQ) • Qualification Opérationnelle (OQ) pour garantir les performances de l’instrument par rapport aux spécifications • Lignes directrice pour la Qualification des Performances (PQ) • Formation axée sur la manipulation par l'utilisateur. Certification à chaque fin de session Support, application et documentation Metrohm s’efforce de proposer les meilleurs supports et services possibles pour tous ses clients. Besoin d'aide pour choisir l'analyseur NIR adapté à vos besoins ? Besoin de support pour créer une bibliothèque ou un modèle de calibration ? Appelez-nous ! Chez Metrohm, nous nous entourons des spécialistes en applications NIR les plus compétents. Grâce à notre service d'assistance technique NIR, nous sommes à votre disposition à tout moment et répondons volontiers à toutes vos questions. 15 Service Metrohm Quality Service – dans le monde entier Metrohm Academy Metrohm est représenté en exclusivité dans plus de Une formation approfondie est essentielle à une mise en 80 pays, dont plus de 40 avec ses propres filiales. Nous place réussie d'une méthode NIR. Nous vous proposons proposons ainsi un réseau dense de distribution et de des formations dans nos propres locaux à travers le service. Nos équipes d'assistance s’appliquent à vous monde. Si vous souhaitez former plusieurs utilisateurs sur offrir une qualité de service qui dépasse vos attentes. un analyseur NIR, nous pouvons également nous déplacer sur votre site. Metrohm Care Contracts Un Care Contract comprend un plan d'assistance et un contrat de maintenance préventive. Il représente la pro - tection optimale de votre investissement et la garantie d’une utilisation ininterrompue de votre NIR. www.metrohm-nirs.com G, CH-9100 Herisau ohm A , imprimé en Suisse chez Metr SW éserve de modifications Sous r Conception Ecknauer+Schoch A 8.000.5111FR – 2014-05