Industrielle Prozeßanalytik

1 Einführung.- 1.1 Aufgabenbereich der industriellen Analytik.- 1.2 Zur Geschichte der industriellen Prozeßanalytik.- 1.3 Wirtschaftliche Bedeutung der chemischen Prozeßanalytik.- 1.4 Darstellung und Organisationsformen der Prozeßanalytik.- 1.5 Bedeutung der Probenahme.- 1.6 Literatur.- 2 Prozeßanalytik gasförmiger Medien.- 2.1 Bedeutung für Industrie und Gesellschaft.- 2.2 Probenahme gasförmiger Phasen.- 2.3 Untersuchung gasförmiger Stoffe.- 2.3.1 Messung physikalischer Effekte.- 2.3.2 Spektroskopische Methoden.- 2.3.3 Elektrometrische Methoden.- 2.3.4 Gaschromatographie.- 2.4 Lieferfirmen für Gasanalysatoren und Gassensoren.- 2.5 Literatur.- 3 Prozeßanalytik flüssiger Systeme.- 3.1 Probeentnahme aus flüssigen Systemen.- 3.1.1 Wässrige und organische Stoffe.- 3.1.2 Schmelzen metallischer Stoffe.- 3.2 Untersuchung flüssiger Stoffe.- 3.2.1 Wässrige und organische Proben.- 3.2.1.1 on-line-Konzepte.- 3.2.1.2 in-line-Analytik und Sensortechnik.- 3.2.1.3 off-line-Konzepte.- 3.2.2 Schmelzen.- 3.3 Lieferfirmen für Prozeßanalysatoren und off-line-Analysegeräte zur Prozeßüberwachung.- 3.4 Literatur.- 4 Feststoffe in der Prozeßanalytik.- 4.1 Probenahme aus Gutströmen.- 4.2 Methoden der Feststoffanalytik.- 4.2.1 Röntgenfluoreszenzanalyse.- 4.2.2 Röntgendiffraktometrie.- 4.2.3 Neutronenstreuung.- 4.2.4 Mikrowellen-Transmission mit Phasen- und Dämpfungsmessung.- 4.3 Industrielle Anwendungsbeispiele.- 4.3.1 Prozeßregelung bei der Zementherstellung.- 4.3.2 On-line-Analyse bei Flotationsprozessen.- 4.3.3 Prozeßanalytik in der Kupfermetallurgie.- 4.3.4 Kontinuierliche Uberwachung der Erzeugung von Eisenerzsinter.- 4.3.5 On-line-Analyse stückiger Güter.- 4.4 Lieferfirmen für Probenahme- und Probenvorbereitungseinrichtungen sowie für Analysen- und Automationssysteme.- 4.5 Literatur.- 5 Prozeßanalytik in der Chemischen Industrie.- 5.1 Die Rolle der Analytik in der Chemischen Industrie.- 5.2 Prozeßanalytik bei der Farbstoffherstellung.- 5.3 On-line-Analytik und Biosensorik in der Biotechnik.- 5.3.1 Biotechnik und Biotechnologie.- 5.3.2 Totale Analysensysteme (TAS).- 5.3.3 Fließinjektionsanalyse (FIA).- 5.3.4 Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC).- 5.3.5 Kapillarelektrophorese (CE).- 5.4 Lieferfirmen für Biosensoren und -Zubehör.- 5.5 Literatur.- 6 Metallurgische Prozeßtechnik und chemische Prozeßanalytik.- 6.1 Einleitung.- 6.1.1 Wirtschaftliche Bedeutung des Eisens (Stahls) und seiner Metallurgie.- 6.1.2 Vorkommen des Eisens in der Natur 10.- 6.1.3 Geschichtliches.- 6.1.4 Die metallurgischen Produkte Roheisen und Stahl.- 6.2 Die Prozeßanalytik des Hochofenprozesses.- 6.2.1 Die Metallurgie und ihre analytischen Erfordernisse.- 6.2.2 Prozeßtechnik und Prozeßanalytik.- 6.3 Die Prozeßanalytik bei der Stahlherstellung.- 6.3.1 Die Metallurgie und ihre analytischen Voraussetzungen.- 6.3.2 Methoden der Prozeßanalytik.- 6.3.2.1 Probenahme und Probenvorbereitung.- 6.3.2.2 Analytische Methodik.- 6.3.2.3 Automatisierung prozeßanalytischer Methoden in zentralen Laboratorien.- 6.3.2.4 Vor-Ort-Analytik.- 6.3.2.5 In-line-Analytik.- 6.4 Prozeßanalytik in der NE-Metallurgie.- 6.5 Analytische Untersuchungen bei Umform- und Glühprozessen zur Feinblecherzeugung.- 6.6 Überwachung der Prozesse zur Oberflächenbeschichtung von Stahlfeinblech.- 6.7 Analytik metallischer Werkstoffe.- 6.7.1 Werkstoffeigenschaften und Spurenanalytik von Stahlwerkstoffen.- 6.7.2 Phasen- und Mikrobereichsanalytik.- 6.7.3 Oberflächentechnik und Oberflächenanalytik.- 6.7.3.1 Bedeutung oberflächenanalytischer Methoden.- 6.7.3.2 Anwendung der Glimmentladungsspektrometrie.- 6.7.3.3 Untersuchungen mit der Sekundär-NeutralteilchenMassenspektrometrie an beschichteten Werkstoffen.- 6.8 Lieferfirmen für Probenahme-, Probenvorbereitungs-, Analyseund Automationssysteme.- 6.9 Literatur.- 7 Prozeßanalytik in der Halbleiterindustrie.- 7.1 Einleitung.- 7.1.1 Mikroelektronik.- 7.1.2 Halbleitertechnik.- 7.1.3 Solartechnik.- 7.2 Untersuchung von Siliziumsubstraten.- 7.3 Oberflächen- und Dünnschichtanalytik in der Silicium-Technik.- 7.4 Analytische Kontrolle von Reinstchemikalien und chemischen Prozessen.- 7.5 Kontaminationskontrolle von Prozessen und Produktionseinrichtungen.- 7.6 Literatur.- 8 Prozeßtechnik und Umwelt.- 8.1 Umweltschutz und Gesellschaft.- 8.2 Die Analyse der Luft und ihrer Verunreinigungen.- 8.3 Die Analyse der Inhaltsstoffe von Trink-, Brauch- und Abwässern.- 8.3.1 Prozeßtechnik und Gesetzgebung.- 8.3.2 Wasseraufbereitung und Abwasseranalytik.- 8.3.3 Abwasserrecht und Abwasseranalytik.- 8.3.4 Instrumentelle Methoden der Wasseranalytik.- 8.3.5 Bestimmung von summarischen Kenngrößen (Summenparametern) in der Wasseranalytik.- 8.4 Die Untersuchung fester industrieller Abfallstoffe.- 8.5 Literatur.- 9 Die chemische Prozeßanalytik als Teil der Qualitätsprüfung und der Qualitätssicherung.- 9.1 Vom Wesen der Qualitätssicherung.- 9.2 Qualitätssicherung in chemisch-analytischen Laboratorien.- 9.2.1 Die Bedeutung der Qualitätssicherung für die chemische und in der chemischen (industriellen) Analytik.- 9.2.2 Das Qualitätsmanagementhandbuch.- 9.3 Folgerungen und Maßnahmen für die Qualitätssicherung im analytischen Laboratorium.- 9.3.1 Personalqualifikation und Geräteausstattung.- 9.3.2 Prüfmittelbeschaffung und Prüfmittelüberwachung.- 9.3.3 Prüflenkung.- 9.3.4 Prüfdurchführung (Prüfanweisungen).- 9.3.5 Kontrollanalysen (Sicherung analytischer Ergebnisse).- 9.3.6 Referenzmaterialien.- 9.3.7 Ringuntersuchungen.- 9.3.8 Qualitätsaudits.- 9.4 Prozeßfähigkeit und Maschinenfähigkeit.- 9.5 Akkreditierung analytischer Laboratorien.- 9.6 Literatur.- 10 Wirtschaftlichkeit industrieller Analytik.- 10.1 Literatur.- 11 Ausblick auf Forschungs- und Entwicklungsrichtungen in der zukunftsorientierten industriellen Prozeß- und Produktanalytik.- 12 Sachverzeichnis.