Die industrielle Prozeßanalytik ist integraler Bestandteil sehr vieler Industrieunternehmen, insbesondere in den Bereichen Chemie, Metallurgie, Halbleiter und Keramik. Die Analytik liefert Basisdaten für weitreichende Entscheidungen in bezug auf Qualität, Produktzusammensetzung, Ökologie und Wirtschaftlichkeit. Das Ziel des praxiserfahrenen Autors ist es, Chemikern, Ingenieuren und Technikern die Vorgehensweisen und die Leistungsfähigkeit der modernen Prozeßanalytik nahezubringen. Besonderes Augenmerk legt der Autor auf Informationen für die Ingenieure und Techniker in Klein- und Mittelbetrieben, die im "Alleingang" prozeßanalytische Aufgaben lösen müssen.

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.