化学処理業者が NIR テクノロジーから恩恵を受ける 3 つの方法

Apr 06, 2023

NIR 水分測定により、労働効率が向上し、品質が向上し、価格が安くなります。

化学産業にとって、原料をプラスチック、ポリマー、顔料、合成ゴム、樹脂、塩などの製品に変換する際、納品物中の水分の量がさまざまな影響を与える可能性があるため、製品の品質と効率的な生産を確保するために水分含有量の測定と制御は非常に重要です。酸、添加物、肥料、洗剤、化粧品。 水分レベルは、原材料、最終製品、輸送のコストにも大きな影響を与える可能性があります。

ただし、化学処理に最適な水分測定技術を決定する際には、機器の初期購入価格だけで選択しないことが重要です。

水分計を所有および使用するメリットを比較検討し、それが効率と利益の両方にどのような影響を与えるかを理解することが、長期的な買収を成功させる鍵となります。

カールフィッシャーや乾燥減量などの従来の水分測定方法と比較して、近赤外線 (NIR) 測定を利用した高度な技術には大きな利点があります。

現在、NIR 水分計は、化学加工業者が生産の大幅な省力化と優れた製品品質を実現しながら、原材料の購入価格、最終製品の販売価格、輸送コストを最適化するのに役立ちます。

NIR 測定では、反射率と吸光度の原理を使用してアイテムの水分含有量を計算します。Kett US

NIR テクノロジーがどのように機能し、どの用途に最適であるかの基本を理解することは、化学プラントの管理者が NIR テクノロジーがどのようにコストを節約し、収益を向上させることができるかを理解するのに役立ちます。

NIR 測定では、反射率と吸光度の原理を使用してアイテムの水分含有量を計算します。 メーターは光線を製品に反射させ、場合によっては光をサンプルに透過させます。

あらゆる種類の水分および有機組成分析装置のメーカーである Kett US のマネージング ディレクター、ジョン ボガート氏によると、光は水分子を励起する 1 つまたは複数の波長にフィルタリングされます。

「水分含有量が高くなるほど、吸収される光の量も多くなります。装置は反射光を測定し、アルゴリズムがサンプルによって吸収される光を決定します」とボガート氏は述べています。

同氏は、水分計を使用すると、接触やサンプル前処理を行わずに固体、ペースト、液体を非常に正確に測定できるため、ハンドヘルド モデルやオンライン モデルでは汚染が発生しないと述べています。

化学加工業者が依然として水分測定にカールフィッシャー (KF) または乾燥減量 (LOD) 法を使用している場合、より収益性の高い活動を実行すべきときに、これらのテストの実施にかなりの人員の時間が費やされている可能性があります。 。

KF テストでは、サンプルに化学試薬を添加して、残りの生成物から水を分離します。 除去された水は、最初の質量または体積と比較されます。 化学試薬が使用されるため、熟練した担当者が初期パラメータを決定し、システムが適切に校正および維持されていることを確認し、場合によってはテストを実施する必要があります。 これらのテストには時間がかかり、サンプルが破壊されます。

廃棄物の処理には非常に費用と時間がかかる場合があります。

乾燥後の材料の総重量変化を測定する LOD テストでは、通常、サンプルを準備して研究室に持ち込む必要があります。 テストの実行には少なくとも 15 分から数時間かかりますが、より即時の測定が必要な場合には時間がかかりすぎます。 また、サンプルを変更または破壊する必要もあります。

対照的に、NIR テクノロジーを使用すると、ユーザーは必要な正確な測定結果を即座に得ることができ、事実上誰でも最小限のトレーニングで使用できるほどシンプルです。 一般に、有効な校正には 7 ～ 10 個のサンプルのみが必要で、一度校正されると、製品内の水分レベルがすぐに測定されます。

一例として、Kett の KJT130 ハンドヘルドポータブルインスタント水分計を使用すると、ユーザーは機器を製品に向けるだけで、水分含有量がデジタル ディスプレイに即座に表示され、0 ～ 100% の測定範囲で 0.01% の精度の結果が得られます。

使いやすさを考慮して、ユニットは作業者なら誰でも操作できるユーザーフレンドリーなメニューコマンドによって操作されます。 このユニットはビデオカメラほどの大きさで、固定製品と移動 (プロセス ライン) 製品の両方で、必要に応じて頻繁にスポット チェックを行えるように設計されています。

水分測定データは、機器に保存したり、継続的にダウンロードしたり、手動で記録したりできます。

化学加工業者が製品に適切な量の水分を含まないと、品質が損なわれる可能性があります。 これにより、製品の損失や保存期間の短縮が生じる可能性があります。 同様に重要なことですが、顧客が不満を抱き、今後の購入を諦めたり、ソーシャル メディアで不満を共有したりする可能性もあります。

幸いなことに、化学処理業者が NIR テクノロジーから結果を取得できる速度と精度により、一定期間内により多くのテストを実施できるようになります。 施設ではより多くのテストをより高い頻度で実施できるため、生産管理者は製品の品​​質をより厳密に管理できるようになります。

「NIR水分計では直接接触やサンプルの変更が必要ないため、粒子サイズのばらつきや異常な質感は問題になりません。これは、さまざまな設定でさまざまな原料、配合、または最終製品とともに使用する場合に重要になる可能性があります。」とボガート氏は述べています。

この技術の多用途性は、化学産業がプロセスライン、研究室、現場を問わず、必要なときに正確な水分測定を実現できることを意味します。 これらすべては、より迅速なテスト結果とフィードバックにつながります。 このアプローチにより、管理者は生産のあらゆるレベルで高品質を確保できます。

このプロセスは非破壊的であるため、サンプルも変更されずに残るため、追加のテストに使用したり、デスクトップ テストのために除去した場合は製品ストリームに戻すことができます。

水分レベルが原材料の購入価格または最終製品の販売価格の要因である場合、正確な水分測定と調整は最良の取引を確保するのに役立ちます。

たとえば、水分含有量の高い生の原材料を購入する場合、状況によっては割引交渉が可能な場合があります。 製品を量り売りする場合は、水分含有量を許容範囲内に保つことができますが、最良の価格を確保するために変更されます。

製品に含まれる水分の量が不適切であると、輸送コストが増加し、利益が減少する可能性もあります。 製品に余分な水分が含まれていると、発送総量が重くなり、送料が高くなります。 物質を輸送する前に許容範囲まで適切に乾燥させると、輸送コストを大幅に削減できます。

化学処理業者は KF や LOD などの従来の水分測定方法に慣れていますが、高度な NIR 技術の利用が業界にチャンスをもたらしています。

NIR 水分計のスピード、精度、多用途性、使いやすさを活用することで、化学メーカーは生産、品質、利益を劇的に向上させることができます。

このため、水分測定のための NIR 技術は、化学、製薬、食品、パルプ/紙、繊維などの多くの業界で人気が高まっています。

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Del Williams は、カリフォルニア州トーランスを拠点とするテクニカル ライターです。