為什麼你需要考慮用NIR取代自動滴定儀?

我們想分享導入NIR取代滴定儀的經驗談讓你知道:

1.在更換成NIR前,其他客戶不喜歡滴定儀的原因?

2.為什麼其他客戶想要嘗試NIR?

3.這些客戶告訴我們NIR帶給他們的額外效益

NIR相較於滴定儀可以『零樣品前處理』,同時取得不同分析儀器的『複數分析數據』,並且以最小幅度修改現場產線進行整合。從立即的效益與為長遠的產線價值加值,NIR都值得您考慮。

關鍵字|近紅外光譜,PAT,Hydroxyl value,Moisture content


[延伸閱讀] 過程即時線上分析技術 PAT - 近紅外光譜篇


在更換成NIR前,其他客戶不喜歡滴定儀的原因?
普遍來說滴定儀的問題可以歸納成以下幾點:

■ 需要好多種分析方法才可以完成一個樣品的QC

一種滴定方法可能只適合滴定某一個測項:因此需要好幾種滴定方法來分析,例如羥值Hydroxyl value需要用氫氧化鉀,水分需要Karl Fischer,還要顧慮樣品中有沒有含有醛酮官能基等等。

■ 在滴定前的樣品前處理很花時間

被忽略的滴定分析前處理時間:樣品在經過前處理到可以上滴定儀分析前,可能要經過萃取、水解或是其他轉化官能基的化學反應。通常在30分到2小時之間。與滴定過程的3到5分鐘相比,是比較難去注意到的問題。

■ 產線取樣因為廠區很大所以很花人力與時間

某些客戶沒有線上自動滴定儀,他必須要請實驗室的同事走30分的路程到現場爬上爬下的取樣,整個廠區收完可能要花上2小時,所以常常需要考慮排班輪休的問題,如果臨時製程有狀況,還要拜託實驗室插隊。


為什麼其他客戶想要嘗試NIR?
NIR針對上述的問題可以做為更好的分析方式

■ NIR可以同時提供來自不同分析方法的實驗結果

NIR是一種以光譜形式表達來自於樣品中所有物質的特性組成,也就是說一張NIR光譜可以同時代表好幾個測項結果,諸如:羥值Hydroxyl value、酸價Acid Value、水分Moisture Content或者胺基Amide group、羧基Carboxyl group等等在NIR的光譜中都可以找到濃度含量與光譜強度趨勢的相關性。也就是說一次的NIR光譜分析中,可以同時完成好幾個測項。

■ NIR分析前不需要或簡單的前處理,每次分析不到5分鐘

NIR光譜分析所需要的時間在5分鐘以內,液體樣品與樣品之間的分析可以使用拋棄式玻璃Vial,避免殘留交叉污染,固體樣品不需要或者經過研磨前處理,可以使用樣品盤或是光纖探頭來進行分析。

■ NIR可以遠距離即時取得和實驗室分析相似的結果

NIR光譜分析可以經由光纖與適當的探頭(probe)來與反應槽連接,無論是反應溶液或者粉末顆粒的混合都可以遠距離即時分析,最遠可以達到100公尺以上,而且可以按照產線取樣點來布置光纖管路,再一起拉回到中控室統一收集數據與判斷。

■ NIR屬於一次投入,十年收益的技術

建構NIR光譜儀除了一年半載更換耗材之外,不需要任何藥劑,也不會產生任何廢棄物,而且一般光譜在正常的工作條件下,可以運作十年以上。

■ 樣品分析測項的固定成本會成為長久的負擔

還有部分的客戶會再進一步考慮到滴定藥劑、廢液處理以及相關的固定耗材支出等等,一年一年累積下來也是很可觀的數字。同時現今越來越注意工安的風氣,除了滴定用的強酸強鹼之外,某些滴定藥劑像是TSI(toluene-sulfonyl isocyanate)就屬於急毒性的藥劑。


這些客戶告訴我們NIR帶給他們的額外效益
NIR作為PAT可以更貼近產線狀況並持續優化

NIR因為分析速度在幾分鐘內可以同時取得產線中的管制數值,屬於非常即時的PAT,這對於部分客戶而言,如果在製程中發生加料混和比例出錯,或者聚合反應的添加速度沒有控制好,這一鍋產品就整批損失掉了,或者發生更嚴重的反應失控導致爆炸。

因此對於需要細部微調製程參數,如聚合物單體和添加劑比例的調整,或者需要即時添加適當溶劑來維持反應槽內的成分如酸洗槽等,這在過去不同的管制值需要滴定,或者需要30分鐘以上的GC或LC才能取得,當需要更改參數的時候都已經來不及了。

當引入NIR來即時了解反應槽內的管制參數,並搭配PLC或是OPC等人機介面整合,透過網際網路等區域連線,客戶可以在中控中心就能了解整個廠區的『數值』,可以更有效的提升廠區的產能以及品質,最終取得有競爭力的價值產品。


[延伸閱讀] 過程即時線上分析技術 PAT - 近紅外光譜篇


現場即時監控近紅外光譜儀 - Thermo Nicolet Antaris II MX

1. 最快每分鐘都能產出數據,且可以『同時』提供複數成分含量,例如羫值、酸價、碘價、水分等化學性質以及密度、黏度等物理性質。

2. 專利設計 - 同時收集四通道光譜,可以同時取得入料、加料、混和、出料等物料含量。

3. 可與PLC/OPC整合,持續回報產線管制數據,即時微調產線參數。

 


 

[延伸閱讀] 利泓科技NIR產品介紹網頁

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