Реальное время NIR тестирование сокращает затраты на контроль качества до 90%

Реальное время ближний инфракрасный (NIR) измерение вышло за рамки крупных производителей смол к мелким композиционерам, процессорам и переработчикам. Современные NIR устройства легче, дешевле и проще в использовании, чем когда-либо ранее.

Джон Богарт, управляющий директор Kett US в Вилла Парк, штат Калифорния, говорит, что компания сейчас поставляет почти 200 инструментов для анализа влаги и композиции — включая ряд NIR систем, обслуживающих композиционеров, переработчиков, литейщиков, пленочных и листовых экструдеров и термоформеров.

Например, переносной NIR анализатор влаги Kett KJT130 продается примерно за $16 000.

Традиционное полимерное тестирование — будь то быстрая проверка влаги или полный химический профиль — требует подготовки образца, реагентов и часов лабораторной работы. Анализ влаги может занимать 5-15 минут, в то время как более детальные химические тесты могут требовать 24-48 часов.

«Переключение с конвенциональных методов на NIR спектроскопию сокращает затраты на тестирование до 90%», — объясняет Богарт. «Экономия идет от устранения расходников, снижения труда и урезания потребности в повторных тестах, вызванных человеческой ошибкой».

В простом сравнении затрат, $20 в час ставка труда эквивалентна примерно $28 за часовой бюджет. Если тест только на влагу потребляет 30 минут времени персонала, стоимость $28. NIR тест, однако, занимает всего 6 секунд (или может работать непрерывно онлайн). То 0,16 % временная приверженность переводится в 98,84 % снижение затрат на труд. Настольный NIR блок поэтому стоит только около $12 за рабочий день в труде, против $28 для традиционного теста.

Даже при учете цены покупки нового инструмента, клиенты видят ежедневную экономию, снижающую расходы на тестирование минимум на 90%, согласно Богарту. «Именно поэтому даже малые компании должны рассмотреть переход на эту технологию».

Реальное время NIR измерение предлагает непрерывный мониторинг и мгновенное качество обеспечение, позволяя 100 % инспекцию продукта. Данные приходят достаточно быстро для операторов, чтобы исправить дрейф процесса немедленно, улучшая партионную согласованность, выход и снижая материаловые отходы.

Как это работает

NIR спектроскопия светит светом в диапазоне 700-2500 нанометр на твердый, суспензию или жидкий образец и измеряет, сколько света поглощается на каждой длине волны. Полученный «оптический отпечаток» раскрывает химический состав образца, когда инструмент калиброван против лабораторного или производственного стандарта.

Технология универсальна: ручные, настольные, онлайн или встроенные блоки могут быть установлены внутри миксеров, экструдеров, пневматических или вакуумных линий, или даже трубопроводных систем с использованием волоконно-оптических зондов.

Не каждое применение требует самых изощренных и дорогих NIR систем. «Не покупайте Ламборджини для Форда», — говорит Богарт. «Выбирайте влагомер для простых проверок, анализатор композиции для добавленной детали, или полноспектральную машину только когда вам нужна дополнительная ширина анализа».

Для многих полимерных производителей влагомер — все, что нужно. Анализатор композиции добавляет способность обнаруживать остаточные масла, растворители или другие добавки, а полноспектральная система предоставляет наиболее комплексные данные.

Правильное устройство для работы

Фильтр-базированные NIR устройства — такие как влагомеры и анализаторы композиции — блокируют видимый свет и позволяют только выбранным инфракрасным длинам волн. Они проще, дешевле, легче калибровать и более робастны, но не могут измерять столько параметров, сколько полноспектральные блоки.

Традиционные тесты потери при сушке гравиметричны, требуют подготовки образца, занимают 15 минут до нескольких часов и уничтожают образец. В отличие от этого, NIR влагомеры обеспечивают мгновенные, неразрушающие и часто бесконтактные измерения, делая их идеальными для инспекции сырья или любой точки в производственной линии, где критичен точный контроль влаги.

Настольные NIR влагомеры варьируются от $10 000 до $12 000, в то время как переносные единицы стоят около $16 000. Онлайн блоки, подходящие на конвейерную ленту, бегают между $12 000 и $25 000, а встроенные единицы — используемые внутри экструдеров или миксеров — стоят около $25 000.

Анализаторы композиции — шаг вверх, измеряющие множественные компоненты (например, влага, масло, растворитель) используя около шести до семи длин волн. Они заменяют времязатратные тесты потери при сушке,卡尔 Фишер, Сокслет экстракцию и газовую хроматографию. Встроенные анализаторы композиции обычно продаются за $28 000-$29 000.

Распространенные применения включают верификацию переработанного пластикового сырья на остаточное масло или растворитель, измерение толщины покрытия или пленки и проведение в-процесс проверок на входящих, промежуточных или готовых продуктах. Потому что они могут обнаруживать множественные органики — воду, общее масло/жир, белок, сахар, волокно, растворитель — анализаторы композиции бесценны для устранения неисправностей и возвратов.

Полноспектральное тестирование для комплексных анализов

Полноспектральные NIR устройства сканируют более 500 длин волн, позволяя обнаружение широкого массива свойств, когда правильно калиброваны. Они могут измерять влагу, плотность, вязкость, расход плавления (MFR) и функциональные групповые концентрации в реальном времени.

Эти единицы популярны в эмульсионной полимеризации (латекс, краска, каучук, связующее, клей) и суспензионной полимеризации (полимерные бусины). Онлайн анализаторы композиции такие как Kett BSR1700 продаются за $28 000-$29 000 и подходят для конвейерных установок.

Потому что полноспектральные устройства предлагают самый широкий диапазон измеримых параметров, они командят более высокими ценами — типично $40 000 до $60 000 — и требуют более сложной калибровки, но они необходимы, когда один тест должен захватить множественные химические компоненты или специальные добавки.

Интегрируя подходящую NIR систему в ваш рабочий процесс, вы можете достичь быстрого, точного анализа, снизить трудовые и расходные затраты и в конечном счете улучшить качество продукта и прибыльность.