3 Möglichkeiten, wie Chemieverarbeiter von der NIR-Technologie profitieren können

Apr 06, 2023

Die NIR-Feuchtemessung ermöglicht effizientere Arbeit, höhere Qualität und bessere Preise.

Für die chemische Industrie ist die Messung und Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts von entscheidender Bedeutung, um die Produktqualität und eine effiziente Produktion sicherzustellen, da die Feuchtigkeitsmenge in den Liefergegenständen vielfältige Auswirkungen auf die Umwandlung von Rohstoffen in Produkte wie Kunststoffe, Polymere, Pigmente, Synthesekautschuk, Harze, Salze usw. haben kann. Säuren, Zusatzstoffe, Düngemittel, Reinigungsmittel oder Kosmetika. Der Feuchtigkeitsgehalt kann sich auch erheblich auf die Kosten für Rohstoffe, Endprodukt und Versand auswirken.

Bei der Entscheidung über die beste Feuchtemesstechnologie für die chemische Verarbeitung ist es jedoch wichtig, sich nicht ausschließlich auf den anfänglichen Kaufpreis des Geräts zu verlassen.

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen langfristigen Anschaffung liegt darin, die Vorteile des Besitzes und der Verwendung eines Feuchtigkeitsmessgeräts abzuwägen und zu verstehen, wie es sich sowohl auf die Effizienz als auch auf den Gewinn auswirken kann.

Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zur Feuchtigkeitsmessung wie Karl Fischer oder Trocknungsverlust bietet eine fortschrittliche Technologie, die Nahinfrarotmessung (NIR) nutzt, erhebliche Vorteile.

Heutzutage können NIR-Feuchtigkeitsmessgeräte Chemieverarbeitern dabei helfen, erhebliche Arbeitseinsparungen in der Produktion und eine bessere Produktqualität zu erzielen und gleichzeitig den Einkaufspreis des Rohmaterials, den Verkaufspreis des Endprodukts und die Versandkosten zu optimieren.

Bei der NIR-Messung werden Reflexions- und Absorptionsprinzipien zur Berechnung des Feuchtigkeitsgehalts eines Gegenstands verwendet. Kett US

Das Verständnis der Grundlagen der Funktionsweise der NIR-Technologie und der Frage, für welche Anwendungen sie am besten geeignet ist, wird Managern von Chemieanlagen dabei helfen, zu erkennen, wie sie damit Geld sparen und ihr Geschäftsergebnis verbessern können.

Die NIR-Messung nutzt Reflexions- und Absorptionsprinzipien zur Berechnung des Feuchtigkeitsgehalts eines Gegenstands. Das Messgerät reflektiert einen Lichtstrahl vom Produkt und lässt das Licht in einigen Fällen durch die Probe hindurch.

Das Licht wird auf eine oder mehrere Wellenlängen gefiltert, die die Feuchtigkeitsmoleküle anregen, so John Bogart, Geschäftsführer von Kett US, einem Hersteller einer umfassenden Palette von Feuchtigkeits- und organischen Zusammensetzungsanalysatoren.

„Je höher der Feuchtigkeitsgehalt, desto mehr Licht wird absorbiert. Das Instrument misst das zurückreflektierte Licht und ein Algorithmus bestimmt das von der Probe absorbierte Licht“, sagte Bogart.

Er weist darauf hin, dass die Feuchtigkeitsmessgeräte eine sehr genaue Messung von Feststoffen, Pasten und Flüssigkeiten ohne Kontakt oder Probenvorbereitung ermöglichen, sodass es bei Hand- und Online-Modellen zu keiner Kontamination kommt.

Wenn ein Chemieverarbeiter immer noch die Karl-Fischer-Methode (KF) oder die Trocknungsverlustmethode (LOD) zur Feuchtigkeitsbestimmung verwendet, besteht die Möglichkeit, dass eine beträchtliche Menge an Personalzeit für die Durchführung dieser Tests gebunden wird, während eigentlich profitablere Tätigkeiten durchgeführt werden sollten .

Beim KF-Test werden der Probe chemische Reagenzien zugesetzt, um das Wasser vom restlichen Produkt zu trennen. Anschließend wird das entnommene Wasser mit der Ausgangsmasse bzw. dem Ausgangsvolumen verglichen. Da chemische Reagenzien verwendet werden, muss Fachpersonal die Anfangsparameter bestimmen, bestätigen, dass das System ordnungsgemäß kalibriert und gewartet wird, und gelegentlich auch die Tests durchführen. Diese Tests nehmen Zeit in Anspruch und zerstören die Probe.

Auch die Entsorgung der Abfallprodukte kann sehr kostspielig und zeitaufwändig sein.

Für den LOD-Test, bei dem die Gesamtgewichtsveränderung des Materials nach dem Trocknen gemessen wird, muss in der Regel eine Probe vorbereitet und in ein Labor gebracht werden. Die Durchführung des Tests dauert mindestens 15 Minuten bis mehrere Stunden, was zu langsam ist, wenn unmittelbarere Messungen erforderlich sind. Außerdem muss die Probe verändert oder vernichtet werden.

Im Gegensatz dazu ermöglicht die NIR-Technologie dem Benutzer, sofort die benötigten genauen Messergebnisse zu erhalten, und ist so einfach, dass praktisch jeder sie mit minimalem Schulungsaufwand verwenden kann. Im Allgemeinen sind für eine gültige Kalibrierung nur 7–10 Proben erforderlich, und nach der Kalibrierung wird der Feuchtigkeitsgehalt in einem Produkt sofort bestimmt.

Beim tragbaren Sofort-Feuchtemessgerät KJT130 von Kett beispielsweise richtet der Benutzer das Gerät einfach auf das Produkt und der Feuchtigkeitsgehalt wird sofort auf einer digitalen Anzeige angezeigt, mit Ergebnissen mit einer Genauigkeit von 0,01 % in einem Messbereich von 0–100 %.

Für eine einfache Bedienung wird das Gerät über benutzerfreundliche Menübefehle bedient, die jeder Mitarbeiter bedienen kann. Das Gerät hat die Größe eines Camcorders und ist für häufige Stichprobenkontrollen bei Bedarf sowohl an stationären als auch an beweglichen Produkten (Prozesslinie) konzipiert.

Feuchtigkeitsmessdaten können im Gerät gespeichert, kontinuierlich heruntergeladen oder manuell aufgezeichnet werden.

Die Qualität kann beeinträchtigt werden, wenn Chemieverarbeiter nicht die richtige Feuchtigkeitsmenge in ihren Produkten haben. Dies kann entweder zu Produktverlusten oder einer verkürzten Haltbarkeit führen. Genauso wichtig ist, dass es auch zu unzufriedenen Kunden führen kann, die auf zukünftige Einkäufe verzichten und ihren Unmut sogar in den sozialen Medien äußern.

Glücklicherweise ermöglicht die Geschwindigkeit und Genauigkeit, mit der Chemieverarbeiter Ergebnisse aus der NIR-Technologie erhalten können, die Durchführung weiterer Tests innerhalb eines bestimmten Zeitraums. Da die Einrichtungen mehr Tests und häufiger durchführen können, können Produktionsmanager ihre Produktqualität besser kontrollieren.

„Da bei NIR-Feuchtemessgeräten kein direkter Kontakt oder Probenwechsel erforderlich ist, stellen Partikelgrößenschwankungen und ungewöhnliche Texturen kein Problem dar. Dies kann wichtig sein, wenn es mit einer Reihe von Ausgangsmaterialien, Formulierungen oder Endprodukten in unterschiedlichen Umgebungen verwendet wird“, sagte Bogart.

Die Vielseitigkeit dieser Technologie bedeutet, dass die chemische Industrie bei Bedarf genaue Feuchtigkeitsmessungen durchführen kann, sei es in der Prozesslinie, im Labor oder vor Ort. All dies führt zu schnelleren Testergebnissen und Rückmeldungen. Der Ansatz ermöglicht es Managern, eine hohe Qualität auf allen Produktionsebenen sicherzustellen.

Da der Prozess zerstörungsfrei ist, bleiben die Proben auch unverändert, sodass sie für weitere Tests verwendet werden können oder, wenn sie für einen Desktop-Test entfernt werden, in den Produktstrom zurückgeführt werden können.

Wenn der Feuchtigkeitsgehalt ein Faktor für den Einkaufspreis von Rohmaterialien oder den Verkaufspreis des Endprodukts ist, kann eine genaue Feuchtigkeitsmessung und -anpassung dabei helfen, das beste Angebot zu erzielen.

Wenn Sie beispielsweise Rohstoffe mit hohem Feuchtigkeitsgehalt kaufen, kann es unter bestimmten Umständen möglich sein, einen Rabatt auszuhandeln. Wenn ein Produkt nach Gewicht verkauft wird, kann der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten, aber angepasst werden, um den besten Preis zu gewährleisten.

Eine falsche Feuchtigkeitsmenge in einem Produkt kann auch den Gewinn schmälern, da die Versandkosten steigen. Bei zusätzlicher Feuchtigkeit im Produkt wird die Gesamtsendung schwerer, was zu höheren Versandkosten führt. Durch die ordnungsgemäße Trocknung einer Substanz vor dem Transport auf akzeptable Werte können die Versandkosten erheblich gesenkt werden.

Obwohl Chemieverarbeiter mit herkömmlichen Feuchtemessmethoden wie KF und LOD besser vertraut sind, bietet die Verfügbarkeit fortschrittlicher NIR-Technologie eine Chance für die Branche.

Durch die Nutzung der Geschwindigkeit, Genauigkeit, Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit von NIR-Feuchtemessgeräten können Chemieproduzenten ihre Produktion, Qualität und ihren Gewinn erheblich verbessern.

Aus diesem Grund erfreut sich die NIR-Technologie zur Feuchtigkeitsmessung in vielen Branchen, darunter der Chemie-, Pharma-, Lebensmittel-, Zellstoff-/Papier- und Textilindustrie, wachsender Beliebtheit.

kett.com

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Del Williams ist ein technischer Redakteur mit Sitz in Torrance, Kalifornien.