Simplifying quality control using Near-Infrared Spectroscopy

Význam tématu

Kontrola kvality je klíčová pro spolehlivost výroby a udržení důvěry zákazníků. Tradiční chemické metody bývají časově i finančně náročné, vyžadují přípravu vzorků, spotřebu chemikálií a technicky kvalifikovanou obsluhu, což zvyšuje provozní náklady QC laboratoří.

Cíle a přehled studie

White Paper představuje možnosti zjednodušení každodenní kontroly kvality pomocí blízké infračervené spektroskopie (NIRS) v kombinaci s inteligentním softwarem Vision Air. Popisuje klíčové scénáře použití, zahrnující rychlé screeningy, atline a mobilní kontroly, inteligentní výběr postupů a optimalizaci přesnosti měření.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda: non-destruktivní NIRS bez přípravy vzorků a chemikálií, umožňující simultánní stanovení více parametrů.

• Metrohm Vis-NIR analyzér pro spektroskopii v blízké infračervené oblasti
• Softwarové řešení Vision Air pro řízení měření, identifikaci vzorků a výběr správných kalibrací

Hlavní výsledky a diskuse

• All-in-one řešení: jeden NIR analyzér dokáže ve <1 minutě stanovit více parametrů (např. viskozitní, spektrální a chemické ukazatele polyolů) bez potřeby více přístrojů.
• Rychlý screening: okamžité výsledky uvnitř specifikací umožňují okamžité uvolnění produktu nebo zásah do výrobního procesu.
• Atline a online QC: monitorování klíčových parametrů v reálném čase pro optimalizaci ukončení reakce a snížení odpadů.
• Mobilní screening padělků: terénní nasazení v dodavatelském řetězci pro detekci falzifikátů pohonných hmot, farmaceutik či kosmetiky s významným snížením nákladů kontroly.
• Inteligentní volba postupu: Vision Air automaticky identifikuje typ vzorku, spouští odpovídající kvantitativní i kvalitativní modely a ověřuje plnění zadaných specifikací.
• Optimalizace přesnosti: dělení kalibrací do intervalů (např. Kappa číslo v papírenském průmyslu) s automatickou volbou nejvhodnějšího modelu vede ke snížení chyb měření až o řád.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení analýzy a zvýšení propustnosti vzorků
• Snížení nákladů na chemikálie, přípravu vzorků a údržbu přístrojů
• Minimální školení obsluhy (základní obsluha do 5 minut)
• Možnost atline, online i mobilního nasazení v různých průmyslových odvětvích
• Eliminace chyb způsobených nevhodným výběrem analytických postupů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s průmyslovými automatizačními systémy a konceptem Průmyslu 4.0
• Pokročilé chemometrické modely založené na strojovém učení pro adaptivní a samoučící se kalibrace
• Inline analýza v reálném čase pro okamžité řízení výrobního procesu
• Rozšíření aplikací do potravinářství, farmacie, petrochemie a dalších oborů

Závěr

Implementace NIRS v kombinaci s inteligentním softwarem představuje efektivní cestu ke zjednodušení každodenní kontroly kvality. Díky rychlému, bezchemickému a multifunkčnímu přístupu lze dosáhnout vyšší propustnosti, snížit provozní náklady a minimalizovat chyby obsluhy.

Reference

• WHO, Substandard and counterfeit medicines. 2004.
• ASTM D664 - 17a (2017), Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration.
• Metrohm White Paper WP-037 QC by NIRS, 2018.