Moisture content and pH value in crude tall oil (CTO)
Aplikace | | MetrohmInstrumentace
Výroba kancelářských papírů a obalů generuje značné množství vedlejších produktů, mezi něž patří surový diterpenový olej (CTO). Monitorování obsahu vody a hodnoty pH CTO je pro finální kvalitu výrobků zásadní. Viditelně-blízká infračervená spektroskopie (Vis-NIRS) nabízí rychlou, neinvazivní alternativu k klasickým mokrým analytickým metodám.
Studie se zaměřila na ověření schopnosti Vis-NIRS simultánně predikovat obsah vody (0,7–2,5 %) a pH (3,8–5,4) v 20 vzorcích CTO. Byly vybrány referenční hodnoty poskytnuté zákazníkem pro kalibraci i validaci kvantitativních modelů.
Analytická měření byla provedena na NIRS XDS RapidLiquid Analyzer v transmisním režimu od 400 do 2500 nm. Vzorky byly umístěny v jednorázových 4mm skleněných vialách při laboratorní teplotě.
Pro stanovení obsahu vody se ukázala klíčová absorpční zóna 1850–1950 nm, kde model dosáhl R²≈0,83, střední chyby kalibrace SEC 0,065 % a SEP 0,032 %.
pH bylo úspěšně predikováno na základě spektr mezi 1475 a 1550 nm s R²≈0,84, SEC 0,209 a SEP 0,102 pH jednotky. Oba modely vykazují dostatečnou robustnost a přesnost pro rutinní aplikace.
Vis-NIR spektroskopie zkracuje čas analýzy na několik sekund, eliminuje potřebu chemikálií a umožňuje kontinuální sledování kvality CTO v reálném čase. Metoda je vhodná pro at-line i on-line kontrolu v papírenském a biopalivovém průmyslu.
Další rozvoj směřuje k nasazení přenosných NIR senzorů přímo ve výrobních linkách, zavedení pokročilých strojově učených algoritmů pro zlepšení přesnosti modelů a rozšíření aplikace na další parametry kvality CTO či obdobných bioolejů.
Studie potvrzuje, že Vis-NIR spektroskopie je efektivní a spolehlivá metoda pro simultánní stanovení obsahu vody a pH v surovém diterpenovém oleji. Navržené chemometrické modely dosahují laboratorní úrovně přesnosti a přispívají k efektivní kontrole kvality.
NIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Výroba kancelářských papírů a obalů generuje značné množství vedlejších produktů, mezi něž patří surový diterpenový olej (CTO). Monitorování obsahu vody a hodnoty pH CTO je pro finální kvalitu výrobků zásadní. Viditelně-blízká infračervená spektroskopie (Vis-NIRS) nabízí rychlou, neinvazivní alternativu k klasickým mokrým analytickým metodám.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na ověření schopnosti Vis-NIRS simultánně predikovat obsah vody (0,7–2,5 %) a pH (3,8–5,4) v 20 vzorcích CTO. Byly vybrány referenční hodnoty poskytnuté zákazníkem pro kalibraci i validaci kvantitativních modelů.
Použitá metodika a instrumentace
Analytická měření byla provedena na NIRS XDS RapidLiquid Analyzer v transmisním režimu od 400 do 2500 nm. Vzorky byly umístěny v jednorázových 4mm skleněných vialách při laboratorní teplotě.
- Spektrální oblast pro modely: 1120–2240 nm
- Předzpracování spekter: 2. derivace a segmentace po 10 nm
- Regresní algoritmus: Partial Least Squares (PLS) se 2 latentními faktory
- Validace: interní leave-one-out křížová validace
Hlavní výsledky a diskuse
Pro stanovení obsahu vody se ukázala klíčová absorpční zóna 1850–1950 nm, kde model dosáhl R²≈0,83, střední chyby kalibrace SEC 0,065 % a SEP 0,032 %.
pH bylo úspěšně predikováno na základě spektr mezi 1475 a 1550 nm s R²≈0,84, SEC 0,209 a SEP 0,102 pH jednotky. Oba modely vykazují dostatečnou robustnost a přesnost pro rutinní aplikace.
Přínosy a praktické využití metody
Vis-NIR spektroskopie zkracuje čas analýzy na několik sekund, eliminuje potřebu chemikálií a umožňuje kontinuální sledování kvality CTO v reálném čase. Metoda je vhodná pro at-line i on-line kontrolu v papírenském a biopalivovém průmyslu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj směřuje k nasazení přenosných NIR senzorů přímo ve výrobních linkách, zavedení pokročilých strojově učených algoritmů pro zlepšení přesnosti modelů a rozšíření aplikace na další parametry kvality CTO či obdobných bioolejů.
Závěr
Studie potvrzuje, že Vis-NIR spektroskopie je efektivní a spolehlivá metoda pro simultánní stanovení obsahu vody a pH v surovém diterpenovém oleji. Navržené chemometrické modely dosahují laboratorní úrovně přesnosti a přispívají k efektivní kontrole kvality.
Použitá instrumentace
- NIRS XDS RapidLiquid Analyzer
- 4 mm transmisní skleněné vialy
- Vision 4.03 software
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Purity, degree of substitution (DS), and moisture content of carboxymethyl cellulose (CMC)
|Metrohm|Aplikace
NIR Application Note NIR-31 Purity, degree of substitution (DS), and moisture content of carboxymethyl cellulose (CMC) NIR values / % Moisture content Reference values / % This Application Note shows that Vis-NIR spectroscopy can be used to quantify three important…
Klíčová slova
carboxymethyl, carboxymethylcellulose, cellulosesev, sevcmc, cmcnir, nirmoisture, moisturesep, seppress, presswavelength, wavelengthregression, regressionvalue, valuecentered, centeredcontent, contentsec, secpurity
Analysis of pulp and paper using near-infrared spectroscopy
|Metrohm|Příručky
Application Bulletin 412 Analysis of pulp and paper using near-infrared spectroscopy Contents Branch Pulp and paper No. 1: Determining the percentage of softwood in pulp samples................................................................................2 Keywords Near-infrared spectroscopy, paper, pulp, determination, kappa number, resin content. moisture No. 2: Determining…
Klíčová slova
nir, nirpulp, pulprapidcontent, rapidcontentxds, xdsnirs, nirspaper, papersolids, solidsanalyzer, analyzerindicate, indicatekappa, kappasummary, summaryrecommended, recommendedsampling, samplingspectroscopy, spectroscopymonitor
Determination of cotton linter to wood ratio in cellulose
|Metrohm|Aplikace
NIR Application Note NIR-32 Determination of cotton linter to wood ratio in cellulose This Application Note shows that Vis-NIR spectroscopy can be used to determine the cotton linter to wood ratio in cellulose samples. This ratio is important in pulp…
Klíčová slova
linter, linterwood, woodnir, nircotton, cottonpulp, pulpvis, viscellulose, celluloseviscosity, viscosityvisible, visiblesev, sevratio, ratiometrohm, metrohmchemometrical, chemometricalspectroscopy, spectroscopyiris
Determination of amine number and solid content of dipping paint
|Metrohm|Aplikace
NIR Application Note NIR-30 Determination of amine number and solid content of dipping paint This Application Note shows that Vis-NIR spectroscopy can be used to quantify the amine number and solid content of electrophoretic coating material in the paint industry.…
Klíčová slova
paint, paintamine, aminedipping, dippingcontent, contentsolid, solidsev, sevsmartprobe, smartprobenumber, numberelectrophoretic, electrophoreticnirs, nirsquantitative, quantitativedeposition, depositionnir, nirpress, pressbeautification
