Boost efficiency in the QC laboratory: How NIRS helps reduce costs up to 90%

Význam tématu

Vysoké náklady spojené s interními i externími chybami kvality mohou představovat až 10–30 % ztrátu tržeb. Důsledné a efektivní řízení QC a QA je proto klíčové pro udržení konkurenceschopnosti i dobré pověsti značky. Tradiční metody často vyžadují časově náročné přípravy a spotřební materiál, což zvyšuje provozní náklady a prodlužuje dobu odezvy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem white paperu je demonstrovat, jak lze nasazením blízkoinfračervené spektroskopie (NIRS) ve výrobních a kontrolních laboratořích výrazně zrychlit analýzy, snížit náklady až o 90 % a dosáhnout návratnosti investice už během 11 měsíců.

Použitá metodika a instrumentace

NIRS analyzuje vzorky v oblasti 800–2500 nm bez přípravy a destrukce. Spektrum absorbance umožňuje současnou detekci více parametrů (vlhkost, viskozita, obsah funkčních skupin) jedním měřením trvajícím méně než 1 minutu. Použitý přístroj: DS2500 Analyzer od Metrohm.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání s referenčními metodami (titulace, viskozimetrie) ukázalo:

• Roční náklady na chemikálie a spotřební materiál klesají z 35 100 USD na 0 USD.
• Roční mzdy operátorů klesají z 23 438 USD na 469 USD.
• Návratnost investice do 11 měsíců díky eliminaci chemikálií a zkrácení času analýzy.

Uplatnění v průmyslových příkladech:

• Polyoly: přesnost pro hydroxylovou hodnotu 0,68 mg KOH/g, pro vlhkost 52 mg/L, analýza do 30 s.
• PET granule: DEG 0,066 %, IPA 0,143 %, vnitřní viskozita 0,024, AN 0,143; doba měření < 1 min.
• Benziny: RON s přesností 0,68, MON 0,53, olefiny 1,3 %, kyslík 0,045 %, aromáty 1,1 %, hustota 0,0024 g/cm3.

Přínosy a praktické využití metody

NIRS přináší rychlé, neinvazivní měření bez spotřebního materiálu, minimalizuje chybovost a školení operátorů. Data jsou digitalizována a snadno sdílena napříč lokalitami, což podporuje konzistenci a konzultovatelnost výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření spektrálních kalibrací na nové parametry, integrace s automatizačními linkami a využití strojového učení pro pokročilé zpracování dat. On-line měření v reálném čase umožní okamžitou kontrolu a optimalizaci procesů.

Závěr

Implementace NIRS v QC laboratořích vede k výraznému snížení provozních nákladů, zkrácení časů analýz a celkovému zvýšení efektivity. Metoda představuje udržitelný nástroj pro moderní průmyslovou analytiku.

Reference

• [1] Why Improving Quality Leads to Lower Manufacturing Costs, QualityInspection.org, 2019.
• [2] Metrohm Application Note NIR-035: Hydroxyl number in liquid polyols using Vis-NIR spectroscopy.
• [3] Metrohm Application Note NIR-023: Diethylene glycol, isophthalic acid, intrinsic viscosity, and acid number in PET granulate by NIRS.