近紅外助力保障肥皂的清潔力
平時(shí)使用的洗衣皂、香皂、藥皂以及手工皂，都是利用油脂和堿相互作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過一系列加工所得。其生產(chǎn)工藝主要分為精煉、皂化、鹽析、洗滌、堿析、整理、成型這些步驟。
精煉是去除油脂中的雜質(zhì)，如磷脂、游離脂肪酸、色素等。精煉后的油脂與堿發(fā)生皂化反應(yīng)，當(dāng)皂料呈均勻閉合狀態(tài)時(shí)停止反應(yīng)。向閉合的皂料中添加飽和食鹽水使得肥皂與甘油水分離，在上層收集皂粒用于進(jìn)一步加工，下層甘油水用于回收甘油。對(duì)皂粒加水蒸煮成為均勻的皂膠，再經(jīng)過堿析使皂粒中殘留的油脂皂化，并洗出內(nèi)部的甘油、食鹽等雜質(zhì)。最終調(diào)整皂粒的電解質(zhì)和脂肪酸含量，減少雜質(zhì)及改善色澤后，便可獲得質(zhì)量合格的皂基，對(duì)皂基進(jìn)行后續(xù)簡單加工即可制成日常使用的肥皂。
確保原材料的品質(zhì)和維持制皂流程的一致性是保證最終產(chǎn)品穩(wěn)定高質(zhì)量的兩大因素。而 QC 部門需要日常檢測產(chǎn)品中活性成分、游離脂肪酸（FFA）和水分的含量，以保證產(chǎn)品質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。盡管傳統(tǒng)檢測方法是用來甄別不合格產(chǎn)品，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且結(jié)果與生產(chǎn)還存在一定的滯后，造成不必要的返工和浪費(fèi)。近紅外作為一種快速準(zhǔn)確的檢測方法，能夠提升 QC 的檢測效率和加速生產(chǎn)調(diào)整的決策過程。
案例介紹
步琦近紅外光譜儀用于檢測兩種不同配方的最終成品，配方 A 與配方 B 的主要差異是使用了不同含量與類型的活性成分。
▲ NIRFlex N-500，右圖為ProxiMate
在 QC 放行產(chǎn)品出庫前，將肥皂直接用 NIRFlex N500 和 ProxiMate 進(jìn)行檢測，只有各項(xiàng)指標(biāo)符合生產(chǎn)規(guī)范的產(chǎn)品才被放行。一旦出現(xiàn)不合規(guī)的產(chǎn)品，需要用傳統(tǒng)檢測方法進(jìn)行復(fù)核，再?zèng)Q定后續(xù)處理環(huán)節(jié)。
參考方法與近紅外對(duì)比
將兩種配方在四個(gè)小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)的各五個(gè)樣品先在 ProxiMate 上進(jìn)行檢測，然后采用傳統(tǒng)的分析方法測定主要的活性成分、FFA 和水分這三種指標(biāo)。參考方法和近紅外方法以及二者檢測結(jié)果的差距分別在圖二和圖三中。
配方 A 的活性成分、FFA 和水分測量結(jié)果對(duì)比，
藍(lán)色為參考方法，橙色為近紅外法
配方B的活性成分、FFA和水分測量結(jié)果對(duì)比，
藍(lán)色為參考方法，橙色為近紅外法
本案例對(duì)比中 ProxiMate 使用的定標(biāo)模型是由 N-500 的模型轉(zhuǎn)換得到的，N-500 是傅里葉變換近紅外光譜儀，檢測范圍是近紅外全波段（800–2500nm）， ProxiMate 的近紅外檢測范圍是 900–1700nm，因此能夠?qū)?N-500 的模型通過處理轉(zhuǎn)化成 ProxiMate 能夠適用的定標(biāo)，并且通過上述對(duì)比結(jié)果表明，模型預(yù)測結(jié)果依舊準(zhǔn)確，表明模型轉(zhuǎn)移效果良好。
除了對(duì)最終成品的分析，步琦 NIR-Online 在線近紅外能在肥皂生產(chǎn)的冷軋環(huán)節(jié)提供在線監(jiān)測的解決方案，實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，方便在生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)物料配比，以及對(duì)異常工況做出快速應(yīng)對(duì)。
▲ 在線近紅外實(shí)時(shí)測量肥皂生產(chǎn)時(shí)的參數(shù)
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