3 formas en que los procesadores químicos pueden beneficiarse de la tecnología NIR

Apr 06, 2023

La medición de humedad NIR facilita una mano de obra más eficiente, una mayor calidad y un mejor precio.

Para la industria química, medir y controlar el contenido de humedad es fundamental para garantizar la calidad del producto y una producción eficiente, ya que la cantidad de humedad en los productos finales puede tener diversos efectos al convertir la materia prima en productos como plásticos, polímeros, pigmentos, caucho sintético, resinas, sales, ácidos, aditivos, fertilizantes, limpiadores o cosméticos. El nivel de humedad también puede afectar sustancialmente el costo de las materias primas, el producto final y el envío.

Sin embargo, al decidir cuál es la mejor tecnología de medición de humedad para el procesamiento químico, es importante evitar elegir únicamente el precio de compra inicial del instrumento.

Sopesar los beneficios de poseer y usar un medidor de humedad y comprender cómo puede afectar tanto la eficiencia como las ganancias es clave para realizar una adquisición exitosa a largo plazo.

En comparación con los métodos tradicionales de medición de la humedad, como Karl Fischer o Loss On Drying, una tecnología avanzada que utiliza la medición del infrarrojo cercano (NIR) ofrece beneficios significativos.

Hoy en día, los medidores de humedad NIR pueden ayudar a los procesadores químicos a lograr ahorros sustanciales en la mano de obra de producción y una calidad superior del producto, al mismo tiempo que optimizan el precio de compra de la materia prima, el precio de venta del producto final y el costo de envío.

La medición NIR utiliza principios de reflectancia y absorbancia para calcular el contenido de humedad de un artículo. Kett US

Comprender los conceptos básicos de cómo funciona la tecnología NIR y para qué usos es más adecuado ayudará a los gerentes de plantas químicas a apreciar cómo puede ahorrarles dinero y mejorar sus resultados.

La medición NIR utiliza principios de reflectancia y absorbancia para calcular el contenido de humedad de un artículo. El medidor hace rebotar un haz de luz en el producto y, en algunos casos, transmite la luz a través de la muestra.

La luz se filtra a una longitud de onda o múltiples longitudes de onda que excitan las moléculas de humedad, según John Bogart, director general de Kett US, un fabricante de una gama completa de analizadores de humedad y composición orgánica.

"Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor será la cantidad de luz absorbida. El instrumento mide la luz reflejada y un algoritmo determina la luz absorbida por la muestra", dijo Bogart.

Señala que los medidores de humedad permiten una medición muy precisa de sólidos, pastas y líquidos sin contacto ni preparación de muestras, por lo que no hay contaminación en los modelos portátiles y en línea.

Si un procesador químico todavía usa el método Karl Fischer (KF) o el método de pérdida por secado (LOD) para determinar la humedad, es probable que una cantidad considerable de tiempo del personal esté ocupado realizando estas pruebas cuando deberían estar realizando actividades más rentables. .

La prueba KF consiste en agregar reactivos químicos a la muestra para separar el agua del producto restante. El agua eliminada se compara luego con la masa o volumen inicial. Dado que se utilizan reactivos químicos, el personal capacitado debe determinar los parámetros iniciales, confirmar que el sistema está calibrado y mantenido correctamente y, en ocasiones, debe realizar las pruebas. Estas pruebas toman tiempo y destruyen la muestra.

La eliminación de los productos de desecho puede ser muy costosa y consumir mucho tiempo.

La prueba LOD, que mide el cambio de peso total del material después del secado, generalmente requiere que se prepare una muestra y se lleve a un laboratorio. La prueba tarda al menos de 15 minutos a varias horas en realizarse, lo cual es demasiado lento cuando se necesitan mediciones más inmediatas. También requiere que la muestra sea alterada o destruida.

Por el contrario, la tecnología NIR permite al usuario obtener los resultados de medición precisos que necesita al instante y es lo suficientemente simple para que prácticamente cualquier persona la use con una capacitación mínima. Generalmente, solo se necesitan de 7 a 10 muestras para una calibración válida y, una vez calibrado, el nivel de humedad en un producto se determina de inmediato.

Como ejemplo, con el medidor de humedad instantáneo portátil portátil KJT130 de Kett, el usuario simplemente apunta el instrumento al producto y el contenido de humedad se muestra instantáneamente en una pantalla digital, con resultados con una precisión de .01% en un rango de medición de 0-100%.

Para facilitar su uso, la unidad se opera a través de comandos de menú fáciles de usar que cualquier trabajador puede operar. La unidad, que tiene el tamaño de una cámara de video, está diseñada para verificaciones puntuales frecuentes cuando sea necesario, tanto en productos estacionarios como en movimiento (línea de proceso).

Los datos de medición de humedad pueden almacenarse en el instrumento, descargarse continuamente o registrarse manualmente.

La calidad puede verse comprometida si los procesadores químicos no tienen la cantidad correcta de humedad en su producto. Esto puede dar como resultado la pérdida del producto o la reducción de la vida útil. Igual de importante, también puede resultar en clientes insatisfechos que podrían renunciar a futuras compras e incluso compartir su descontento en las redes sociales.

Afortunadamente, la velocidad y precisión con la que los procesadores químicos pueden obtener resultados de la tecnología NIR les permitirá realizar más pruebas en un período de tiempo determinado. Debido a que las instalaciones pueden realizar más pruebas y con mayor frecuencia, los gerentes de producción lograrán un control más estricto de la calidad de sus productos.

"Dado que no se requiere contacto directo ni alteración de la muestra con los medidores de humedad NIR, la variación del tamaño de las partículas y las texturas inusuales no son un problema. Esto puede ser importante cuando se usa con una gama de materias primas, formulaciones o productos finales en diferentes entornos", dijo Bogart.

La versatilidad de esta tecnología significa que la industria química puede lograr mediciones de humedad precisas cuando sea necesario, ya sea en la línea de proceso, en el laboratorio o en el campo. Todo esto equivale a resultados de prueba y retroalimentación más rápidos. El enfoque permite a los gerentes garantizar una alta calidad en todos los niveles de producción.

Debido a que el proceso no es destructivo, las muestras también permanecen inalteradas, por lo que pueden usarse para pruebas adicionales o, si se eliminan para una prueba de escritorio, pueden devolverse al flujo del producto.

Cuando el nivel de humedad es un factor en el precio de compra de las materias primas o en el precio de venta del producto final, la medición y el ajuste precisos de la humedad pueden ayudar a asegurar la mejor oferta.

Por ejemplo, si compra materias primas con alto contenido de humedad, en algunas circunstancias podría ser posible negociar un descuento. Si vende un producto por peso, el contenido de humedad podría mantenerse dentro de límites aceptables, pero modificado para asegurar el mejor precio.

Tener la cantidad incorrecta de humedad en un producto también puede reducir las ganancias al aumentar el costo de envío. Con humedad adicional en el producto, el envío total será más pesado, lo que generará costos de envío más altos. Secar adecuadamente una sustancia hasta límites aceptables antes de transportarla puede reducir sustancialmente los costos de envío.

Aunque los procesadores químicos están más familiarizados con los métodos tradicionales de medición de humedad como KF y LOD, la disponibilidad de tecnología NIR avanzada presenta una oportunidad para la industria.

Al aprovechar la velocidad, precisión, versatilidad y facilidad de los medidores de humedad NIR, los productores de productos químicos pueden mejorar drásticamente la producción, la calidad y las ganancias.

Por esta razón, la tecnología NIR para la medición de la humedad está ganando popularidad en muchas industrias, incluidas la química, la farmacéutica, la alimentaria, la de pulpa/papel y la textil.

kett.com

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Del Williams es un redactor técnico con sede en Torrance, California.