【瑞士步琦】近红外在制皂行业的应用——助力保障肥皂的清洁力

瑞士步琦有限公司 BUCHI Labortechnik AG

2023/04/13 12:58

近红外助力保障肥皂的清洁力

平时使用的洗衣皂、香皂、药皂以及手工皂，都是利用油脂和碱相互作用发生化学反应，经过一系列加工所得。其生产工艺主要分为精炼、皂化、盐析、洗涤、碱析、整理、成型这些步骤。

精炼是去除油脂中的杂质，如磷脂、游离脂肪酸、色素等。精炼后的油脂与碱发生皂化反应，当皂料呈均匀闭合状态时停止反应。向闭合的皂料中添加饱和食盐水使得肥皂与甘油水分离，在上层收集皂粒用于进一步加工，下层甘油水用于回收甘油。对皂粒加水蒸煮成为均匀的皂胶，再经过碱析使皂粒中残留的油脂皂化完全，并洗出内部的甘油、食盐等杂质。最终调整皂粒的电解质和脂肪酸含量，减少杂质及改善色泽后，便可获得质量合格的皂基，对皂基进行后续简单加工即可制成日常使用的肥皂。

确保原材料的品质和维持制皂流程的一致性是保证最终产品稳定高质量的两大因素。而 QC 部门需要日常检测产品中活性成分、游离脂肪酸（FFA）和水分的含量，以保证产品质量符合生产要求。尽管传统检测方法是用来甄别不合格产品，但费时费力，而且结果与生产还存在一定的滞后，造成不必要的返工和浪费。近红外作为一种快速准确的检测方法，能够提升 QC 的检测效率和加速生产调整的决策过程。

案例介绍

步琦近红外光谱仪用于检测两种不同配方的最终成品，配方 A 与配方 B 的主要差异是使用了不同含量与类型的活性成分。

▲ NIRFlex N-500，右图为ProxiMate

在 QC 放行产品出库前，将肥皂直接用 NIRFlex N500 和 ProxiMate 进行检测，只有各项指标符合生产规范的产品才被放行。一旦出现不合规的产品，需要用传统检测方法进行复核，再决定后续处理环节。

参考方法与近红外对比

将两种配方在四个小时内生产的各五个样品先在 ProxiMate 上进行检测，然后采用传统的分析方法测定主要的活性成分、FFA 和水分这三种指标。参考方法和近红外方法以及二者检测结果的差距分别在图二和图三中。

配方 A 的活性成分、FFA 和水分测量结果对比，

蓝色为参考方法，橙色为近红外法

配方B的活性成分、FFA和水分测量结果对比，

蓝色为参考方法，橙色为近红外法

本案例对比中 ProxiMate 使用的定标模型是由 N-500 的模型转换得到的，N-500 是傅里叶变换近红外光谱仪，检测范围是近红外全波段（800–2500nm）， ProxiMate 的近红外检测范围是 900–1700nm，因此能够将 N-500 的模型通过处理转化成 ProxiMate 能够适用的定标，并且通过上述对比结果表明，模型预测结果依旧准确，表明模型转移效果良好。

除了对最终成品的分析，步琦 NIR-Online 在线近红外能在肥皂生产的冷轧环节提供在线监测的解决方案，实时反馈数据，方便在生产过程中调节物料配比，以及对异常工况做出快速应对。

▲ 在线近红外实时测量肥皂生产时的参数

如果您想了解更多步琦近红外的解决方案，可通过以下方式与我们取得联系。

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