Quality Control of Lubricants

Význam tématu

Stanovení kyselostního čísla (Acid Number, AN) maziv je zásadní pro kontrolu jejich kvality a životnosti. Tradiční mokré chemické metody, jako je titrace podle ASTM D664, vyžadují značné množství chemikálií, času a opakovaných čisticích kroků, což zvyšuje náklady a provozní složitost laboratoře.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost spektroskopie v oblasti viditelného a blízkého infračerveného záření (Vis-NIR) pro rychlé, bezpřípravkové stanovení kyselostního čísla v mazivech. Studie porovnala výsledky s referenční titrační metodou a vyhodnotila nákladovou efektivitu nově navrženého přístupu.

Použitá metodika

Mazivové vzorky byly analyzovány v transmisním režimu ve spektrálním rozpětí 400–2500 nm při konstantní teplotě 30 °C. Pro každou měřenou dávku nebyla nutná žádná chemická příprava. Spektra byla snímána automaticky a zpracována pomocí chemometrických algoritmů pro vývoj predikčních modelů kalibrovaných vůči titračně získaným hodnotám AN.

Použitá instrumentace

• XDS RapidLiquid Analyzer (400–2500 nm) s integrovanou regulací teploty
• 5,0 mm křemenná kyveta pro transmisní měření
• 815 Robotic USB Sample Processor XL pro automatické podávání až 141 vzorků
• 800 Dosino pro přesné dávkování kapalných standardů
• Softwarové nástroje Vision Air Complete a tiamo pro akvizici dat a vývoj predikčních modelů

Hlavní výsledky a diskuse

Predikční model pro stanovení kyselostního čísla vykázal koeficient determinace R2 = 0,950, standardní chybu kalibrace (SEC) 0,344 mg KOH/g a standardní chybu křížové validace (SECV) 0,395 mg KOH/g. Vysoká lineární korelace mezi hodnotami získanými Vis-NIR spektroskopií a referenční titrací potvrzuje spolehlivost metody. Analýza proběhne za méně než minutu, což představuje významné zrychlení oproti klasickým postupům.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení spotřeby chemikálií a nákladů na spotřební materiál
• Rychlá analýza bez nutnosti čištění a přípravy vzorků
• Vysoká automatizace a možnost sériového zpracování vzorků
• Jednoduchá integrace do rutinního QA/QC provozu laboratoří a výrobních linek

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda Vis-NIR spektroskopie pro stanovení kyselostního čísla maziv nabízí perspektivu dalšího rozšíření.

• Implementace inline a online monitoringu výroby maziv
• Rozšíření kalibrací na další fyzikálně-chemické parametry (viskozita, obsah vody)
• Využití pokročilých chemometrických a strojového učení pro zlepšení přesnosti
• Integrace do digitalizovaných systémů průmyslového Internetu věcí (IIoT)

Závěr

Vis-NIR spektroskopie pomocí XDS RapidLiquid Analyzer představuje rychlou, přesnou a nákladově efektivní alternativu ke klasické titraci při stanovení kyselostního čísla maziv. Metoda výrazně zkracuje dobu analýzy, minimalizuje spotřebu chemikálií a otevírá nové možnosti automatizace a online kontroly kvality.