Quality Control of Diesel Exhaust Fluid

Význam tématu

Kontrola kvality diesel exhaust fluid (DEF) je nezbytná pro zajištění optimálního fungování katalytických systémů a prevenci poškození výfukových soustav dieselových vozidel. Tradiční měření indexu lomu (ISO 22241-2:2019) je rychlé, ale nabízí nižší přesnost než chromatografické techniky. Zavedení rychlé, přesné a bezchemické metody tedy významně zlepšuje spolehlivost a efektivitu kontroly DEF.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo ověřit schopnost přístroje DS2500 Liquid Analyzer založeného na viditelné a blízké infračervené (Vis-NIR) spektroskopii pro kvantifikaci obsahu močoviny v DEF. Studie se zaměřila na rychlost analýzy, přesnost predikce a možnost zavedení metody do rutinní kontroly bez nutnosti chemické přípravy vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Pro měření bylo připraveno 16 vzorků vodných roztoků močoviny o koncentraci od 0,5 % do 40 % (v/v). Spektra se získávala v transmisním režimu v rozsahu 400–2500 nm za konstantní teploty 40 °C. Vzorky byly umístěny v jednorázových skleněných vialkách o světelné dráze 2 mm, což eliminovalo potřebu čištění. Softwarové zpracování dat a vývoj kalibračního modelu zajistil balík Vision Air Complete.

Použitá instrumentace

• DS2500 Liquid Analyzer (400–2500 nm, termostat 40 °C)
• Jednorázové vialky 2 mm pro transmisní měření
• Software Vision Air 2.0 Complete pro sběr dat a tvorbu modelu

Hlavní výsledky a diskuse

Predikční model byl kalibrován na všech 16 spektrech. Korelace mezi predikcí Vis-NIR a primární metodou vykázala koeficient determinace R2 = 0,999. Standardní chyba kalibrace (SEC) dosáhla hodnoty 0,23 % a standardní chyba křížové validace (SECV) byla 0,25 %. Výsledky potvrdily vysokou přesnost a reprodukovatelnost metody ve srovnání se standardní refraktometrickou a HPLC analýzou.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda Vis-NIR umožňuje:

• Detekci obsahu močoviny do jedné minuty bez chemické přípravy
• Snížení provozních nákladů díky absenci spotřebního materiálu a reagentů
• Rychlou integraci do výrobních a kontrolních linek v náročných provozních podmínkách

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda Vis-NIR je možné rozšířit i na jiné parametry DEF, například hustotu nebo koncentraci aditiv. Kombinace s automatizovanými vzorkovači a průtokovými články zvýší produktivitu a umožní kontinuální monitoring v reálném čase. Vývoj pokročilých chemometrických postupů dále zlepší robustnost kalibrací.

Závěr

DS2500 Liquid Analyzer nabízí spolehlivou, rychlou a bezchemickou alternativu ke standardním metodám stanovení močoviny v diesel exhaust fluid. Výsledky prokázaly vynikající shodu s referenčními postupy, což umožňuje efektivní nasazení v průmyslové praxi a QA/QC laboratořích.

Reference

• ISO 22241-2:2019 Diesel Exhaust Fluid – Determination of Urea Content by Refractive Index
• Metrohm Application Note AN-NIR-086: Quality Control of Diesel Exhaust Fluid