Tensioattivo nel detersivo per bucato mediante spettroscopia Vis-NIR

Determinazione rapida senza l'uso di sostanze chimiche

Riassunto

I detersivi liquidi per bucato contengono ammorbidenti, agenti sbiancanti, tensioattivi ed enzimi. Tra questi, il tensioattivo è il fattore più importante per l'effetto detergente, poiché scompone l'interfaccia tra composti polari e non polari. Questo permette al detersivo di essere efficace contro il grasso e le macchie di sporco o bevande.

La quantificazione del contenuto di tensioattivi viene solitamente eseguita mediante analisi primarie (ad esempio, titolazione potenziometrica bifase). Gli svantaggi includono fasi di preparazione manuale del campione, come la diluizione e la regolazione del pH, e il metodo stesso è dispendioso in termini di tempo. Al contrario, la spettroscopia Vis-NIR ha un tempo di risposta inferiore a 1 minuto e non richiede alcuna preparazione del campione o sostanze chimiche per ottenere dati di alta qualità.

Analisi

The NIRS XDS RapidLiquid Analyzer with a 1 mm quartz cuvette, used to collect the spectra of surfactant samples.

Figure 1. NIRS XDS RapidLiquid Analyzer con cuvetta in quarzo da 1 mm, utilizzato per raccogliere gli spettri dei campioni di tensioattivi.

Un cliente ha fornito un totale di 37 campioni con contenuto di tensioattivi variabile. Gli spettri Vis-NIR (Figura 2) sono stati acquisiti con Metrohm NIRS XDS RapidLiquid Analyzer dotato di cuvetta in quarzo da 1 mm (Figura 1). I campioni sono stati misurati così come sono, senza alcuna fase di preparazione. La raccolta dati e lo sviluppo del modello sono stati eseguiti con il pacchetto software completo Vision Air.

**Tabella 1.** Panoramica delle apparecchiature hardware e software.
Strumento	codice Metrohm
XDS RapidLiquid Analyzer	2.921.1410
NIRS 1mm quartz cuvette	6.7401.200
Vision Air 2.0 Complete	6.6072.208

NIRS XDS RapidLiquid Analyzer

2.921.1410

Analisi veloci e precise di liquidi e sospensioni di tutti i tipi.Il NIRS XDS RapidLiquid Analyzer consente analisi veloci e precise di sostanze e ricette liquide. I risultati di misurazione precisi ottenuti premendo un pulsante rendono il NIRS XDS RapidLiquid Analyzer una soluzione affidabile e semplice per il controllo della qualità in laboratorio e nel processo. I campioni vengono posti in cuvette in quarzo utilizzabili più volte o in cuvette monouso in vetro, una camera di campionamento temperata provvede a condizioni di analisi riproducibili e quindi a risultati di misurazione esatti.

Cuvetta in quarzo, 1 mm

6.7401.200

Cuvetta in vetro di quarzo con una finestra in vetro di quarzo dalla massima purezza ed omogeneità. Le cuvette hanno una trasmissione superiore all'80% nella gamma di lunghezze d'onda da 200 nm a 2500 nm.Compatibile con:NIRS Spacer per set di cuvette 12,5 mm (6.7403.180); DS2500 holder per cuvette da 1 mm (6.7492.100); Supporto OMNIS NIR, cuvetta da 1 mm (6.07401.010);

Vision Air 2.0 Complete

6.6072.208

Vision Air - Software universale per la spettroscopia. Vision Air Complete è una soluzione software moderna e facile da utilizzare per l'impiego in ambiente regolamentato.Panoramica dei vantaggi di Vision Air: le applicazioni software individuali con interfacce utente personalizzate garantiscono un funzionamento intuitivo e semplice; semplice creazione e manutenzione dei protocolli; banca dati SQL per una gestione dei dati sicura e semplice; La versione Vision Air Complete (66072208) include tutte le applicazioni per la garanzia della qualità tramite spettroscopia Vis-NIR: applicazione per la gestione degli strumenti e dei dati; applicazione per lo sviluppo di metodi; applicazione per l'analisi di routine; Altre soluzioni Vision Air Complete: 66072207 (Vision Air Network Complete); 66072209 (Vision Air Pharma Complete); 66072210 (Vision Air Pharma Network Complete);

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Risultato

Il grafico ottenuto (Figura 3) mostra un'elevata correlazione (R² = 0,97) tra i valori previsti dal NIRS e quelli del metodo di riferimento. Il rapporto quasi perfetto tra SEC e SECV dimostra la validità del modello.

Selection of liquid detergent Vis-NIR spectra obtained using a XDS RapidLiquid Analyzer and a 1 mm quartz cuvette.

Figure 2 Selezione di spettri Vis-NIR del detergente liquido ottenuti utilizzando XDS RapidLiquid Analyzer e una cuvetta di quarzo da 1 mm.

Correlation diagram and the respective figures of merit for the prediction of surfactant in liquid detergent using a XDS RapidLiquid Analyzer. The surfactant lab value was evaluated using HPLC.

Figure 3 Diagramma di correlazione e rispettivi indici di merito per la previsione del tensioattivo in un detergente liquido utilizzando XDS RapidLiquid Analyzer. Il valore di laboratorio del tensioattivo è stato valutato mediante HPLC.

**Tabella 2.** Cifre di merito per la previsione del contenuto di tensioattivi nel detersivo liquido utilizzando XDS RapidLiquid Analyzer.
Figures of merit	Value
R²	0.97
Standard error of calibration	2.20 mmol/100 g
Standard error of cross-validation	2.38 mmol/100 g

Conclusione

I risultati presentati in questo studio dimostrano che il metodo Vis-NIR è particolarmente indicato per la quantificazione rapida della concentrazione di tensioattivi nei detergenti. L'utilizzo del Vis-NIR per questa applicazione consente di risparmiare 10 minuti per campione rispetto ad altri metodi (Tabella 3).