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【行業信息】巴斯夫如何找到清潔餐具的秘密
發布者:admin    時間:2015/1/27 10:43:59    點擊:1942


大約從2010年7月起,美國的消費者開始注意到當盤子、杯子和炊具從自動洗碗機里拿出來之后并非像他們期望的那樣干凈。罪魁禍首是磷酸鹽,或者更準確地說,是磷酸鹽的缺乏。

這是因為磷酸鹽具有剝離食物顆粒和潤滑脂的優點,但它們一旦通過某種方式進入湖泊和溪流,就會使藻類大量繁殖,而過多的藻類會掠奪水中的陽光,侵占水中的氧氣,從而破壞整個生態系統。

所以到2010年夏天時,美國已有16個州禁止銷售磷酸鹽含量超過0.5%家用洗碗機洗滌劑。洗滌劑制造商不得不把磷酸鹽從它們所有的產品中都消除。


此圖顯示一個有關雞蛋和麥片殘留物評級系統的案例,評級系統是用來判定經過工業洗碗機洗滌后的盤子的清潔度



因此,世界上最大的化學公司巴斯夫(BASF)的研發人員需要找一個新的制劑替代磷酸鹽的清洗性能。這個任務落在了巴斯夫化學護理品事業部門化學家們的肩上,其中包括公司的全球技術大客戶經理Jim Dailey。

“作為化學家,我們一直在尋找協同效應。”Dailey說,“在這種情況下,我們想找到一種具有協同效應的化學成分,它會產生所需的性能。”

“我們的目的是找到與磷酸鹽清洗性能類似的化學成分的混合物。”

最終,來自SAS公司的JMP高級統計軟件幫助我們證明了一種包含巴斯夫特有的Trilon M和其他助劑組合物的混合物是磷酸鹽最有效的替代品。Trilon M是經過環境保護署所認證的、專為環保項目設計的第一個產品。而助劑是指加入了堿性物質以提高清潔能力的無機化合物。

當Dailey和他的同事們開始這項任務時,就不約而同地都啟動了JMP軟件,通過在電腦的桌面式運行、基于內存計算的統計圖形動態鏈接來加速發現。

JMP不僅幫助Dailey和他的同事們更有效地探索數據,而且幫助他們節省了大量時間。通過使用JMP中的實驗設計DOE功能對各種混合物進行多因素實驗,Dailey的團隊至少節省了75%以上的設計時間。

“我是一個化學家,不是統計學家,”Dailey說,“我真的很感激JMP使事情變得又快又簡單。”

“實驗設計DOE允許我們用最少數量的實驗次數來研究整個實驗空間,”他解釋說,“然后我們就能夠對數據建模,估計尚未做過實驗的結果與性能,接著再回去確認一下。”

廚房測試

巴斯夫公司的化學護理品事業部為市場提供的是一條內容豐富的產品線,包括表面活性劑、聚合物、潤膚劑、螯合劑、紫外線過濾器和殺菌劑等,用于個人和家庭護理,工業清洗和其他技術應用。其客戶含蓋了一些世界上最大的消費者和商業清潔公司。

Dailey在研發部工作,磷酸鹽的問題在2008年時落在了他的辦公桌上。為了推動已在進展中的磷酸鹽消除工作,Dailey發起了一個項目,評估應用在工業清潔方面的磷酸鹽替代配方。

使用JMP,他開始對企業洗碗機、工業洗衣機和硬表面清洗配方中的成分組合物的協同效應的性能進行評價。有一項實驗是將烤雞蛋、燕麥和肉汁盛上盤子,然后在企業洗碗機中洗盤子。

“我們設計了一種測試方法,用來顯示制劑之間的差異。”Dailey說。“那時候我們做了一個三水平的混料設計,使用JMP來進行有效的模型構建。在這種情況下,我們要考察螯合劑、聚合物和促凈劑的組合。”在餐具洗滌劑中,螯合劑用來抵消水中金屬物質對清洗過程的阻止作用。

Dailey和他的團隊選擇了七種成分來進行混合設計,考察各種配方的有效性。他們發現某些混合物的清洗效果與含有磷酸鹽的產品一樣好。


此圖為三元圖,顯示出不同混料模型在去除餐具污漬方面的能力變化



“JMP能夠讓我們看到這個發現。”他說。

在確定了合適的組合物之后,Dailey用JMP來最大限度地提高性能,同時又盡可能地降低成本。“在JMP的刻畫器中使用意愿函數功能,使我們能夠很容易地同時實現這兩個目標。”他說,“我們知道了怎樣用最低的成本去最好地洗除剩菜的痕跡。”BASF’s customers have confirmed the cleaning benefits of its Trilon M chelating agent and are now using it in their institutional cleaning products.

巴斯夫的客戶已確認含Trilon M的螯合劑的清洗效益,現在已經把它應用在他們的工業化清洗產品中。

“在很多方面都很有用”

對Dailey而言,除了節省時間,JMP中的多因素實驗功能還有助于說明研究結果。 “I’m often unable to draw clear conclusions after one-variable-at-a-time experiments,” he says. “But with models developed using the JMP Custom Design platform, I can clearly visualize sweet spots in performance, and I’m always confident in my conclusions.”

“我經常無法在單次單因子實驗后得出明確的結論。”他說,“但是使用JMP軟件定制設計平臺開發出模型后,我可以很清楚地表達產品性能中的最佳點,令我對我的結論始終充滿信心。”

Dailey經常使用JMP的“圖形生成器”,這個工具可以讓他以鼠標點擊和拖拉的交互方式建立一個個圖形化分析。

“這在許多方面都是非常有用的。”他說,“你可以開始探索自己的數據,而且比以往熟悉得更快。”

“數據過濾器”是另一個Dailey偏愛的功能,特別是在處理大數據表格時。它能夠迅速過濾出指定的行記錄,無疑又為分析人員節省了大量時間。

Dailey還特別欣賞JMP軟件中的“均值比較”功能。“JMP是一個功能強大的工具,因為它可以讓你用置信區間的方式更有效地比較均值。”他解釋說。“A lot of people don’t compare means correctly, or they don’t compare means at all,” he explains. “I preach to our group that people need to show their repeatability and show if one product is better than another using a means comparison.

“很多人不會正確地比較均值,或者他們壓根就不懂什么叫均值比較。”他解釋說,“我告訴我們團隊的成員說:如果需要顯示產品質量的穩定性,或者想要表達一個產品是比另一個產品更好時,就會用到均值比較。”

“這些應用都是非常重要的,而JMP在這方面表現得非常棒。”

此圖為單因素方差分析圖,顯示出不同的產品配方在清潔蛋漬的能力上存在著顯著差異



More meaningful results more quickly is certainly good for business – and, in this case, for lakes, streams and dishes.

對研發部門而言,運用JMP這樣的現代化分析工具更快速地產生更多有意義的研發成果,當然是件好事,更何況對環境保護也有裨益。


      
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