Может ли галогенный анализатор влажности заменить метод сушильного шкафа
Может ли быстрый галогенный анализатор влажности заменить метод сушильного шкафа? Ответ — да, при условии сопоставимости результатов, получаемых двумя методами, замена возможна. В этой статье на примере сравнения галогенного анализатора влажности с методом сушильного шкафа операторам даются практические рекомендации по этому процессу.
Влажность влияет на качество, срок хранения и удобство применения фармацевтических препаратов, пластмасс, пищевых продуктов, химикатов и литиевых аккумуляторов, поэтому контроль влажности необходим. Потеря массы при высушивании в шкафу — обычный арбитражный метод, но он медленный и ручной; галогенные анализаторы влажности просты в использовании и дают результат непосредственно за минуты.
Задача состоит в валидации галогенного метода относительно метода сушильного шкафа. В статье подробно описан подход; в некоторых отраслях галогенный метод уже является стандартным методом испытаний.
2.1. Важность содержания влаги
2.2. Потеря массы при высушивании в шкафу
2.3. Альтернативные решения
3.1 Оценка сопоставимости с учётом требований процесса
3.2 Пример сравнения методов при заданном содержании влаги
3.2.1 Оборудование
3.2.2 Критерии приёмки
3.2.3 Данные испытаний
3.2.4 Оценка данных
4.1. Надёжная сушка и правильная работа с образцом
4.2. Точный прибор
Наиболее частый вопрос: «Может ли быстрый галогенный метод заменить метод сушильного шкафа?» Да — при условии, что результаты обоих методов сопоставимы.
Это означает доказательство эквивалентности результатов в пределах определённых допусков — задача нетривиальная. В статье описано, как провести сравнение, какие ключевые критерии решения применить и какие практические шаги предпринять, чтобы продемонстрировать сопоставимость результатов.
В ней представлен метод сравнения, признаваемый на основе конкретных требований процесса (допустимой погрешности).
Содержание влаги — критически важный параметр качества в большинстве отраслей, включая пищевую, химическую и фармацевтическую промышленность.
Он определяет качество и стоимость сырья;
Он влияет на качество продукции (например, на срок хранения) и часто на маржинальность готовой продукции.
Он также является критически важным параметром управления технологическим процессом.
Контроль влажности жизненно важен; измерения должны быть надёжными и быстрыми, чтобы обеспечить своевременное вмешательство и избежать дорогостоящих простоев.
Для многих веществ предельное содержание влаги и применимые методы устанавливаются органами надзора или отраслевыми комитетами; указанный арбитражный метод обычно представляет собой высушивание в сушильном шкафу.
Высушивание в сушильном шкафу стабильно и надёжно и требует только шкафа и аналитических весов. Но оно медленное — как правило, 2–4 часа и более — и включает много ручных операций; ошибка означает повторное высушивание и многократное увеличение времени.
Метод сушильного шкафа непригоден для цеха — он слишком медленный и требует лабораторного персонала, поэтому не может соответствовать темпу производства.
Галогенный анализатор влажности работает по тому же принципу потери при высушивании, но гораздо быстрее (как правило, 5–15 мин) и проще — результат получают напрямую, без расчётов. Идеален для лаборатории и измерений у линии операторами в течение смены. В некоторых отраслях это признанный метод; в 2012 году ASTM опубликовал стандартный метод определения влаги в пластмассах с помощью галогенного анализатора влажности.
Таблица 1: Галогенный анализатор влажности и метод сушильного шкафа — преимущества и недостатки.
| | Метод сушильного шкафа | Экспресс-галогенный анализатор влажности |
| Принцип | Потеря при высушивании | Потеря при высушивании |
| Метод измерения | Образец нагревается конвекцией в термостатируемом сушильном шкафу в течение заданного времени; масса измеряется до и после; содержание влаги в % рассчитывают по разности. | Образец нагревается инфракрасным излучением галогенного излучателя; масса отслеживается непрерывно; содержание влаги в % рассчитывают по разности. |
| Преимущества |
|
|
| Недостатки |
|
|
Если результаты сопоставимы, галогенный метод может заменить метод сушильного шкафа. В этом разделе описано, как проверить сопоставимость.
Широко признанные критерии сопоставимости пришли из фармацевтики: USP указывает, что альтернативный метод (в данном случае галогенный) сопоставим, если его результаты отличаются от результатов арбитражного метода (сушильного шкафа) не более чем на «значимую величину». Об эквивалентности судят по сравнению прецизионности и точности; приемлемость зависит от допуска по влажности в конкретном применении (допуск по % MC).
Распространённый подход: задать для среднего значения и стандартного отклонения результатов сушильного шкафа допустимый интервал, а затем проверить, попадают ли в него результаты галогенного метода (см. таблицу 2).
| Характеристики | Критерии приёмки | Пример критериев приёмки |
| Точность | Δ%=| H-L | (где «| |» обозначает абсолютное значение) | Δ% ≤ 0,1 % — отлично Δ% ≤ 0,2 % — хорошо Δ% ≤ 0,4 % — приемлемо Δ% > 0,4 % — неприемлемо |
| Точность | Q = ΔL/ΔH | Q ≤ 1,5 — хорошо |
Таблица 2: Примеры допусков в качестве критериев приёмки для образцов с влажностью 2 %–15 %.
Обозначения:
H — среднее значение не менее 6 измерений на сушильном шкафу;
L — среднее значение не менее 6 измерений на галогенном анализаторе;
ΔH — стандартное отклонение не менее 6 измерений на сушильном шкафу;
ΔL — стандартное отклонение не менее 6 измерений на галогенном анализаторе;
Примечание: значения приведены в качестве примера — операторы должны проверить их пригодность для своего процесса; для образцов вне указанного диапазона могут подойти другие значения.
Для проверки сопоставимости в диапазоне (например, 1,00 %–8,00 %) контролируют точность и прецизионность на нескольких уровнях (как правило, 1,00 % MC, 4,50 % MC, 8,00 % MC); аналитики часто проверяют только критический уровень.
Здесь методы сравнивали при влажности образца 1 %.
Влажность этилцеллюлозы при высушивании в сушильном шкафу при 100–105 °C в течение 2 ч составляет не более 3,0 %;
Образец: этилцеллюлоза
Сушильный шкаф, весы и принадлежности
Быстрый галогенный анализатор влажности VicoMeter VM-E01
Вводное видео о быстром галогенном анализаторе влажности:
Методы сопоставимы при выполнении следующих критериев:
Точность
Разность средних значений меньше 0,1 %
Δ%=| H-L | ≤ 0.10%
Точность
Стандартное отклонение галогенного метода не превышает 1,5-кратного стандартного отклонения метода сушильного шкафа:
Q ≤ 1.5= ΔL/ΔH

1. Поместите пустую чашу для образца на подставку; после стабилизации показаний нажмите клавишу тарирования для обнуления.

2. Равномерно распределите образец по чаше и дождитесь стабилизации показаний на экране.

3. Нажмите клавишу «Пуск»; результат по влажности появится на экране в течение нескольких минут.
Однородную партию с влажностью около 1 % измеряют 10 раз каждым методом.
Таблица 3: Влажность этилцеллюлозы по методу сушильного шкафа и на галогенном анализаторе влажности
| Объект измерения | Содержание влаги (%) | |
| Метод измерения | Галогенный | Сушильный шкаф |
| 01 | 1.09 | 1.08 |
| 02 | 1.09 | 1.03 |
| 03 | 1.03 | 1.10 |
| 04 | 1.07 | 1.09 |
| 05 | 1.05 | 1.09 |
| 06 | 1.09 | 1.08 |
| 07 | 1.12 | 1.12 |
| 08 | 1.11 | 1.04 |
| 09 | 1.09 | 1.04 |
| 10 | 1.06 | 1.05 |
Средние значения и стандартные отклонения рассчитывают следующим образом
Таблица 4: Средние значения и стандартные отклонения содержания влаги (галогенный анализатор влажности и сушильный шкаф)
| Объект измерения | Содержание влаги | |
| Метод измерения | Галогенный | Сушильный шкаф |
| Среднее значение | 1.08 | 1.07 |
| Стандартное отклонение | 0.027 | 0.029 |
Точность
Δ%=| H-L | = |1.08-1.07| = 0.01%
Вывод: ниже критерия 0,1 % — отлично.
Точность
Q = ΔL/ΔH = 0.027/0.029 = 0.93
Вывод: Q ≤ 1,5 — критерий прецизионности выполнен.
Вывод: разность приемлема и находится в пределах значимой величины; галогенный метод сопоставим с методом сушильного шкафа.
Для успешного сравнения нужен хороший метод, обеспечивающий точные результаты: надёжная сушка, правильное обращение с образцом и точная калибровка.
Параметры, зависящие от образца (температура сушки, программа, масса навески, критерий отключения), определяют прецизионность и точность. Однородная подготовка образца повышает скорость и повторяемость.
Наибольшее влияние на точность оказывает разброс температуры нагрева (заданной и фактической). Точная юстировка с помощью набора для калибровки температуры и регулярные проверки позволяют вовремя обнаружить дрейф. Параметры, зависящие от образца (температура сушки, программа, масса навески, критерий отключения), определяют прецизионность и точность; однородная подготовка образца повышает скорость и повторяемость.
Если методы сопоставимы, галогенный метод может заменить метод сушильного шкафа. Замена выполняется путём простого сравнения не более чем по 20 измерениям с оценкой прецизионности и точности на соответствие требованиям процесса.
Как правило, для подтверждения сопоставимости достаточно не более одного дня — при этом галогенный анализатор быстрее и проще в работе.
Похожие материалы
Похожие товары
Решения
Недавно просмотренные товары
© Jiangsu Victor Instrument Meter Co., Ltd. Все права защищены | Карта сайта | Техническая поддержка: Операционный центр VicoMeter