Контроль качества минеральных удобрений с помощью ИК-Фурье спектроскопии

В 2025 году во всем мире было использовано более 200 миллионов тонн удобрений, чтобы адаптировать сельское хозяйство к постоянно растущему спросу. Уже сейчас 50% мирового сельскохозяйственного урожая можно получить только за счёт внесения удобрений. Чтобы и в будущем получать такие же урожаи, нужны специальные удобрения с разным составом, отвечающие различным требованиям.

Производство удобрений является сложным, постоянно развивающимся технологическим процессом. Контроль качества при этом — важная комплексная система, которая охватывает все этапы: от входного контроля сырья до финальной проверки готовой продукции. Её цель — гарантировать, что удобрения соответствуют установленным стандартам по составу, безопасности и потребительским свойствам.

Выборочный регламентный пробоотбор и анализ в лаборатории с использованием классических методов остаётся стандартом. Однако при многотоннажном производстве такой подход часто бывает запоздалым и может привести к браку продукции и, как следствие, убытку компании.

Компания Спектрайт предлагает вашему вниманию метод FT-NIR спектроскопии (ИК-Фурье спектроскопии в ближнего инфракрасной (БИК) области), который является эффективной альтернативой традиционным лабораторным методам «мокрой» химии. Данный метод не требует длительной пробоподготовки и позволяет одновременно, менее чем за минуту, анализировать ряд таких важных показателей качества как:

Помимо суммарных показателей (например, общего содержания азота), можно определить содержание отдельных компонентов, таких как аммонийный азот, нитратный азот и т.д. Кроме того, в зависимости от матрицы и концентрации можно определить содержание добавленных минералов или элементов, таких как кальций или магний.

Анализ в лаборатории

Master10-S полноценный лабораторный FT-NIR спектрометр c встроенной «интегрирующей сферой» позволяющий работать с любыми твёрдыми, сухими, пастообразными продуктами и суспензиями. Весь процесс анализа занимает меньше минуты: достаточно насыпать продукт в специальный измерительный стакан и установить на прибор. За счёт вращения образца происходит измерение большой площади и многократное усреднение спектра, что помогает в работе даже с негомогенными продуктами.

Контроль процесса производства и готового продукта в режиме on-line

В производстве гранулированных удобрений рекомендуется использовать несколько точек измерения. Проверка состава сырья перед его подачей в технологический процесс, а также проверка состава конечного продукта после смешивания или гранулирования обеспечивает оптимальный контроль качества.Переход от выборочного к тотальному контрою на всех стадиях производства возможен с помощью промышленной системы MASTER10-Pro. Спектрометр разработан на единой с лабораторными приборами платформе, но оснащён мультиплексором для работы с оптоволоконными датчиками.

Сенсорный бесконтактный датчик Dual Eye идеально подходит для измерения движущегося сыпучего продукта методом диффузного отражения. Два встроенных вольфрамовых источника освещают образец. Рассеянный свет собирается коллиматором и по оптоволоконному кабелю направляется в спектрометр. Датчик можно установить на конвейерную ленту, самотёк или прикрепить к реактору с помощью фланца. К одному спектрометру можно присоединить до восьми датчиков на расстояние до 150 метров. Все результаты передаются в систему управления по промышленным протоколам связи. Это позволяет быстро и своевременно контролировать несколько процессов и поддерживать высокое качество продукции.

Компания Спектрайт имеет многолетний опыт поставок и внедрения NIR технологий для решения задач при производстве минеральных удобрений.