近赤外分析計（NIR）によるディーゼル排気液 (DEF) の品質管理

Fast determination of urea content with high accuracy

概要

ディーゼル排気液（DEF）の品質管理は、最適な触媒性能を確保し、ディーゼル車の排気システムへの損傷を防ぐために重要です。尿素含有量を測定する標準的な方法は、屈折率の測定 (ISO 22241-2:2019) であり、この方法は迅速ですが、他の方法 (例えば、HPLC)ほど正確ではないという問題点があります。このアプリケーションノートでは、DS2500リキッドアナライザー用いて、ディーゼル排気液（DEF）中の尿素定量を高精度に迅速に行えることを実証しています。サンプルの前処理不要で、化学薬品を用いない可視-近赤外 (Vis-NIR) 分析法により、ディーゼル排気液（DEF）の分析が1分以内で可能となります。

実験

DS2500 Liquid Analyzer and a diesel exhaust fluid sample filled in a disposable vial.

図1. ハードウェアおよびソフトウェアの構成

このアプリケーションノートでは、DS2500リキッドアナライザーを用いて、ディーゼル排気液（DEF）中の尿素定量を高精度に迅速に行えることを実証しています。サンプルの前処理不要で、化学薬品を用いない可視-近赤外（Vis-NIR）分析法により、ディーゼル排気液（DEF）の分析が1分以内で可
能となります。

表1. ハードウェアおよびソフトウェアの構成
装置	メトローム製品番号
DS2500 Liquid Analyzer	2.929.0010
Disposable vials, 2 mm diameter, transmission	6.7492.000
Vision Air 2.0 Complete	6.6072.208

DS2500 Liquid Analyzer

2.929.0010

ラボおよび生産環境における品質管理用の堅牢な近赤外分光法。NIRS DS2500 Liquid Analyzerは、生産チェーン全体に沿った液体のルーチン分析に実績のあるフレキシブルなソリューションです。頑丈な仕様により、NIRS DS2500 Liquid Analyzerは粉塵、湿気、および振動に強い為、過酷な生産環境での使用に理想的です。DS2500 Liquid Analyzer は400～2500 nmのスペクトル範囲全体をカバーし、サンプルを80°Cまで加熱し、様々な使い捨てバイアルやクオーツキュベットとの互換性を有します。このようにして個々のサンプル要件に対応し得るDS2500 Liquid Analyzerは、1分未満で正確かつ再現性ある結果を得られるようサポートします。さらに一体型のサンプルホルダ検出、および説明不要のVision Airソフトウェアを用いることで、ユーザーが簡単かつ安全に操作できることが保証されます。サンプル量が多い場合、Metrohmサンプルロボットと組み合わされたフローセルの導入によって、生産性を著しく向上させることができます。

使い捨てバイアル2mm用のDS2500ホルダー

6.7492.000

直径2 mmのガラス製使い捨てバイアル用インテリジェントホルダー

Vision Air 2.0 Complete

6.6072.208

Vision Air - 汎用性に優れた分光法ソフトウェア。Vision Air Complete は、規制環境下での使用のための、操作の容易な最新のソフトウェアソリューションです。Vision Air の利点の概要: 調整済みのユーザーインターフェースを伴う個別のソフトウェアアプリケーションにより、直観的かつ容易な操作が保証されます。; 作業手順の容易な作成およびメンテナンス; 安全かつ容易なデータ管理のための SQL データベース; バージョン Vision Air Complete (66072208) には、可視近赤外分光法を用いた品質管理のための全てのアプリケーションが含まれています: 装置管理およびデータ管理のためのアプリケーション; メソッド開発のためのアプリケーション; ルーチン分析のためのアプリケーション; その他の Vision Air Complete ソリューション: 66072207 (Vision Air Network Complete); 66072209 (Vision Air Pharma Complete); 66072210 (Vision Air Pharma Network Complete);

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結果

測定した16種類のサンプルの全Vis-NIRスペクトル (図2)を用いて、尿素含有量の検量線予測モデルを作成しました。検量線予測モデルの精度はNIR予測値と従来分析値の相関モデルにより評価しました。それぞれの統計値（FOM）は、日常（ルーチン）分析時の予測精度を表します。

Vis-NIR spectra of diesel exhaust fluids with varying urea content measured on a DS2500 Liquid Analyzer.

図2. DS2500リキッドアナライザーで測定した、尿素含有量の異なるディーゼルエンジン排出液（DEF）のVis-NIRスペクトル

Correlation diagram for the prediction of urea content in diesel exhaust fluids using a DS2500 Liquid Analyzer.

図3. DS2500リキッドアナライザーを用いたディーゼルエンジン排出液中の尿素含有量の予測検量線モデルの相関図

表2:DS2500リキッドアナライザーで測定したディーゼルエンジン排液中の尿素含有量を予測検量線モデルの統計値（FOM）
統計値	数値
R²	0.999
検量線標準誤差（SEC）	0.23%
交差検証時標準誤差（SECV）	0.25%

結論

このアプリケーションノートでは、ディーゼルエンジン排液（DEF）中の尿素含有量をDS2500リキッドアナライザーを用いて精度良く測定できることを実証しました。Vis-NIR分光法は高精度の高速定量を可能にし、標準法（従来の分析法）の代替法となりえます。さらに、密度のような物理的パラメーターについても同様のNIR分光法が応用可能であるか検証する必要があります。