大約從2010年7月起，美國(guó)的消費(fèi)者開(kāi)始注意到當(dāng)盤子、杯子和炊具從自動(dòng)洗碗機(jī)里拿出來(lái)之后并非像他們期望的那樣干凈。罪魁禍?zhǔn)资橇姿猁}，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，是磷酸鹽的缺乏。

 

這是因?yàn)榱姿猁}具有剝離食物顆粒和潤(rùn)滑脂的優(yōu)點(diǎn)，但它們一旦通過(guò)某種方式進(jìn)入湖泊和溪流，就會(huì)使藻類大量繁殖，而過(guò)多的藻類會(huì)掠奪水中的陽(yáng)光，侵占水中的氧氣，從而破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。

 

所以到2010年夏天時(shí)，美國(guó)已有16個(gè)州禁止銷售磷酸鹽含量超過(guò)0.5%家用洗碗機(jī)洗滌劑。洗滌劑制造商不得不把磷酸鹽從它們所有的產(chǎn)品中都消除。

 

 

此圖顯示一個(gè)有關(guān)雞蛋和麥片殘留物評(píng)級(jí)系統(tǒng)的案例，評(píng)級(jí)系統(tǒng)是用來(lái)判定經(jīng)過(guò)工業(yè)洗碗機(jī)洗滌后的盤子的清潔度

 

因此，世界上***的化學(xué)公司巴斯夫（BASF）的研發(fā)人員需要找一個(gè)新的制劑替代磷酸鹽的清洗性能。這個(gè)任務(wù)落在了巴斯夫化學(xué)護(hù)理品事業(yè)部門化學(xué)家們的肩上，其中包括公司的全球技術(shù)大客戶經(jīng)理Jim Dailey。

 

“作為化學(xué)家，我們一直在尋找協(xié)同效應(yīng)。”Dailey說(shuō)，“在這種情況下，我們想找到一種具有協(xié)同效應(yīng)的化學(xué)成分，它會(huì)產(chǎn)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(xué)成分的混合物。”

 

最終，來(lái)自SAS公司的JMP高級(jí)統(tǒng)計(jì)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(jīng)過(guò)環(huán)境保護(hù)署所認(rèn)證的、專為環(huán)保項(xiàng)目設(shè)計(jì)的***個(gè)產(chǎn)品。而助劑是指加入了堿性物質(zhì)以提高清潔能力的無(wú)機(jī)化合物。

 

當(dāng)Dailey和他的同事們開(kāi)始這項(xiàng)任務(wù)時(shí)，就不約而同地都啟動(dòng)了JMP軟件，通過(guò)在電腦的桌面式運(yùn)行、基于內(nèi)存計(jì)算的統(tǒng)計(jì)圖形動(dòng)態(tài)鏈接來(lái)加速發(fā)現(xiàn)。

 

JMP不僅幫助Dailey和他的同事們更有效地探索數(shù)據(jù)，而且?guī)椭麄児?jié)省了大量時(shí)間。通過(guò)使用JMP中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE功能對(duì)各種混合物進(jìn)行多因素實(shí)驗(yàn)，Dailey的團(tuán)隊(duì)至少節(jié)省了75%以上的設(shè)計(jì)時(shí)間。

 

“我是一個(gè)化學(xué)家，不是統(tǒng)計(jì)學(xué)家，”Dailey說(shuō)，“我真的很感激JMP使事情變得又快又簡(jiǎn)單。”

 

“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE允許我們用最少數(shù)量的實(shí)驗(yàn)次數(shù)來(lái)研究整個(gè)實(shí)驗(yàn)空間，”他解釋說(shuō)，“然后我們就能夠?qū)?shù)據(jù)建模，估計(jì)尚未做過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與性能，接著再回去確認(rèn)一下。”

 

廚房測(cè)試

 

巴斯夫公司的化學(xué)護(hù)理品事業(yè)部為市場(chǎng)提供的是一條內(nèi)容豐富的產(chǎn)品線，包括表面活性劑、聚合物、潤(rùn)膚劑、螯合劑、紫外線過(guò)濾器和殺菌劑等，用于個(gè)人和家庭護(hù)理，工業(yè)清洗和其他技術(shù)應(yīng)用。其客戶含蓋了一些世界上***的消費(fèi)者和商業(yè)清潔公司。

 

Dailey在研發(fā)部工作，磷酸鹽的問(wèn)題在2008年時(shí)落在了他的辦公桌上。為了推動(dòng)已在進(jìn)展中的磷酸鹽消除工作，Dailey發(fā)起了一個(gè)項(xiàng)目，評(píng)估應(yīng)用在工業(yè)清潔方面的磷酸鹽替代配方。

 

使用JMP，他開(kāi)始對(duì)企業(yè)洗碗機(jī)、工業(yè)洗衣機(jī)和硬表面清洗配方中的成分組合物的協(xié)同效應(yīng)的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。有一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是將烤雞蛋、燕麥和肉汁盛上盤子，然后在企業(yè)洗碗機(jī)中洗盤子。

 

“我們?cè)O(shè)計(jì)了一種測(cè)試方法，用來(lái)顯示制劑之間的差異。”Dailey說(shuō)。“那時(shí)候我們做了一個(gè)三水平的混料設(shè)計(jì)，使用JMP來(lái)進(jìn)行有效的模型構(gòu)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(lái)抵消水中金屬物質(zhì)對(duì)清洗過(guò)程的阻止作用。

 

Dailey和他的團(tuán)隊(duì)選擇了七種成分來(lái)進(jìn)行混合設(shè)計(jì)，考察各種配方的有效性。他們發(fā)現(xiàn)某些混合物的清洗效果與含有磷酸鹽的產(chǎn)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(gè)發(fā)現(xiàn)。”他說(shuō)。

 

在確定了合適的組合物之后，Dailey用JMP來(lái)***限度地提高性能，同時(shí)又盡可能地降低成本。“在JMP的刻畫器中使用意愿函數(shù)功能，使我們能夠很容易地同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)。”他說(shuō)，“我們知道了怎樣用***的成本去***地洗除剩菜的痕跡。”

 

巴斯夫的客戶已確認(rèn)含Trilon® M的螯合劑的清洗效益，現(xiàn)在已經(jīng)把它應(yīng)用在他們的工業(yè)化清洗產(chǎn)品中。

 

“在很多方面都很有用”

 

對(duì)Dailey而言，除了節(jié)省時(shí)間，JMP中的多因素實(shí)驗(yàn)功能還有助于說(shuō)明研究結(jié)果。

 

“我經(jīng)常無(wú)法在單次單因子實(shí)驗(yàn)后得出明確的結(jié)論。”他說(shuō)，“但是使用JMP軟件定制設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)出模型后，我可以很清楚地表達(dá)產(chǎn)品性能中的***點(diǎn)，令我對(duì)我的結(jié)論始終充滿信心。”

 

Dailey經(jīng)常使用JMP的“圖形生成器”，這個(gè)工具可以讓他以鼠標(biāo)點(diǎn)擊和拖拉的交互方式建立一個(gè)個(gè)圖形化分析。

 

“這在許多方面都是非常有用的。”他說(shuō)，“你可以開(kāi)始探索自己的數(shù)據(jù)，而且比以往熟悉得更快。”

 

“數(shù)據(jù)過(guò)濾器”是另一個(gè)Dailey偏愛(ài)的功能，特別是在處理大數(shù)據(jù)表格時(shí)。它能夠迅速過(guò)濾出指定的行記錄，無(wú)疑又為分析人員節(jié)省了大量時(shí)間。

 

Dailey還特別欣賞JMP軟件中的“均值比較”功能。“JMP是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具，因?yàn)樗梢宰屇阌弥眯艆^(qū)間的方式更有效地比較均值。”他解釋說(shuō)。

 

“很多人不會(huì)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(shuō)，“我告訴我們團(tuán)隊(duì)的成員說(shuō)：如果需要顯示產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，或者想要表達(dá)一個(gè)產(chǎn)品是比另一個(gè)產(chǎn)品更好時(shí)，就會(huì)用到均值比較。”

 

“這些應(yīng)用都是非常重要的，而JMP在這方面表現(xiàn)得非常棒。”

 

 

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

 

對(duì)研發(fā)部門而言，運(yùn)用JMP這樣的現(xiàn)代化分析工具更快速地產(chǎn)生更多有意義的研發(fā)成果，當(dāng)然是件好事，更何況對(duì)環(huán)境保護(hù)也有裨益。