과제

세제에서 인산염을 제거하라는 지시에 따라 BASF 화학자 팀은 유사한 세척 특성을 가진 화학 조성을 찾기 시작했습니다.

해결책

JMP® 통계적 발견 소프트웨어는 팀이 다양한 화합물의 성능을 평가하는 데 도움이 되었으며 상당한 시간을 절약하는 데 도움이 되었습니다.

결과

BASF 화학자들은 JMP를 사용하여 현재 전 세계 식기 세척제 제조업체에서 인산염 대신 사용하는 새로운 세척제 제형을 설계했습니다.

2010년 7월, 미국 전역의 사람들은 자동 식기 세척기에서 나오는 접시, 컵, 식기들이 자신들이 기대했던 만큼 깨끗하지 않다는 것을 깨닫기 시작했습니다. 원인은 인산염이었습니다. 더 정확히 말하면 인산염이 부족한 것이었습니다.

인산염은 음식물 입자와 기름을 벗겨내는 데 효과적이지만, 호수와 개울로 유입되면 햇빛을 가리고 물 속의 산소를 빼앗는 조류 개화를 일으켜 생태계를 파괴할 수 있습니다.

그래서 2010년 여름, 16개 주에서는 인산이 0.5% 이상 함유된 가정용 식기 세척 세제의 판매를 금지했습니다. 세제 제조업체들은 자사 제품에서 인산염을 없애는 것으로 대응했습니다.

세계 최대의 화학 회사인 BASF의 연구원들은 인산염의 세척 효과를 재현할 수 있는 물질을 찾아야 했습니다. 그 업무는 BASF 케어 케미컬 사업부의 화학자들에게 맡겨졌는데, 그중에는 글로벌 기술 주요 계정 관리자인 짐 데일리도 포함되었습니다.

"화학자로서 우리는 항상 시너지 효과를 모색하고 있습니다."라고 데일리는 말합니다. "그리고 이 경우, 우리는 원하는 특성을 만들어낼 수 있는 시너지 효과를 지닌 화학 조성을 찾고 싶었습니다.

"저희의 목표는 인산염과 유사한 세척 특성을 가진 화학 성분의 혼합물을 찾는 것이었습니다."

결국, JMP 통계적 발견 소프트웨어는 BASF 제품인 Trilon^® M과 기타 빌더 조성물을 함유한 혼합물이 인산염을 대체하는 데 가장 효과적인 것으로 입증되었음을 입증하는 데 도움이 되었습니다. Trilon M은 환경보호청의 환경을 위한 설계 프로그램에서 인증을 받은 최초의 제품입니다. 빌더는 세척력을 높여주는 알칼리성을 더해주는 무기 화합물입니다.

데일리와 그의 동료 화학자들이 인산염 대체에 대한 연구를 시작했을 때, 그들은 메모리와 데스크톱에서 통계와 그래픽을 동적으로 연결하여 발견을 촉진하는 JMP에 관심을 가졌습니다.

JMP는 데일리와 그의 동료들이 데이터를 보다 효과적으로 탐색하는 데 도움이 되었을 뿐만 아니라, 이 소프트웨어는 엄청난 시간 절약에도 효과가 있음이 입증되었습니다. 데일리의 팀은 JMP의 실험 설계 도구를 사용하여 다양한 혼합물에 대한 다중 요인 실험을 수행했습니다. 데일리는 JMP 덕분에 설계 시간을 75% 이상 단축할 수 있었다고 밝혔습니다.

"저는 통계학자가 아니라 화학자입니다." 데일리는 말한다. "JMP가 얼마나 빠르고 쉽게 작업을 처리할 수 있는지 정말 감사하게 됐습니다.

그는 "실험 설계를 통해 최소한의 실험으로 공간을 덮을 수 있었습니다."라고 설명했습니다. "그런 다음 우리는 데이터를 모델링하고 실험도 하지 않은 곳에서 성과를 추정한 다음 돌아가서 확인할 수 있었습니다."

주방 테스트

BASF 케어 케미컬 사업부는 계면활성제, 폴리머, 연화제, 킬레이트제, UV 필터, 살생제 등 광범위한 제품을 생산하며, 이러한 제품은 개인 및 가정 관리, 산업 및 기관 세척, 기술 응용 분야에 사용됩니다. BASF의 고객에는 세계 최대 규모의 소비자 및 상업용 청소 대기업이 포함됩니다.

데일리는 연구개발에 종사하고 있는데, 그러다가 2008년에 인산염 문제가 그의 책상에 오르게 되었습니다. 인산염을 없애려는 움직임이 이미 진행 중이던 가운데, 데일리는 산업용 및 기관용 세척제에서 인산염 대체 제형을 평가하는 프로젝트를 시작했습니다.

그는 JMP를 사용하여 기관용 식기 세척제, 산업용 세탁제 및 단단한 표면 세척제 제품의 시너지 효과를 내는 성분 조합의 성능을 평가하기 시작했습니다. 한 실험에서는 접시에 계란, 오트밀, 그레이비를 얹어 구운 다음 기관용 식기 세척기로 접시를 씻는 것이었습니다.

"우리는 제형 간 차이를 나타내는 테스트 방법을 고안했습니다."라고 Dailey는 말합니다. "그런 다음 우리는 3단계 혼합 설계를 수행했고 JMP를 사용하여 해당 공간을 매우 효과적으로 모델링했습니다. 이 경우, 우리는 킬레이트제, 폴리머, 빌더의 조합을 살펴보았습니다." 식기 세척 세제의 킬레이트제는 세척 과정을 방해하는 물 속의 금속을 중화합니다.

데일리와 그의 팀은 혼합물 설계를 위해 7개의 구성요소를 선택하고 각 공식의 효과를 조사했습니다. 그들은 특정 혼합물이 인산염이 함유된 제품만큼 효과적으로 세척된다는 것을 발견했습니다.

그는 "JMP 덕분에 우리는 이것을 볼 수 있었습니다."라고 말했습니다.

Dailey는 적절한 시너지 효과가 있는 구성을 파악한 후 JMP를 사용하여 비용을 최소화하면서 성과를 극대화했습니다. "JMP Profiler에 바람직성 함수를 적용함으로써 두 응답의 바람직성을 쉽게 최대화할 수 있었습니다."라고 그는 말합니다. "우리는 가장 낮은 비용으로 가장 좋은 계란 제거 방법을 찾았습니다."

BASF의 고객들은 Trilon M 킬레이트제의 세척 효과를 확인했으며, 현재 자사 기관용 세척 제품에 사용하고 있습니다.

'너무나 많은 면에서 유용해요'

데일리의 경우, JMP의 다중 요인 실험 기능은 시간을 절약하는 것 외에도 연구 결과의 명확성을 높이는 데 도움이 되었습니다.

그는 "한 번에 한 가지 변수만 실험한 후에는 명확한 결론을 내리지 못하는 경우가 많습니다."라고 말합니다. "하지만 JMP Custom Design 플랫폼을 사용하여 개발한 모델을 사용하면 성과의 적정 지점을 명확하게 시각화할 수 있으며 항상 결론에 자신감을 가질 수 있습니다."

데일리는 JMP 그래프 빌더를 자주 사용하는데, 이를 통해 선택한 변수를 X축과 Y축에 끌어서 놓는 방식으로 대화형으로 그래픽 분석을 구축할 수 있습니다.

그는 "정말 여러 면에서 유용하죠"라고 말했습니다. "데이터 탐색을 시작하고 훨씬 더 빨리 익숙해질 수 있습니다."

데이터 필터링은 Dailey가 가장 좋아하는 기능 중 하나이며, 특히 매우 큰 테이블을 다룰 때 유용합니다. 그는 특정 행을 실시간으로 필터링할 수 있어 또 다른 큰 시간을 절약할 수 있었습니다.

그는 또한 소프트웨어의 수단 비교 기능을 높이 평가합니다. 그는 "JMP는 평균과 신뢰 구간을 효과적으로 비교할 수 있게 해주는 매우 강력한 도구입니다."라고 설명했습니다.

"많은 사람들이 평균을 올바르게 비교하지 않거나 전혀 비교하지 않습니다."라고 그는 설명합니다. "저는 우리 그룹에게 사람들이 반복 가능성을 보여주고 평균 비교를 통해 한 제품이 다른 제품보다 더 나은지 보여줘야 한다고 설교합니다.

"그게 정말 중요한데, JMP가 그걸 아주 잘 해내죠."

더 의미 있는 결과를 더 빨리 얻는 것은 확실히 사업에 도움이 됩니다. 특히 이 경우에는 호수, 개울, 접시에도 도움이 됩니다.