Willem Struijk, oprichter van SFC Engineering (sfce.nl), een onderzoeksbureau op het raakvlak van laboratoriumonderzoek en forensisch-chemisch onderzoek | Foto: Willem Struijk
Waarom gaan kwaliteitskaarsen ineens druipen, wordt eetbare vingerverf plots dun, en koelmiddel zomaar troebel? Op dit soort raadselachtige vraagstukken, waar kwaliteitscontrole zich geen raad mee weet, weet Willem Struijk met zijn forensisch-chemische onderzoeksmethode eigenlijk altijd een antwoord te vinden. Na tientallen jaren ervaring in onderzoek, analytische en fysische chemie en product- en procescontrole ondersteunt hij nu met SFC Engineering zowel laboratoria als ondernemingen bij het zoeken naar pragmatische oplossingen voor complexe uitdagingen.
Niet lang nadat Willem Struijk ‘Nedlab’ verkocht, acht hij het tijd voor een volgend avontuur: in Meppel heeft hij SFC Engineering opgericht, een onderzoeksbureau op het raakvlak van laboratoriumonderzoek en wat hij noemt ‘forensic chemical engineering’. Root-cause analyse van productfalen is zijn kernexpertise.
“Dat is de techniek om met kennis van de chemie de oorzaak van productfalen tot op het bot te kunnen traceren. Dat doen we door het traject van ontwerp, productie, gebruik en hergebruik in detail te volgen. Juist daar ligt mijn passie: het systematisch ontrafelen van complexe vraagstukken met chemie en procesmatig denken als basis. Door grondig onderzoek en een analytische aanpak help ik organisaties de werkelijke oorzaak te vinden achter hun kwaliteitsproblemen – en daarmee structurele oplossingen mogelijk te maken.”
Willem Struijk
Detective
Wanneer een product faalt, een proces instabiel wordt of kwaliteitsproblemen blijven terugkomen, zit kwaliteitscontrole vaak met de handen in het haar. Jaren ging het goed, er is niets veranderd aan het proces, en ineens komen er klachten. Natuurlijk is daar een oorzaak voor, maar de kennis ontbreekt vaak om erachter te komen, evenals een heldere blik op eigen processen. “Het kan in de kleine details zitten, die insiders vaak niet zien. Vaak blijkt de echte oorzaak vaak complexer en vanuit een hele andere hoek te komen dan op het eerste gezicht lijkt”, stelt Struijk.
Niet direct conclusies trekken, eerst de boel goed in kaart brengen, is zijn motto. Hij gaat daarbij als een detective door het hele proces heen om te achterhalen waarom iets ineens misgaat. Laboratoria-data kunnen daarbij dienen als ondersteunend bewijs. De chemie is breed, en zo ook Struijks expertisegebied. “Denk hierbij aan farmaceutische producten, cosmetica, voedingsadditieven, oliën en vetten, oplosmiddelen, fijnchemie, additieven in de petrochemische industrie, smeermiddelen, brandstoffen, polymeren, noem maar op.”
“Juist daar ligt mijn passie: het systematisch ontrafelen van complexe vraagstukken met chemie en procesmatig denken als basis”
Willem Struijk
Procesanalyse
Het valt Struijk bij zijn klanten vaak op dat ze ervan uitgaan dat als de procedures kloppen, de kwaliteit geborgd is. Een blinde vlek, stelt hij, want dikwijls blijkt de reden wel degelijk intern te liggen. Als voorbeeld geeft hij de contaminatie van een koelmiddel, waar na verloop van tijd troebeling in optreedt. Er blijken vreemde deeltjes in te zitten, maar de analyses tonen geen overschrijdingen.
“Dit is het moment waarop forensic chemical engineering begint. Niet focussen op de symptomen, maar het hele proces ervoor doornemen. Dus: waar kwam de contaminatie binnen? Waarom kon ze binnenkomen? Waarom werd ze niet eerder gedetecteerd? Onze aanpak is verder te kijken dan de directe vervuiling. Wij onderzoeken: de chemische samenstelling van de contaminant, de wisselwerking met toevoegingen, interactie met het additievenpakket, veranderingen in viscositeit en zuurgetal, en eventuele oxidatieve of hydrolytische degradatie. Mijn ervaring is dat dan niet zelden blijkt dat de ‘vervuiling’ komt door externe factoren die helemaal niets te maken hebben met de gebruikte grondstoffen.” Zoals? “Nou, denk aan materiaaldegradatie in leidingen, een onjuist reinigingsprotocol, menselijke fouten … De vloeistof zelf is dus niet het probleem; het ligt aan het systeem. De vraag is dus niet: wat zit erin? Maar: hoe kon het erin terechtkomen?”
“In dit geval lieten de chromatogrammen zien dat de samenstelling in nieuwe leveringen gewijzigd was, waardoor de problemen ontstonden”
Chromatografische analyses
Een van zijn klanten kampte met kaarsen die plotseling gingen druipen. “Je hebt ook druipkaarsen, prachtig, maar deze moesten dat juist niet doen. Ze hadden geen idee wat de oorzaak was. Er was niets veranderd aan het proces. Ze hadden al jarenlang dezelfde leverancier van paraffine. Alle grondstoffen ondergaan er ingangscontrole en voldoen volledig aan de specificaties. Volgens de standaardanalyses van het kwaliteitscontrolelab was er niets mis met de grondstof. Chromatografische analyses toonden echter een verandering in de samenstelling van de paraffine aan. De verhouding tussen kortere ketens die sneller smelten en langere ketens die langer vast blijven, bleek gewijzigd. De paraffine voldeed in dit geval volledig aan de ASTM-specificaties. Maar dat zegt niet alles. Paraffine is een mengsel met koolstofketens van C20 tot C60, maar als het ene deel van je paraffine vast blijft bij een bepaalde temperatuur, en een ander deel vloeibaar, dan gaat het lopen. In dit geval lieten de chromatogrammen zien dat de samenstelling in nieuwe leveringen gewijzigd was, waardoor de problemen ontstonden.”
“Waar het écht misging? Bij het schoonmaken van de ketels”
Enzymen
Nog zo’n hersenbreker. Een producent van eetbare vingerverf kreeg ineens klachten over zijn product. De verf werd in de tijd steeds dunner; dat was nog nooit gebeurd. Struijk zag dat de receptuur ongewijzigd was, de grondstoffen werden netjes gecontroleerd en procesparameters waren stabiel. Kortom, geen fout in het recept, en ook in de productie ging alles volgens protocol.
“Waar het écht misging? Bij het schoonmaken van de ketels. Die vingerverf maken ze van aardappelzetmeel, maar werd waterdun na 3 maanden. Dat kwam door de werking van enzymen?” Hoe dan? “Bij het schoonmaken van de grote ketels kwam er weleens vuil mee omhoog. Daar vonden we eiwitten in, die er niet in mogen. Die zijn er blijkbaar op een gegeven moment ingekomen. Je hebt maar een paar enzymen nodig om het hele proces van ontbinding in gang te zetten.”
“Werken volgens protocol, dus ‘daar kan het niet aan liggen’, is killing voor het zelfstandig nadenken”
24/7
Veel van de problemen waar klanten Struijk voor inroepen, zijn terug te voeren op te strakke procedures. Bedoeld om de kwaliteit te kunnen beheersen, leidt dit onbedoeld tot rigiditeit in processen en op de automatische piloot draaien. Zijn tip is om hier niet in door te schieten. “Werken volgens protocol, dus ‘daar kan het niet aan liggen’, is namelijk killing voor het zelfstandig nadenken.” Aan Struijk dan de uitdaging om door die procedures heen te prikken en met creativiteit de oorzaak te achterhalen. “En dat is me nog nooit niet gelukt. Heb je last van schade of contaminatie van producten, dan kun je mij bellen. Dag en nacht.”
