MÉRÉSTECHNIKAI AKTUALITÁSOK és MEGOLDÁSOK. Nagy László (Aktivit Kft.)

Átírás

1 MÉRÉSTECHNIKAI AKTUALITÁSOK és MEGOLDÁSOK Nagy László (Aktivit Kft.)

2 Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén

3 Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén

4 Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén A mintavételek 25%-ában vizsgálandó ellenőrző paraméterek: Keménység Szulfát Klorid Nitrát Összes szerves szén (TOC) Enterococcus

5 Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén

6 Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén

7 Permanganát index (KOI ps ) mérés /MSZ / Behr Labortechnik (Düsseldorf) CSB System

8 Permanganát index (KOI ps ) mérés /MSZ / Behr Labortechnik (Düsseldorf) CSB System

9 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ A zavarosság definiciója A zavarosság olyan jellemző, mely kifejezi a minta fényelnyelő ill. fény-visszaverő mértékét, mely jelenség a fény egyenes áthaladása helyett következik be. A zavarosság mérés nem részecskeszám, vagy méretszámlálás, hanem annak az effektusnak a jellemzésére irányul, ami a mintán átbocsátott fény beesésekor történik. Fentiek miatt a zavarosság másodlagos jellemző, mely a körülmények sokaságának függvénye.

10 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Befolyásoló faktorok A tiszta vízben a beeső fény akadály nélkül hatol át. Lebegő részecskék jelenlétében a fény áthatolása akadályoztatottá válik. Ennek a gátlásnak a mértéke függ: a részecskék méretétől a részecskék alakjától a részecskék összetételétől a fényforrás hullámhosszától (színétől)

11 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ A zavarosságmérés különböző módszerei Gyertyás zavarosságmérés /átlátszóság vizsgálat/ Az áteresztett (átmenő) fény mérése /átlátszóság vizsgálat/ A 90 -os szórt (eltérített) fény mérése Arány-mérés (Átmenő fény : szórt fény) MSZ ISO 7027: 2.1. Az átlátszóság vizsgálata tesztcsővel 2.2. Az átlátszóság vizsgálata tárcsás módszerrel 3.3. A szórt fény mérésén alapuló módszer 3.4. Fénygyengülés mérésén alapuló módszer

12 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/

13 MÉRTÉKEGYSÉGEK Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ JTU = Jackson Turbidity Units: meghatározása a Jackson-gyertyás zavarosságmérő és 1 ppm-es koncentrációjú vizes szilicium-oxid szuszpenzió alkalmazásával történik FTU = Formazine Turbidity Units A mérés formazin (hidrazin-szulfát) standard-oldatra épül. A formazin zavarosság standard 2 %-os pontossággal előállítható és világszerte elismert. NTU = TE (Nephelometric Turbidity Units) = a zavarosság mérés a 90 -os szórt fény mérésén alapul. FNU = TEF (Formazine Nephelometric Units) Nefelometriásan mért, formazin standardra kalibrált mérési érték, IR fényforrás (alkalmazva az ISO 7027 és a DIN/EN szabványokban) FAU (Formazine Attenuation Units) A mintán átbocsátott fény csökkenésének mérése (általában 620 vagy 860 nm-nél), formazin standardra kalibrálva Más mértékegységek vagy átszámolhatók az NTU-ból, (pl. EBC, Nephelos) vagy egyedi módszer- ill. gyártó-függő egységek

14 Szabványok Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ A szabványok legfontosabb eltérése: az alkalmazott fényforrás fajtája MSZ/ISO 7027 IR LED 860 nm DIN EN IR LED 860 nm US EPA Method Tungsten (wolfram) lámpa ASTM D Tungsten (wolfram) lámpa Az IR LED alkalmazásának előnye a minta saját színének kismértékű hatása hátránya a kisebb érzékenység a kisméretű részecskékre Tungsten lámpa előnye az érzékenysége a kisméretű részecskékre hátránya a minta saját színének behatása.

15 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ A mérési eredmények összehasonlíthatósága Csak olyan értékek hasonlíthatók össze egymással, melyeket azonos mérési módszer (műszer) és azonos standard oldat alkalmazásával mértek! Figyelem! A mérési érték nagymértékben függ a mérés végrehajtásának mikéntjétől is.

16 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Kalibrálni A zavarosságmérőket formazin standardra kell kalibrálni, A formazin az egyetlen világszerte elismert elsődleges standard Probléma Az alapanyagok rákkeltők; A 4000 NTU-s törzsoldat közvetlenül állítandó elő, (2-3%-os pontosság); Eltarthatósága: 25 +/-3 C-on és sötétben max. 1 hónap a DIN/ISO szabvány szerint; A hígítóvizet bonyolult előállítani; A hígított oldatok nem tarthatók el.

17 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Kalibrálni Megoldás: Kiváltó standard oldatok használata, melyeket a gyártás során gondosan összemérnek a formazin oldattal, ezek az ún. szekunder standardok A szekunder standardok nem mérgezőek 24 hónapig eltarthatóak alacsony értékekre is előállíthatóak problémamentesen tárolhatóak

18 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Zavarosságmérő műszerek

19 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Zavarosságmérő műszerek

20 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Zavarosságmérő műszerek: WTW TURB 430 IR

21 Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ Zavarosságmérő műszerek: WTW TURB 430 IR

22 TIC TC TN b NPOC POC TOC = Total Inorganic Carbon (összes szervetlen széntartalom) = Total Carbon (összes széntartalom) = Total bound Nitrogen (összes kötött nitrogéntartalom) = Non-purgeable Organic Carbon (nem illékony szerves széntartalom) = Purgeable Organic Carbon (illékony szerves széntartalom) = Total Organic Carbon (összes szerves széntartalom)

23

24 (

25 TOC, Terület Alkalmazás Membrapure ppb analizátor 1 Mikroelektronika Technológiai víz unitoc online 10 Erőművek Technológiai víz unitoc online Vegyipar Technológiai víz unitoc online Gyógyszeripar Injekciós víz (WFI) unitoc process 50 Gyógyszer labor WFI, AP unitoc lab 100 Tisztavíz előállító rendszerek Technológiai víz Nagytisztaságú víz unitoc pricess unitoc lab/online Vízművek Nyers víz, ivóvíz unitoc lab/online Környezetvédelmi analitika Élővizek unitoc lab/online

26

27 Minta TIC HCO3 CO 2 CO3 CO 2 sav CO 2 TIC NDIR detektor + TOC ( CO 2 detektálás) Oxidáció C - CO 2 CO 2 TOC (NPOC)

28 Minta TIC HCO3 CO 2 CO3 CO 2 sav CO 2 TIC NDIR detektor + TOC ( CO 2 detektálás) Oxidáció C - CO 2 CO 2 TOC (NPOC)

29 Minta TIC HCO3 CO 2 CO3 CO 2 sav CO 2 TIC NDIR detektor + TOC ( CO 2 detektálás) Oxidáció C - CO 2 CO 2 TC TOC = TC - TIC IVÓVÍZ MÉRÉSNÉL NEM AJÁNLOTT!!!

30 oxidáció kémiai reagenssel (általában peroxi diszulfát, vagy hasonló reagens) oxidáció UV-besugárzással UV + kémiai reagens kombinációja Magas hőmérsékletű égetéssel (>600 o C) (általában katalizátor jelenlétében)

31 Magashőmérsékletű oxidáció Előnyök: A legintenzívebb oxidáció Lebegőanyag is lehet a mintában Szimultán TN mérés lehetősége Hátrányok: A kis térfogattal (0,1 ml) működő típusoknál reprodukciós gondok Intenzív gáz szárítás kell (NDIR) Alacsonyabb detektálási limit Online kivitele drága és komplikált Nagytisztaságú gáz igénye A legtöbb típus lassú Magasabb beszerzési és üzemeltetési költségek Nedves ( hideg ) oxidáció Előnyök: Nagy minta-térfogat, ezért nagyobb érzékenység jobb reprodukálhatóság kis értékeknél Öntisztító reaktor Alacsonyabb gáztisztasági követelmény Általában gyorsabb Online kivitele is egyszerű Kisebb beszerzési és üzemeltetési költség Hátrányok: A lebegő részeket tartalmazó mintáknál korlátozás Problémák nehezen oxidálódó anyagoknál TN mérés nem lehetséges

32 Az EN 1484 szabvány néhány fontos megállapítása illetve korlátozása: Az UV oxidáción alapuló rendszerek alkalmazására lebegőanyag-tartalmú mintáknál, szuszpenzióknál, ill. nem tökéletesen oldott mintarészeket tartalmazó minták esetében korlátozásokat tartalmaz, mivel az ilyen típusú minták oxidációja jelentősen korlátozottabb, minta az égetéses oxidációjú rendszerekben: "Az UV oxidáción alapuló rendszerek, a mikrocellulóz meghatározására, amely a részecsketartalmú mintára példa, nem alkalmasak. Az UV oxidáción alapuló rendszerek alkalmazására esetén a szabvány C-tartalomra korlátozást tartalmaz: "Az ultraibolya-eljárást, ahol oxidálószerként kizárólag oxigént alkalmazunk, csak a kis TOC-terhelésű vizekre korlátozva alkalmazzuk. A TOC tartalom különbség módszer alkalmazásával történő mérése esetén (indirekt módszer a TOC= TC-TIC összefüggés alapján) a szabvány rendelkezései szerint: "Ennek az eljárásnak az alkalmazásakor a TOC-értékének nagyobbnak kell lennie a TIC értékénél, vagy azzal egyenlőnek kell lennie."

33 Folyamatos fejlesztés több mint 110 éve

34 jelenleg... liquitoc 1... hightoc liquitoc variotoc cube

35 Ami döntően fontos a TOC mérésnél: A helyes mérési módszer (általában a közvetlen módszer, előzetes TIC kifújással) A tökéletes (100 %-os) TIC elválasztás A tökéletes (kvantitatív) oxidáció (a legjobb hatásfokot a katalítikus égetés biztosítja) A katalizátor felületének hatékony védelme a lerakódások ellen A teljesen gáz-tömör rendszer az oxidációtól a detektorig Hatékony víz- és saveltávolítás (detektor védelem) minél ritkább karbantartással Érzékeny NDIR detektor, alacsony kimutatási határral Zajmentes mérőjel-feldolgozás a detektornál (pl. digitális alapon) Keresztérzékenység-mentes detektor Robosztus felépítés, balesetmentes kezelhetőség Gyors mérés, olcsó üzemeltethetőség, univerzális alkalmazhatóság Ritka karbantartás, megbízható, minősített szoftver Megfelelő applikációs- és szerviz-háttér, minél hosszabb garancia

36 Tökéletes katalizátorvédelem és 3 ml mintatérfogat már 1993-ban: HighTOC

37 Nem a fantázia szüleménye, hanem A TAPASZTALAT EREJE Az új vario TOC cube cm (szélesség mélység magasság)

38 A TOC mérés folyamatábrája: variotoc cube

39 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Új mértéket állít a 6 ppb ppm TC méréstartománnyal Opcionálisan egész 50 mg C abs. tartalomig (szilárd mód) Opcionálisan 3 ppb 25,000 ppm (trace kivitel)

40 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Új mértéket állít a TOC analízisben a kb. 2-3 perc alatt végrehajtható TC analízissel

41 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Új mértéket állít a TOC analízisben Munka-tartomány: 0.05 ppm ppm C A TN b meghatározás lehetséges detektorai még: CLD 0.2 ppm 200ppm ECD 0.2 ppm 500ppm NDIR 0,05 ppm ppm Új NDIR detektorok kimagaslóan pozitív tulajdonságokkal az összesnitrogén (TN b ) meghatározás terén.

42 variotoc cube automata folyadék injektálás manuális mintaváltással tipikus modell-variánsok variotoc cube automata szilárd mintabeadás manuális mintaváltással variotoc cube teljesen automata szilárd mintaváltás variotoc cube teljesen automata folyadék injektálás

43 vario TOC cube: a tapasztalat ereje vario TOC szoftver Windows XP, Windows 7 operációs rendszerre. Státtusz kijelzés az analízis alatt, real time grafikák, LIMS-csatlakoztathatóság, GLP conformitás adat-redukcióval és dokumentációval

44 Upgrade modulok vario TOC cube: 32 pos. Automata mintaváltó modulok 50 pos. a tapasztalat ereje 80 pos. A moduláris koncepció megoldást kínál minden applikációra és illeszthető minden költségvetéshez. IR-detektor standard verzió TN b opció lehetősége IR-detector magas C% alapkészülék IR-detector trace verzió TN b opció lehetősége upgrade modulok 60 pos. Automata mintaváltó modulok 80 pos. 120 pos.

45 A variotoc cube egyedi sajátosságok Teljesen új alapokra épülő nagyteljesítményű CO2-detektor, mely minimumra csökkenti az interferenciákat, és óriási mértékben csökkenti a háttérzajt. A mérőjel 24 bites digitális feldolgozásával kombinálva (lehetővé vált a méréstartomány átkapcsolás nélküli páratlan kimutatási dinamika (ppb tartománytól egészen a százalékos tartományig) A fejlesztés eredményeként a variotoc cube komplett kezelése és távdiagnózisa könnyen végrehajtható internetes távkapcsolat segítségével. Ugyancsak egyszerűvé vált a Flash-EPROM esetleges firmware frissítésének lehetősége is PC-n és interneten keresztül. 10 év kemence- garancia!

46 A TN MÉRÉS TOC-val együtt Az összes nitrogén mérés égetéssel: TOC analizátorban (NO X detektálás) a régi típusú IR detektor: (kb mg/l N) (nem érzékeny a kis konc. tartományban, de igénytelen, robosztus, kis költségű) kemilumineszcenciás detektorral: (kb. 0, mg/l N) (igen érzékeny a kis konc. tartományban, sok karbantartás, nagy költségű) EC (elektrokémiai detektorral (kb. 0, mg/l N) (általában elegendő érzékenység, nincs karbantartás, kis költségű) Az új, digitális IR detektor: (kb. 0, mg/l N)

47 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Gigantikus C-méréstartomány: 0, mg/l C (standard), vagy választható 50 mg C absz, illetve 0, mg/l C (trace) az új generációs NDIR detektorokkal. Minden igényt kielégítő TN-méréstartományok választható detektor típussal (opció): mg/l (NDIR), 0, mg/l (CLD), ill. 0, mg/l (ECD). Égetési hőmérséklet: 1200 oc-ig, ill. rövid ideig akár 2000 o C -ig. Nagy mintatérfogat (3 ml-ig), hígítás nélkül, a teljes mennyiség detektálása => kevesebb manipuláció és meghibásodási lehetőség, nagyobb precízitás. Automata kalibráció lehetősége egyetlen standard oldat alkalmazásával A készülék felső részébe integrált automata mintaváltók 32 / 50 / 60 / 80 /120 pozícióval Automata mintaváltás lehetősége szilárd mintákra is (opció)

48 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Bármilyen méretű lebegő-részt tartalmazó minta analízisének lehetősége, automata mintaváltással Karbantartási helyek: csak az előlapi ajtó alatti síkon, összesen 4 ponton Könnyen üríthető só+hamu-gyűjtő leválasztó egység: ->teljes katalizátorvédelem. Zajmentes detektor-típusok, digitális jelvezetéssel. Spektrális interferencia mentes NDIR detektor extra linearitással 3-fokozató vízleválasztó rendszer Stabilizált gázáram detektálás 10 év kemence garancia speciális TIC modul szilárd minták direkt módban történő TIC mérésére (SoliTIC) Internetes távvezérlés, táv-diagnosztika lehetősége. IQ, OQ, PQ, SOP tanusítvány (opció).

49 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Folyadék, szilárd (por, iszap, paszta, stb.) minták analízisének lehetősége ugyanazon készülékkel, opcionális "szilárd modul" alkalmazásával, igen gyors átszereléssel. Igen egyszerű kezelhetőség, akár nem vegyész képzettségű kezelők számára Teljesen automata, felügyeletmentes üzem lehetősége az automata mintaváltó segítségével, akár éjszaka is, intelligens sorozatmérés utáni gáz- és fűtés-lezáró funkciókkal (programozható "készülék altatás és ébresztés") Áttekinthető menü, háttér-infó segítséggel, táblázatos, on-line grafikon és statisztikai kiértékelés funkciókkal, kezelőkre definiálható egyedi beléptető jelszó és jogosultság szintekkel. Rendkívül nagy méréstartományok, igen tág mintatérfogat beadási lehetőség: 0,01 ml és 3-4 ml között megválasztható. Kétzónás kemence rendszer: a második kemencetérben elhelyezett katalizátor védett a minták sótartalmának káros hatásaitól, mivel a mátrixleválasztás az első kemencetérben történik. Gáz: szintetikus levegő vagy oxigén, bármelyikkel üzemeltethető, kis helyigény

50 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Magyarországon már több, mint 60 Elementar gyártmányú automata analizátor üzemel, többek között valamennyi hatósági KÖFE és ÁNTSZ laboratórium használatos típusa. Magas hőmérsékletű égetéses feltárás - teljes szabvány megfelelőség Összes-nitrogén mérés szimultán lehetősége LIMS hálózatba integrálhatóság, IQ, OQ, PQ dokumentáció lehetősége (opció). 100% made in Germany: a gyártás kizárólag Németországban történik. Szilárd mintákhoz és iszapokhoz: gyors és automatizált TIC modul lehetősége elemi formájú széntartalom-rész (EC) mérés lehetősége hulladékokból szekvenciális pirolízis/égetés útján (opció)

51 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Automata kalibráció Automata fix kalibráció koncentrációval és különböző fix térfogatokkkal térfogatokkal és különböző auto-hígítás-effect koncentrációkkal hígítási Hígítási hiba sorozat nélkül Multi-point-calibration from a single standard solution Automatic outlier elimination

52 vario TOC cube: a tapasztalat ereje Nehezen égethető szilikon-karbid komponens analízise (SiBCN) Method Sample mean [%] SiBCN RSD (absolute) RSD (relative) % TOC [mg/l] 30,82 0,0683 0,0261 A variotoc cube egyedülállóan kíváló oxidációs képességét még az igen nehezen égethető anyagok esetében is kifejti, mint a SiBCN kerámiák, köszönhetően a kb o C hömérsékletnek.

53 Köszönöm szépen a figyelmüket. KÉRDÉSEK??????????????????????

54