MÉRÉSTECHNIKAI AKTUALITÁSOK és MEGOLDÁSOK · PDF fileZavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ • A zavarosság olyan jellemző, mely kifejezi a minta fényelnyelő ill. fény-visszaverő

MÉRÉSTECHNIKAI AKTUALITÁSOK és MEGOLDÁSOK

• Nagy László

• (Aktivit Kft.)

Új előírások az ivóvíz ellenőrzés terén



A mintavételek 25%-ában vizsgálandó ellenőrző paraméterek: 1.3.1. Keménység 1.3.2. Szulfát 1.3.3. Klorid 1.3.4. Nitrát 1.3.5. Összes szerves szén (TOC) 1.3.6. Enterococcus



Permanganát index (KOIps) mérés /MSZ 448-20/

Behr Labortechnik (Düsseldorf) CSB System

Permanganát index (KOIps) mérés /MSZ 448-20/

Behr Labortechnik (Düsseldorf) CSB System

Zavarosság mérés /MSZ ISO 7027/

• 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 méret-

számlálás, 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.

A zavarosság definiciója

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)

Befolyásoló faktorok



Gyertyás zavarosságmérés /átlátszóság vizsgálat/

Az áteresztett (átmenő) fény mérése /átlátszóság vizsgálat/

A 90°-os szórt (eltérített) fény mérése Arány-mérés (Átmenő fény : szórt fény)

A zavarosságmérés különböző módszerei

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



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 20727 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

MÉRTÉKEGYSÉGEK


A szabványok legfontosabb eltérése: az alkalmazott fényforrás fajtája MSZ/ISO 7027 IR LED 860 nm DIN EN 27027 IR LED 860 nm US EPA Method 180.1 Tungsten (wolfram) lámpa ASTM D 1889-88 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.

Szabványok


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.

A mérési eredmények összehasonlíthatósága


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.

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

Kalibrálni


Zavarosságmérő műszerek


Zavarosságmérő műszerek


Zavarosságmérő műszerek: WTW TURB 430 IR


Zavarosságmérő műszerek: WTW TURB 430 IR

TOC mérés /MSZ EN 1484/

TIC = Total Inorganic Carbon

TC = Total Carbon

TNb = Total bound Nitrogen

NPOC = Non-purgeable Organic Carbon

POC = Purgeable Organic Carbon

TOC = Total Organic Carbon

(összes szervetlen széntartalom)

(összes széntartalom)

(összes kötött nitrogéntartalom)

(nem illékony szerves széntartalom)

(illékony szerves széntartalom)

(összes szerves széntartalom)


(http://www.ecs.umass.edu/cee/reckhow/courses/572/572bk9/572BK9.html)



TOC,ppb

Terület Alkalmazás Membrapureanalizátor

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 előállítórendszerek

Technológiai víz uniTOC pricess

Nagytisztaságú víz uniTOC lab/online

1 000 Vízművek Nyers víz, ivóvíz uniTOC lab/online

10 000 Környezetvédelmi analitika Élővizek uniTOC lab/online



Minta

TIC

+ TOC

sav

NDIR

detektor

( CO2 detektálás)

Oxidáció

C - CO2

HCO3 CO2

CO3 CO2

TIC

TOC (NPOC)

CO2

CO2


Minta

TIC

+ TOC

sav

NDIR

detektor

( CO2 detektálás)

Oxidáció

C - CO2

HCO3 CO2

CO3 CO2

TIC

TOC (NPOC)

CO2

CO2


Minta

TIC

+ TOC

sav

NDIR

detektor

( CO2 detektálás)

Oxidáció

C - CO2

HCO3 CO2

CO3 CO2

TIC

TC

CO2

CO2

TOC = TC - TIC IVÓVÍZ MÉRÉSNÉL NEM AJÁNLOTT !!!


• oxidáció kémiai reagenssel (általában peroxi diszulfát, vagy hasonló reagens)

• oxidáció UV-besugárzással

• UV + kémiai reagens kombinációja

• Magas hőmérsékletű égetéssel (>600 oC) (általában katalizátor jelenlétében)

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


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."


Folyamatos fejlesztés több mint 110 éve


highTOC liquiTOC varioTOC cube

1993 2004 jelenleg 1976

. . . . . . liquiTOC 1

1905


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


Tökéletes katalizátorvédelem és 3 mL mintatérfogat már 1993-ban: HighTOC


Nem a fantázia szüleménye, hanem A TAPASZTALAT EREJE

Az új vario TOC cube 48 × 55 × 57 cm (szélesség × mélység × magasság)


A TOC mérés folyamatábrája: varioTOC cube


Új mértéket állít a 6 ppb - 60 000 ppm TC méréstartománnyal

• Opcionálisan egész 50 mg Cabs. tartalomig (szilárd mód) • Opcionálisan 3 ppb – 25,000 ppm (trace kivitel)

vario TOC cube: a tapasztalat ereje


Új mértéket állít a TOC analízisben

a kb. 2-3 perc alatt végrehajtható TC analízissel



Új mértéket állít a TOC analízisben

Új NDIR detektorok kimagaslóan pozitív tulajdonságokkal az összes-nitrogén (TNb) meghatározás terén.

A TNb meghatározás lehetséges detektorai még:

CLD 0.2 ppm – 200ppm ECD 0.2 ppm – 500ppm NDIR 0,05 ppm - 50 000 ppm

Munka-tartomány:

0.05 ppm – 50 000 ppm C



tipikus modell-variánsok

varioTOC cube automata

folyadék injektálás manuális

mintaváltással

varioTOC cube automata szilárd mintabeadás manuális mintaváltással

varioTOC cube teljesen automata folyadék injektálás

varioTOC cube teljesen automata szilárd mintaváltás


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



alapkészülék

IR-detektor standard verzió IR-detector

trace verzió

Automata mintaváltó modulok

50 pos. 32 pos.

120 pos.

80 pos.

IR-detector magas C%

TNb opció lehetősége

80 pos. 60 pos.

Automata mintaváltó modulok upgrade modulok

Upgrade modulok

TNb opció lehetősége

A moduláris koncepció megoldást kínál minden applikációra és illeszthető minden költségvetéshez.



• 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.

A varioTOC cube egyedi sajátosságok

10 év kemence- garancia !


A TN MÉRÉS TOC-val együtt Az összes nitrogén mérés égetéssel:

TOC analizátorban (NOX detektálás)

• a régi típusú IR detektor: (kb. 1 … 2000 mg/l N)

(nem érzékeny a kis konc. tartományban, de igénytelen, robosztus, kis költségű)

• kemilumineszcenciás detektorral: (kb. 0,02 … 1000 mg/l N)

(igen érzékeny a kis konc. tartományban, sok karbantartás, nagy költségű)

• EC (elektrokémiai detektorral (kb. 0,5…2000 mg/l N)

(általában elegendő érzékenység, nincs karbantartás, kis költségű)

• Az új, digitális IR detektor: (kb. 0,05 … 50000 mg/l N)


Gigantikus C-méréstartomány: 0,006 - 60 000 mg/L C (standard), vagyválasztható50 mg Cabsz, illetve 0,003 - 25 000 mg/L C (trace) az új generációs NDIRdetektorokkal.

Minden igényt kielégítő TN-méréstartományok választható detektor típussal(opció):0.05 – 50 000 mg/L (NDIR), 0,002 - 200 mg/L (CLD), ill. 0,002 - 500 mg/L (ECD).

Égetési hőmérséklet: 1200 oC-ig, ill. rövid ideig akár 2000 oC -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 /120pozícióval

Automata mintaváltás lehetősége szilárd mintákra is (opció)



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 katalizátor-védelem.

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).



Folyadék, szilárd (por, iszap, paszta, stb.) minták analízisének lehetőségeugyanazon készülékkel, opcionális "szilárd modul" alkalmazásával, igengyors átszereléssel.

Igen egyszerű kezelhetőség, akár nem vegyész képzettségű kezelőkszámára

Teljesen automata, felügyeletmentes üzem lehetősége az automatamintaváltó segítségével, akár éjszaka is, intelligens sorozatmérés utáni gáz- ésfűtés-lezáró funkciókkal (programozható "készülék altatás és ébresztés")

Áttekinthető menü, háttér-infó segítséggel, táblázatos, on-line grafikon és statisztikaikiértékelés funkciókkal, kezelőkre definiálható egyedi beléptető jelszó és jogosultságszintekkel.

Rendkívül nagy méréstartományok, igen tág mintatérfogat beadásilehetőség:0,01 ml és 3-4 ml között megválasztható.

Kétzónás kemence rendszer: a második kemencetérben elhelyezett katalizátorvédett a minták sótartalmának káros hatásaitól, mivel a mátrixleválasztás azelső kemencetérben történik.

Gáz: szintetikus levegő vagy oxigén, bármelyikkel üzemeltethető, kis helyigény



Magyarországon már több, mint 60 Elementar gyártmányú automata analizátorüzemel, többek között valamennyi hatósági KÖFE és ÁNTSZ laboratóriumhasználatos 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 hulladékokbólszekvenciális pirolízis/égetés útján (opció)



Automata kalibráció

fix térfogatokkal és különböző koncentrációkkal

Hígítási sorozat

Automatic outlier elimination

Automata kalibráció

fix koncentrációval és különböző térfogatokkkal

auto-hígítás-effect hígítási hiba nélkül

Multi-point-calibration from a single standard solution



TOC [mg/L] Sample Method

SiBCN

0,0683 RSD (absolute)

0,0261

RSD (relative) %

30,82 mean [%]

Nehezen égethető szilikon-karbid komponens analízise

(SiBCN)

A varioTOC cube egyedülállóan kíváló oxidációs képességét még az igen nehezen égethető anyagok esetében is kifejti, mint a SiBCN kerámiák, köszönhetően a kb. 2000oC hömérsékletnek.


Köszönöm szépen a figyelmüket. KÉRDÉSEK ?

? ? ?

?

?

?

? ?

? ?

?

?

?

?

? ?

?

?

? ? ?

Documents

MÉRÉSTECHNIKAI AKTUALITÁSOK és MEGOLDÁSOK · PDF fileZavarosság mérés /MSZ ISO 7027/ • A zavarosság olyan jellemző, mely kifejezi a minta fényelnyelő ill. fény-visszaverő