Лаборатория будущего: автоматизированный роботизированный анализ нефтепродуктов

Анализ различных параметров нефтепродуктов является одним из наиболее частых запросов в контрактных лабораториях или лабораториях контроля качества. Автоматизация приобрела популярность в последнее десятилетие из-за большого количества необходимых тестов, а также использования агрессивных растворителей и реагентов. Существуют комбинированные автоматизированные настольные системы, но они по-прежнему требуют от операторов выполнения множества ручных операций. В этой статье в блоге приводится пример автоматизированной системы, которая выходит за рамки лабораторного стола, предлагая пользователям полностью автоматизированный анализ от начала до конца.

Преимущества автоматизации химического анализа

Переход от автономной лабораторной установки к полностью автоматизированной системе предоставляет множество преимуществ. Краткую сводку этих данных можно составить на примере анализа общего кислотного числа (TAN) и общего щелочного числа (TBN) в нефтепродуктах.

Для определения общего азота (TAN) и общего щелочного числа (TBN) в маслах необходимо использовать агрессивные растворители и титранты. Автоматизация всех этапов, включающих работу с этими реагентами, приводит к значительному снижению затрат. более безопасная рабочая среда для лаборантов, поскольку исключает воздействие химических веществ и их паров. 

Автоматизированная система обработки жидкостей Добавление растворителя или титранта оказывает прямое влияние на качество результатов. Это особенно актуально для анализа TAN/TBN. Точное добавление растворителя имеет решающее значение, поскольку растворитель может внести погрешность, которая исказит результат, если ее не учесть при анализе. Автоматизация этого этапа гарантирует, что каждое добавление будет выполнено абсолютно одинаково и отслеживаемым образом.

Включение как можно большего количества этапов анализа в автоматизированную процедуру помогает сотрудникам лаборатории во многих отношениях. Это приводит к более точные и прецизионные результаты и значительно экономит время поскольку система может работать круглосуточно в автоматическом режиме с непрерывной загрузкой образцов. Кроме того, меньшее количество ошибок означает сокращение числа образцов, которые необходимо повторять, что делает рабочий процесс более эффективным. более эффективный.

Прочитайте нашу статью в блоге, чтобы узнать о преимуществах автоматизации титрования.

Почему стоит задуматься об автоматизации — даже для простых процедур титрования?

Идем еще дальше в развитии робототехники.

Автоматизация процессов разбавления образцов, анализа, оценки и очистки/подготовки электродов уже помогает многим контрактным лабораториям и лабораториям контроля качества поддерживать высокий уровень эффективности. Однако есть еще куда стремиться. Следующим логическим шагом является автоматизация всего рабочего процесса — от момента поступления закрытой пробирки с образцом в систему до оценки результатов и очистки.

Система, предоставленная компанией KA Industrial Engineering Pte Ltd совместно с Metrohm, представляет собой роботизированную установку, использующую коллаборативный универсальный робот в сочетании с хорошо известным роботом-пробоотборником OMNIS для полной автоматизации анализа TAN и TBN.Рисунок 1). Вся система управляется программным обеспечением OMNIS. 

После того как образец помещен в систему, роботизированная рука выполняет различные этапы подготовки образца. Этот манипулятор оснащен несколькими инструментами для выполнения различных, и обычно утомительных, ручных задач.

Полностью автоматизированный роботизированный анализ общего азота (TAN) и общего азота (TBN) в нефтехимических образцах.

Представленная роботизированная система анализа Рисунок 1 Разработан для полной автономности — экономии времени, увеличения пропускной способности по обработке образцов, снижения трудозатрат и повышения безопасности повседневной работы в лабораториях контроля качества или контрактных лабораториях.

Автоматизированный рабочий процесс состоит из следующих шагов:

1. Пробирка с образцом подбирается и идентифицируется по штрихкоду.
2. Флакон помещают на вихревой шейкер для гомогенизации перед отбором репрезентативной пробы.
3. Крышка пробирки с образцом снимается, а роботизированная рука устанавливает чистый титрационный стакан на весы и берет новый наконечник пипетки, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
4. Проба отбирается аспирацией, а весы обнуляются для подготовки к измерению добавленной в стакан пробы.
5. Вес образца автоматически передается в программное обеспечение OMNIS, которое управляет всей настройкой.
6. Флакон закрывают и возвращают на прежнее место.
7. Стакан с образцом переносится в роботизированную систему отбора проб OMNIS, где на одном из имеющихся рабочих мест проводится потенциометрическое титрование.
8. Перед началом титрования оборудование для титрования очищается, а датчики предварительно подготавливаются для обеспечения оптимальных результатов.
9. После установки стакана с образцом в рабочую станцию растворитель добавляется автоматически, чтобы уменьшить контакт с агрессивными химическими реагентами.
10. После завершения титрования стакан автоматически опорожняется, а оборудование очищается.
11. Результаты обрабатываются и передаются в подключенную LIMS-систему.

При желании в рабочий процесс можно легко добавить определение титра и контрольных проб, а также калибровку датчика и проверку образцов. Программное обеспечение OMNIS, управляющее настройкой, предоставляет все необходимое для бесперебойной работы системы и немедленного информирования оператора в случае нарушения предельных значений.

Благодаря синхронной работе обоих роботов, следующие образцы уже подготовлены, а предыдущие определены, что гарантирует... постоянная высокая пропускная способность. Представленная система в Рисунок 1 Работает с двумя параллельно работающими рабочими станциями. Эту систему можно легко модернизировать до уровня, позволяющего обрабатывать до четырех рабочих станций, на которых одновременно работают одни и те же или даже разные приложения.

Эта роботизированная система, разработанная в рамках партнерства компаний Metrohm и KA Industrial Engineering Pte Ltd, предлагает... полностью отслеживаемый рабочий процесс который включает в себя множество функций безопасности. Для высокопроизводительного полностью автоматизированного анализа образцов и минимального контакта с агрессивными реагентами эта роботизированная система является оптимальным выбором.

Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать — посмотрите видео ниже, чтобы увидеть следующий шаг в роботизированной автоматизации химического анализа.

Заключение

После многих лет разработки решений по автоматизации лабораторных процессов для всех методов анализа, предлагаемых компанией Metrohm, мы сделали еще один шаг вперед, начав разработку лабораторной робототехники. Теперь стало возможным предлагать системы, которые могут Полностью взять на себя весь рабочий процесс, включая подготовку образцов и определение параметров. Обсуждаемая система — лишь один из примеров подобного подхода к роботизированному анализу общего азота (TAN) и общего азота (TBN) в нефтепродуктах. 

Ваши выводы из полученных знаний

Информационный бюллетень по применению: Титрование нефтепродуктов с определением полного кислотного числа

Информационный бюллетень по применению: Полное титрование нефтепродуктов по щелочному числу

Вебинар: Автоматизация повышает воспроизводимость и эффективность титрования.