TOC-L каталитическое окисление

Лабораторные анализаторы общего органического углерода серии ТОС-L с реактором низкотемпературного термокаталитического окисления

  • Описание
  • Характеристики
  • Принцип метода
  • Соответствие
  • Применение

Описание

Лабораторные анализаторы общего органического углерода серии TOC-L, разработанные компанией Шимадзу, работают по методу каталитического окисления при 680⁰С. Это позволяет эффективно анализировать органические соединения всех типов в широким диапазоне рабочих концентраций от 4 мкг/л до 30 000 мг/л по углероду.

Наиболее важной особенностью анализаторов углерода серии TOC-L является их способность эффективно окислять не только легкоразлагающиеся низкомолекулярные органические соединения, но и труднорастворимые макромолекулярные органические соединения, что в свою очередь позволяет работать как с насыщенными органикой образцами, так и с высокой чувствительностью анализировать ультрачистую воду.

Выберите одну из 4 моделей для решения Вашей аналитической задачи

Анализаторы общего органического углерода серии TOC-L включают в себя две модели с высокой чувствительностью и пределом обнаружения по углероду 4 мкг/л (TOC-LCPH — модель, управляемая только от ПК и TOC-LCSH — модель с двойным управлением – ПК или встроенный процессор), что делает их пригодными для анализа чистой и ультрачистой воды, а также две стандартные модели (TOC-LCPN — модель, управляемая только от ПК и TOC-LCSN — модель с двойным управлением – ПК или встроенный процессор) для решения большинства запросов современной аналитической лаборатории. Для повышения универсальности оборудования используется внешний USB-порт, с помощью которого результаты измерения можно вывести на печать или сохранить на USB-носитель.

Расшифровка обозначений:
C термокаталитическое окисление (combustion)
P управление от ПК (PC)
S модель может управляться всторенным процессором (stand alone)
H модель с высокой чувствительностью (high sensitive)
N модель со стандартной чувствительностью (normal sensitive)

Чрезвычайно широкий диапазон рабочих концентраций от 4 мкг/л до 30 000 мг/л позволяет работать как с ультрачистой, так и с сильно загрязненной водой (TOC-LCSH/CPH)

  • Диапазон определяемых концентраций для ТОС-анализатора SHIMADZU моделей TOC-L CSH (модель с двойным управлением – ПК или встроенный процессор) и TOC-L CPH (модель, управляемая только от ПК) составляет от 4 мкг/л до 35 г/л по углероду и от 5 мкг/л до 10 г/л по азоту.
  • ТОС-анализаторы позволяют получать результаты по следующим показателям: общий углерод (ТС), общий неорганический углерод (IС), общий органический углерод (ТОС = TC — IC) и общий нелетучий углерод (NPOC); опционально общий летучий углерод (РОС), TOC через сумму NPOC и POC, и общий азот (ТN).
  • В случае, если требования к чистоте анализируемой воды менее жесткие, целесообразно использовать ТОС-анализатор SHIMADZU моделей TOC-L CSN и ТОС-L CPN. С помощью этих моделей ТОС-анализаторов можно измерять те же параметры (TC, TOC, IC, NPOC, POC и TN), что и с помощью моделей TOC-L CSH и ТОС-L CPH, но при этом значение нижнего предела измерения для обшего углерода заметно выше (50 мкг/л), в то время как для неорганического углерода остается на том же уровне (4 мкг/л). Нижний предел определения азота для этих моделей составляет 20 мкг/л.
  • Функция автоматического разбавления с целью попадания концентрации в рабочий диапазон.

Надежная система ввода образца

  • Автоматическое подкисление пробы и введение в прибор
  • Функция автоматического разбавления позволяет уменьшить кислотность, щелочность и содержание соли в образце, что значительно продлевает срок службы катализатора и трубки каталитического окисления (срок эксплуатации напрямую зависит от типа образца и условий измерения)
  • Приоритетные образцы могут быть добавлены в любое время анализа без прерывания работы даже при использовании автодозатора.

Варианты расширения функциональности прибора

Многочисленные дополнительные аксессуары позволяют расширить возможности прибора: приставка TNM-L для определения общего азота; измерение газообразных и твердых образцов с помощью дополнительного набора для ввода газообразных образцов и приставки для прямого сжигания твердых проб; использование сжатого воздуха в качестве газа-носителя благодаря дополнительному комплекту для очистки газа-носителя и т.д.. Возможен анализ проб морской воды и маленьких объемов образца.

(См. раздел «Дополнительное оборудование» внизу страницы).

 

Компактные приборы с низким энергопотреблением

Ширина анализаторов серии TOC-L уменьшена на 20% по сравнению с предыдущими приборами Шимадзу. Это позволяет более эффективно использовать рабочее пространство лаборатории. Ширина прибора остается неизменной даже при использовании приставки TNM-L для определения общего азота.
Приборы серии ТОСL отмечены эко-маркой фирмы «Шимадзу». Энергопотребление снижено на 43% по сравнению с предыдущими моделями.

TOC-L листовка

Анализаторы общего органического углерода Shimadzu листовка

«Контроль чистоты технологического оборудования методом определения общего органического углерода», статья в журнале «Аналитика», 6/2014 

Анализаторы общего органического углерода SHIMADZU: объекты анализа, выполняемые ГОСТы

Характеристики

Высокочувствительные модели Стандартные модели
Модель TOC-L CPH TOC-L CSH TOC-L CPN TOC-L CSN
Метод измерения 680ºС каталитическое сжигание – бездисперсионное ИК детектирование
Управление анализатором только от ПК двойное управление только от ПК двойное управление
Измеряемые показатели Общий углерод (ТС)
Неорганический углерод (IC)
Общий органический углерод (TOC=TC-IC)
Нелетучий органический углерод (NPOC)
Опция: POC, TOC (=NPOC+POC), TN
Тип образца Водные образцы (опционально твердые или газообразные)
Диапазон измерений TC: 0–30000 мг/л
IC: 0–35000 мг/л
TN: 0–10000 мг/л
POC: 0–500 мг/л
TC: 0–30000 мг/л
IC: 0–30000 мг/л
TN: 0–10000 мг/л
POC: 0–500 мг/л
Предел обнаружения TC, IC: 4 мкг/л
TN: 5 мкг/л
TC: 50 мкг/л
IC: 4 мкг/л
TN: 20 мкг/л
Точность измерения Коэффициент вариации 1,5% макс.
Время анализа TC: ~3 мин
IC:~3 мин
TC: ~3 мин
IC:~4 мин
Объём пробы 10~2000мкл 10~150мкл
Функция разбавления Разбавление в 2–50 раз
(автоматическое с помощью шприцевого насоса)
Газ-носитель Воздух особой чистоты (содержание CO, CO2, HC не более 1 ppm)
Азот высокой чистоты (кроме работы с приставкой для определения общего азота)
Сжатый воздух (для стандартных моделей)
Размеры, мм 340 (Ш) * 660(Г) * 480(В)
Вес 35 кг

Принцип метода

Разработанный компанией Шимадзу метод каталитического окисления при 680⁰С позволяет эффективно анализировать органические соединения всех типов и реализован в серии лабораторных ТОС-анализаторов модели TOC-L.

Наиболее важной особенностью анализаторов серии TOC-L является их способность эффективно окислять не только легко разлагающиеся низкомолекулярные органические соединения, но и труднорастворимые макромолекулярные органические соединения.

Определение показателя ТОС (общий органический углерод)

С помощью метода каталитического окисления при 680⁰С достигается полное сгорание образца в каталитической трубке, наполненной платиновым катализатором. Так как используется простой принцип окисления путем нагрева, то нет необходимости в предварительной обработке пробы, что значительно повышает эффективность. Диоксид углерода, образующийся при окислении пробы, определяется с помощью бездисперсионного ИК-детектора. Благодарая использованию такого детектора в случае метода каталитического окисления обеспечивается высокая чувствительность моделей серии ТОС-L (предел обнаружения 4 мкг/л). На рисунке представлена принципиальная схема измерения TOC использованием метода каталитического окисления при 680⁰С.

Образец поступает в наполненную платиновым катализатором каталитическую трубку, где окисляется до СО2 путем нагрева до 680° С. Образовавшийся диоксид углерода охлаждается, осушается и определяется с помощью NDIR детектора.

1) Концентрацию TC (общего углерода) в образце можно рассчитать, пользуясь калибровочной кривой.

2) При условии окисления образца с последующей продувкой и определением образовавшегося CO2 как IC (неорганический углерод)

3) Концентрация TOC определяется путем вычитания концентрации IC из полученной концентрации ТС.

 

Определение показателя NPOC (общий нелетучий (неотдуваемый (non-purgeable)) органический углерод)

При анализе питьевой воды и других образцов следует помнить, что из-за присутствия в воде таких солей, как карбонаты и гидрокарбонаты, величина общего неорганического углерода зачастую намного выше, чем общего органического углерода. Поэтому рассчитывать показатель ТОС как разность между содержанием общего углерода и неорганического углерода (TOC = TC — IC) некорректно, так как это повлечет за собой большую ошибку. Для определения показателя ТОС образец питьевой воды предварительно подкисляют, чтобы перевести присутствующие карбонаты и гидрокарбонаты в диоксид углерода, который удаляется продувкой, а показатель ТОС определяется как общий нелетучий углерод (неотдуваемый (non-purgeable)) органический углерод (NPOC).

Соответствие

Соответствие регуляторным требованиям

В пищевой и фармацевтической промышленности, а также в области экомониторинга существует ряд правил и руководств, призванных обеспечивать достоверность проведенных измерений (в фармацевтической промышленности это связано с соблюдением требований GLP/GMP и US FDA 21 CFR Part 11, в то время как лаборатории и контролирующие органы опираются на ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 (ISO17025) и т.д. Эти правила охватывают не только процесс проведения эксперимента и методологию анализа, но и создание калибровки, а также проверку прибора и необходимое обучение персонала. Помимо этого, существуют руководства касательно хранения и обработки полученных данных в цифровом виде.

Безопасность и целостность системы, защита данных и совместимость с правилами управления электронными записями/электронной подписью (ER/ES: электронная запись/электронная подпись) поддерживается с помощью ПО ТОС-Control интегрированного с дополнительным ПО LabSolutions DB/CS.

 

Параметры функции безопасности

С помощью программного обеспечения TOC-Control параметры безопасности настраиваются в соответствии с операционной средой. Все параметры можно задать во время установки программного обеспечения для того, чтобы сразу выбрать, например, идентификацию пользователя через ID/пароль, ведение контрольного журнала, а также запрет на удаление или редактирование полученных результатов.

 

История всех манипуляций с прибором

Сохранение всех операций, выполняемых с помощью программного обеспечения TOC-Control, может осуществляться автоматически. В дополнение к датам и именам пользователей, работающих на приборе, можно проследить изменение параметров настройки прибора, а также его состояние.

Применение

Общий органический углерод, ООУ (total organic carbon, TOC) — углерод, присутствующий в воде в виде органических соединений в растворенном и нерастворенном состоянии. ТОС-анализаторы применяются во всех областях, где необходимо оценивать качество воды по сумме содержащихся в ней органических соединений. Также показатель ТОС используют для оценки качества производственного процесса, например, процедуры проверки чистоты оборудования.

Область применения ТОС анализаторов с термокаталитическим способом окисления шире, чем ТОС-анализаторов с так называемым «мокрым» окислением с помощью УФ-излучения. Основными причинами этого являются более широкий диапазон определения концентрации ТОС (ТОС-анализаторы с УФ-излучением рассчитаны на более низкие концентрации ТОС), и надежность полного окисления всех органических соединений, даже находящихся в пробе в форме взвеси (что невозможно в ТОС-анализаторах, использующих УФ-излучение).

 «Анализаторы общего органического углерода компании Shimadzu для исследования проб различной природы», журнал «Аналитика», 2/2013

 

Фармацевтическая промышленность

  • Оценка качества чистой и ультрачистой воды для инъекций
  • Изучение и мониторинг используемой воды на возможное присутствие органических загрязнений
  • Валидация процессов очистки технологического оборудования

 ««Валидация очистки технологического оборудования на фармацевтическом предприятии с помощью ТОС-анализаторов», Shimadzu News, 2/2018

 «Контроль чистоты технологического оборудования методом определения общего органического углерода», журнал «Аналитика», 6/2014

«Изменения в Американской Фармакопее <643>», Shimadzu News, 1/2014

Экология

  • Мониторинг качества питьевой воды
  • Контроль состояния природных источников воды, изучение и мониторинг органических загрязнений рек, озер, прудов и других видов природных вод
  • Контроль и управление качеством промышленных и бытовых стоков, системы очистки промышленных и муниципальных стоков, контроль качества очищенной и рециркуляционной воды на предприятиях
  • Изучение и мониторинг степени загрязнения почв, илов и осадочных отложений и т.д.

 

Химическая промышленность

  • Оценка химического сырья на наличие примесей

Полимеры и пластмассы

  • Определение способности к полному аэробному биологическому разложению и распаду в контролируемых условиях компостирования

Медицинские изделия

  • Проверка чистоты ортопедических имплантатов в соответствии с требованиями ISO 19227:2018
  • Имплантаты для хирургии. Чистота ортопедических имплантатов

Электронная промышленность

  • Контроль особочистой воды

Анализаторы общего органического углерода SHIMADZU: объекты анализа, выполняемые ГОСТы