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Für jede Messaufgabe gerüstet

Online-TOC-Analysegerät mit integrierter Probennahme
Für jede Messaufgabe gerüstet

Mit dem TOC-4200 präsentiert Shimadzu einen Online-Analysator, der durch verschiedene Probennahmesysteme, Kits und Module für die jeweilige Applikation ausgerüstet werden kann. Der TOC-4200 steht für eine Gerätegeneration, die neue Kommunikationswege nutzt, etwa die web-basierte Überwachung oder das Modbus-Protokoll für die digitale Zweiwege-Kommunikation.

Der Autor: Sascha Hupach Produktspezialist für TOC/ Summenparameter, Shimadzu Deutschland

Das stetig wachsende Umweltbewusstsein hat den Einsatz von Online-TOC-Analysegeräten für Umweltanwendungen in der ganzen Welt gesteigert. So wird beispielsweise die Online-TOC-Technologie eingesetzt, um das organische Schadstoffniveau in Fabrikabwässern hinsichtlich CSB zu vermindern (chemischer Sauerstoffbedarf).
Generell wichtig ist ein gut durchdachtes Online-TOC-Konzept, inklusive der Probennahme, der Probenvorbereitung, der Analyse und der zur Verfügung stehenden Kommunikationswege – Faktoren, wie sie der Analysator TOC-4200 von Shimadzu bietet.
Probennahme
Vor allem feststoffhaltige Probenströme von Abwässern stellen eine große Herausforderung an die Probennahmesysteme. Ohne Homogenisierungseinheiten können keine reproduzierbaren Ergebnisse erzielt werden.
Im Probennahmesystem von Shimadzu wird der Probenstrom zwischen Probeneinlass und -auslass durch eine Kammer geführt. Während der Probennahme wird eine repräsentative Teilprobe aus dem Strom in den Homogenisator gebracht. Ein Sieb filtert zu große Partikel aus der Probe. Anschließend wird sie mittels Schneid- und Rührwerkzeug homogenisiert und dann im Analysator gemessen. Eine Rückspülautomatik reinigt den Probennahmeraum und verhindert Querkontaminationen. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn bis zu sechs verschiedene Probenströme nebeneinander mit einem System analysiert werden. In der Regel erfolgt die Rückspülung mit Wasser. Bei besonders schwierigen Applikationen kann das Probennahmesystem sowohl mit einer Säure- als auch einer Laugenspülung (oder eine Kombination aus beiden) ausgestattet werden. Für die verschiedenen Applikationen stehen unterschiedlichste Probennahmesysteme und Probenwechsler (maximal sechs Ströme) zur Verfügung.
Probenvorbereitung und Analyse
Der Hochleistungsanalysator TOC-4200 übernimmt die Probenvorbereitung und die anschließende Analyse. Das integrierte Probenvorbereitungsmodul entnimmt die Probe, verdünnt sie bei Bedarf, säuert sie automatisch an und spült den anorganischen Kohlenstoff automatisch aus.
Die Analyse erfolgt durch die katalytische Verbrennung bei 680 °C und anschließender NDIR-Detektion. Die Temperatur liegt damit unterhalb des Schmelzpunkts von Natriumchlorid. Dadurch wird verhindert, dass eine Schmelze die aktiven Zentren des Katalysators deaktiviert. Der Einsatz des Platinkatalysators sichert die vollständige Umsetzung der organischen Kohlenstoffverbindung zu CO2.
Kommunikationswege
Die Ergebnisse werden an eine Messleitstelle gesandt, von wo aus die Prozesse gesteuert werden. Kommt es zu Grenzwertüberschreitungen oder anderen Unregelmäßigkeiten, können von hier aus entsprechende regulierende Maßnahmen eingeleitet werden. Der TOC-4200 bietet hier modernste Kommunikationsmöglichkeiten an. Neben Signalleitungen zur Datenübermittlung und zur Steuerung steht eine Modbus-Kommunikation zur Verfügung. Status des Analysators und die Messwerte können zudem über eine IP-Adresse im Webbrowser von jedem PC im Netzwerk eingesehen werden.
Für die Anwender der Online-TOC-Analysatoren ist es wichtig, auf zuverlässige und wartungsarme Geräte zurückgreifen zu können, die eine hohe Stabilität besitzen und geringe Standzeiten haben. Hinzu kommen wichtige zusätzliche Funktionen, wie vollautomatisches Kalibrieren und automatisches Verdünnen der Probe. Ein Kalender in der Software hilft bei der Einstellung von Kalibrierung und Wartungsarbeiten. Man kann in diesen Kalender direkt eintragen, wann z. B. das System automatisch kalibrieren oder eine Regeneration des Katalysators erfolgen soll. Die Bedienung des TOC-4200 erfolgt über einen Farb-Touch-Screen. Die intuitive Software in deutscher Sprache erleichtert die Einstellung der Online-Messung.
Kits und Optionen
Der TOC-4200 verfügt über verschiedene Kits und Optionen, um ihn für jede Messaufgabe zu rüsten. Ein Kit für hochsensitive Messungen ermöglicht die exakte TOC-Bestimmung in geringsten Konzentrationsbereichen.
Für Proben mit hohen Salzfrachten steht das Kit für salzhaltige Proben zur Verfügung. Es besteht aus einem Verbrennungsrohr bestimmter Geometrie (eine Salzfalle enthaltend) und einer angepassten Katalysatormischung. Erfahrungswerte gibt es schon von dem Vorgängermodell (TOC-4110): Die Verfügbarkeit der Analysatoren lässt sich um ein Vielfaches erhöhen. Es hat sich gezeigt, dass sich die Probenmenge bis zum Katalysatorwechsel bis um das 12-fache erhöhen kann.
Ein weiteres Modul ermöglicht die simultane Bestimmung des ebenfalls als Überwachungsparameter dienenden Summenparameters TNb (gesamt gebundener Stickstoff).
Halle A1, Stand 401
prozesstechnik-online.de/cav0412457
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