Titrace v povrchové úpravě: Automatizovat či neautomatizovat?

Co byste měli mít na paměti při automatických titracích? Conor McAnespie z Hanna Instruments pojednává o výhodách automatických titrátorů pro odvětví povrchových úprav. 

Otázka:

Zvažujeme nová řešení pro analýzu lázní. Měli bychom používat automatické titrace? Jaké faktory bychom měli brát v potaz? 

Odpověď:

Nejběžněji prováděným stanovením, který jsem pozoroval při analýze lázní, jsou titrace. Titrace se provádějí obvykle ke stanovení vhodných úprav, aby se zabránilo degradaci galvanických lázní. I když jsou s tím zpracovatelé obeznámeni, nemusí si uvědomovat, že existuje více než jeden způsob provádění titrace. Pozoroval jsem mnoho manuálních stanovení pomocí odměrné byrety. Pokud však chcete zlepšit efektivitu své laboratoře (zejména při zavádění nových produktů), aniž by to negativně ovlivnilo funkčnost vaší laboratoře, pak je vhodné zvážit automatizaci titračních stanovení.

Titrace jsou důležité a používají se jako měřící metoda v téměř všech vanách, s výjimkou těch na proplachování. Provozovny titrují alkalitu v čistících lázních a kyselost v mořicích lázních. Aby se zajistilo, že proběhne proces pokovování, provádí se také titrační stanovení chloridů. V provozech bezproudového pokovování je jedním z nejčastějších aktivačních činidel fosforečnan. Titrace se provádí, aby se předešlo degradaci výrobků. Pro kovy, u kterých není nutné měřit stopová množství, je titrace standardním analytickým postupem. Nekonzistentní výsledky titrace mohou způsobit nesprávná rozhodnutí během celkového postupu provozovny a v konečném důsledku i poškodit kvalitu koncového výrobku.

Toto budou mít na paměti zejména pracovníci kvality při vyhodnocování manuálních vs. automatických titrací. Manuální titrace může být zpočátku nákladově efektivní, jelikož vyžaduje pouze manuální byretu, kádinku, titranty a barevný indikátor. Manuální titrace je jednodušší, protože vyžaduje méně investic a je to „low-tech“ možnost. Z těchto důvodů budou producenti používat tento způsob titrace. Avšak i přes tyto, na první pohled zjevné výhody, představuje ruční titrace problémy v jiných oblastech.

Jedním aspektem je přesnost titrací a nekonzistentní výsledky, které mohou vést k nutnosti opakování analýz nebo horší kvalitě či vadám dílů. Manuální titrace používají k detekci konce titrace změnu barvy. Tento způsob detekce představuje riziko ze dvou důvodů:

1. Změna barvy je subjektivní a vede k nekonzistentnosti mezi různými lidmi, kteří stanovení provádějí. To, co například jedna osoba interpretuje jako zelenou, nemusí být stejné pro jinou osobu.
2. Některé titrace mají rychlé změny barvy. Z tohoto důvodu může být skutečný koncový bod přeskočen a může dojít k detekci koncového bodu, kdy už došlo k přetitrování.

Pracovníci, kteří chtějí těmto nepřesnostem předejít, by měli zvážit automatizaci titračních stanovení.

Při vyhodnocování aspektů, které přináší automatizace titrací, je důležité počítat s tím, že je zapotřebí vyšší počáteční investice. Manuální titrace je zpočátku nákladově efektivnější, zatímco při zakoupení automatického titračního systému je návratnost investice obvykle vidět během 1-2 let. Dalším hlediskem je přesnost. Manuální titrace může být rychlejší než jedno stanovení na automatickém titrátoru. Pokud však provedete více stanovení, ve skutečnosti uvidíte, že výsledky přehodnoceny na každé provedené stanovení se s automatickými titracemi zpřesní. Vzhledem ke všem proměnným při manuální titraci, může víc provedených stanovení znamenat vyšší pravděpodobnost chyby u každého stanovení. S automatickým titrátorem máte systém s předem naprogramovanou metodou. Tato metoda funguje jako mozek systému, který organizuje všechny funkce tak, aby došlo k titraci, a poté řídí části titrátoru. Tyto funkce zahrnují správné titrační činidlo, elektrodu a předem definovaný koncový bod.

Automatické titrátory se při určování koncového bodu nespoléhají na pozorování barevných změn nebo na obsluhu, která zastaví tok titračního činidla. Místo toho používají potenciometrickou (pH, ORP nebo ISE) nebo fotometrickou elektrodu, předem určený koncový bod (detekovaný elektrodou) a automatickou pumpu, která zajišťuje dodání přesných dávek titrantu. Tím se zabrání nekonzistencím nebo přetitrování koncového bodu, jak se stává z důvodů subjektivního vnímání změny barvy u ručních titrací.

Kromě toho se uvolňuje operátorovi čas na jiné laboratorní úkoly, protože se nemusí zdržovat titrací a ručně ji zastavit. Jakmile je titrace dokončena, výsledky se uloží do paměti titrátoru a lze je kdykoliv exportovat v digitální formě. Tím se zabrání tomu, aby se výsledky špatně odečetly nebo byly nesprávně ručně zapsány. Soubor s výsledky (například ve formátu .CSV) lze poté použít k přenosu do softwaru pro vytvoření reportu nebo na jakékoli jiné místo, kde archivujete výsledky.

Vždy máte na výběr dva možné způsoby titrace a bude záležet na výběru té správné pro vaše potřeby. Automatické titrátory zkracují čas, který titrace zabírají vašim pracovníkům, snižují možnost chyb, předchází nutnosti opakovaných stanovení nebo produkci vadných dílů. Stručně řečeno, automatický titrátor učiní laboratoř dostatečně efektivní, aby dosáhla svého potenciálu v růstu, který může přinést rozšíření nebo změna výrobních procesů linky povrchových úprav.

Autor: Conor McAnespie
East Regional Sales Manager pro Hanna Instruments

Který titrátor je vhodný pro vaši aplikaci? Kdykoliv nás kontaktujte na info@hanna-instruments.cz nebo telefonicky na +420 774 190 295 a +421 262 244 442, společně projdeme vaše potřeby a vybereme vhodné řešení.