Robotic analyzers Robotic analyzers │ Bedrijfsklare of op maat gemaakte automatiserings oplossing

Robotic analyzers

Overzicht

SP2000 Robotic analyzers

Skalar heeft een zeer uitgebreid en flexibel Robotiserings platform genaamd de SP2000series. Dit platform biedt standaard en op maat gemaakte automatisering oplossingen bieden voor analytische laboratoria. Deze automatisering is beschikbaar voor bijvoorbeeld: Biologisch Zuurstof Verbruik (BZV), Chemisch Zuurstof Verbruik (CZV), Kuvettentesten (CZV, Tot. Fosfaat, Tot. Stikstof, etc.), pH, Geleidbaarheid (EGV), Alkaliniteit, Carbonaat /Bicarbonaat, Troebelheid, Kleur, Ion Selectieve Elektroden (ISE) applicaties, Klei fractie bepaling, automatisch wegen en filtreren van het monster, automatische monster pipettering etc. Combinaties van deze analyses of op maat gemaakte toepassingen zijn ook mogelijk. Alle toegepaste methoden zijn in overeenstemming met de internationale standaarden zoals NEN-ISO, EPA, Standard Methods, WAL, CMA en DIN.

Door het modulaire en flexibele ontwerp van de Robotic Analyzers kunnen de instrumenten makkelijk aan uw eisen  worden aangepast wat resulteert in een verhoogde productiviteit en nauwkeurigheid van de resultaten. Terwijl de omlooptijd, de kosten per monster en het aantal fouten gemaakt door operator / monster interactie omlaag gaan.

De instrumenten kunnen worden opgebouwd met een of twee bruggen met resp. 4 of 8 onafhankelijk van elkaar bewegende manipulatoren. Met deze tweede brug is het bijvoorbeeld mogelijk om de monster doorvoer te verhogen door meerdere probes te gebruiken of het uitvoeren van twee applicaties op hetzelfde moment  zoals BZV-en CZV en/of andere combinaties.

Het volledige platform is omsloten met  beschermende voor-en zijpanelen die voldoen aan de geldende CE-richtlijnen. De analysers worden aangestuurd door RoboticAccessTM software pakket, inclusief pre-set applicatie bestanden, analyse planner, door de gebruiker te definiëren monster tabellen, door de gebruiker definieerbare print & export mogelijkheden naar LIMS / Excel en uitgebreide QC functies.

De verschillende SP2000 platforms zijn te upgraden en kunnen worden aangepast aan uw veranderende behoeften, het maken van uw initiële investering nog waardevoller.

BZV

De BZV analyse is een van de meest voorkomende toepassingen voor water laboratoria. De test wordt gebruikt als een indicatie voor de kwaliteit van het water. Met de SP2000serie introduceert Skalar het meest flexibele Robot BZV platform wat er vandaag de dag beschikbaar is. Naast het moderne uiterlijk en de laatste technologische innovaties heeft de analyzer een variabele set-up van 18 tot 198 BZV flessen. De analyzer is ontwikkeld om aan uw laboratorium eisen te voldoen, rekening houdend met het aantal monsters wat verwerkt wordt, de mate van automatisering, monster capaciteit etc. De automatische BZV analyse wordt uitgevoerd volgens alle (inter)nationale regelgeving zoals NEN 1899-1/2, EPA 405.1/ISO 5815-1, WAC, CMA enz. alsmede klant specifieke methoden. 

Het basis systeem:

Het kleinste en meest basale BZV model bestaat uit een XYZ monsterbehandeling platform, een rek met plaats voor 18 BZV flessen, een zuurstof elektrode en meter, een manipulator, een roerder, spoel station en beschermende voor- en zij panelen.

Naast deze basis configuratie zijn er nog meer automatiserings stappen mogelijk voor een volledig geautomatiseerde BZV bepaling:

  1. Automatische toevoeging van verdunnings water
  2. Automatische toevoeging van ATU
  3. Automatische toevoeging van Seed
  4. Automatisch openen en sluiten van de fles
  5. Automatische monster pipettering
  6. Automatische incubatie

De systemen kunnen worden uitgebreid tot wel 11 BZV rekken (11x18 flessen) en door het gebruik van meerdere zuurstof elektrodes kan er een hogere monster doorvoer verkregen worden. Een tweede brug kan ook geimplementeerd worden om de monster doorvoer te verhogen of om additionele taken uit te voeren zoals monster pipettering in de BZV flessen of het meten van de pH van het monster en daarna eventueel pH te stellen. De analyzer kan gebruikt worden met alle standaard beschikbare BZV flessen en er is een breed scala aan monsterrekken voor deze verschillende flessen. Een volledig gesloten systeem i.v.m. automatische incubatie (20°C) is ook mogelijk.

SP2000 robotic analyzers verschillende configuraties

3 BZV rekken (SP2000-3)                   5 BZV rekken (SP2000-5)                   8 BZV rekken & 2 bruggen (SP2000-8)

Een typische BZV analyse volgorde

Wat is geautomatiseerd

  • Pipetteren van het monster (optie)
  • Toevoeging van nitrificatieremmer (ATU) en/of Seed
  • Toevoeging van verdunningswater
  • Monster homogenisatie
  • Meting van de initiële opgeloste zuurstof waarde (DO1)
  • Spoelen van de Elektrode / roerder tussen elke meting
  • Openen en sluiten van de fles (optie)
  • Meting van de uiteindelijke waarde DO2
  • Berekening van de BZV volgens vereiste voorschriften

Monsters worden handmatig of automatisch (optie) gepipetteerd in de BZV flessen en de identiteit en de verdunningen van de monsters worden ingevoerd of gedownload via LIMS in de tabel. Flessen worden geplaatst in de rekken. Deze rekken worden in de Robotic Analyzer gepositioneerd. De analyzer wordt gestart door operator. De eerste fles wordt geopend en gevuld met Nitrificatieremmer (ATU) en/of Seed  en het verdunningswater. Monster wordt vervolgens geroerd en daarna wordt de eerste zuurstof waarde gemeten. De fles wordt weer gesloten en de zuurstof elektrode en roerder worden gespoeld voordat het volgende monster wordt gemeten. Dezelfde procedure wordt vervolgd tot alle waarden zijn geregistreerd voor alle monsters. De monster rekken worden geplaatst in een 20 °C incubator gedurende 5 dagen. Na incubatie worden de rekken weer in de Robotic analyzer geplaatst. De operator start de analyzer. De fles wordt geopend. Het monster wordt geroerd en de tweede zuurstof waarde wordt gemeten. De BZV waarde wordt automatisch berekend. De fles wordt afgesloten. Deze procedure wordt herhaald totdat alle monsters zijn gemeten. De data  gegevens kunnen worden gepresenteerd op het scherm, geprint of omgezet in een bestand compatibel met een ander software pakket en LIMS's.

Als er een vereiste is voor andere analysen, zoals pH, Geleidbaarheid, Alkaliniteit en Troebelheid dan kunnen deze gecombineerd worden met de BZV analyse op hetzelfde robotic analyzer platform. Rechts een voorbeeld van combinatie analyzer, SP2000-8, pH meting monsters, evt. stellen van pH, verdunningen BZV en zuurstof meting.

CZV

De Chemisch Zuurstof Verbruik (CZV) analyse wordt vaak gebruikt om de hoeveelheid organische verontreinigende stoffen in oppervlaktewater en afvalwater te bepalen. De CZV waarde is een bruikbare indicator voor het meten van de waterkwaliteit. Skalars SP2000 analyzers kunnen worden geconfigureerd om automatisch CZV te meten, zowel volgens de kuvetten CZV methode ISO 15705/EPA 410.4 als ook de klassieke methode NEN 6633/ISO 6060.

1. Kuvetten CZV methode volgens ISO 15705 en EPA 410.4

De kuvetten CZV methode is gebaseerd op exact dezelfde reactie zoals beschreven in de klassieke methode, maar i.p.v. titratie wordt fotometrische detectie gebruikt. Een voordeel van de CZV kuvetten methode is het gebruik van kant-en-klare reactie buisjes, waardoor het werken met giftige en schadelijke reagentia geminimaliseerd wordt.

De SP2000 CZV kuvettentest analyzer

De analyzer bestaat uit een XYZ monsterbehandeling platform en is uitgerust met uitneembare rekken voor monster- en kuvettentest buisjes. De analyzer kan 24 to 336 buisjes in een keer behandelen. De robot heeft een brug met twee manipulatoren, een met een grijper en de ander met een monster naald en roerder. Verder heeft de analyzer een station waar de dop op en af het buisje geschroefd kan worden, een vertikale schudder voor het makkelijk oplossen van vaste reagentia en voor het mengen van het monster. Daarnaast is er ook een roterende schudder voor het homogeniseren van de kuvetten voordat er gemeten wordt. De analyzer heeft een compartiment voor additionele reagentia (Tot. P/N) en voor digestion heeft de analyzer twee temperatuur regelbare reactors. Een fotometer zorgt voor de meting en de resultaten worden naar de RoboticAccessTM software verzonden voor verdere verwerking.  

De analyzers kunnen gebruikt worden met commercieel beschikbare of zelf gemaakte CZV reactie buizen en is compatibel met verschillende merken fotometers. Naast de hierboven beschreven single kuvettentest analyse, kan hetzelfde platform gebruikt worden om CZV te combineren met andere kuvettentest applicaties zoals Tot. fosfaat, Tot. Stikstof etc. Bijvoorbeeld een combinatie van 48 CZV, 24 Tot. fosfaat en 12 Tot. stikstof buizen in een keer.

Typische analyse volgorde voor de CZV kuvettentest methode

Wat is geautomatiseerd

  • Het pipetteren van het monster (optie)
  • Oppakken van het monster
  • Plaatsing van de buisjes in de reactor
  • Monster verwarming gedurende twee uur bij 150˚C
  • Monster plaatsing in het afkoel rek
  • Mengen van het monsterbuizen
  • Meting van de CZV concentratie
  • Verdunnen van off-scale monsters (optie)

De monsters en kuvettentest reactie buizen worden geplaatst in de rekken en in de analyzer gepositioneerd. De reactie buisjes worden ontdopt. Het monster wordt automatisch gepipetteerd in de reactie buisjes.  Dop wordt er weer opgezet. De reactie buisjes worden naar de vertikale schudder getransporteerd. De reactie buisjes worden geschud en gepositioneerd in de reactor, waar ze gedurende twee uur op 150 °C worden verhit. De analyzer houdt deze reactietijd bij. Wanneer de reactie voltooid is plaatst de analyzer de buisjes in een monster rek om ze af te koelen tot 60 °C, waarna ze worden gemengd, terwijl deze nog steeds warm zijn. Wanneer de monsters afgekoeld zijn tot kamertemperatuur zullen ze worden gemeten op de gewenste golflengte met een fotometrische detector De concentratie zal worden weergeven op het scherm en de gegevens kunnen worden getransporteerd naar een LIMS systeem.

2. CZV volgens NEN 6633 (ISO 6060)

De SP2000 analyzer automatiseert de klassieke CZV methode. Na het refluxen, worden de monsters gekoeld om vervolgens automatisch te worden getitreerd met ijzer-ammonium-sulfaat om de overmaat aan oxidatiemiddel te bepalen.

De SP2000 CZV analyzer

De analyzer heeft een XYZ monster behandelings systeem en kan gebouwd worden met vier  t/m zes uitwisselbare monster rekken met elk 20 posities. De monsters kunnen in dezelfde buizen blijven van reflux tot de titratie. Verder is de analyzer uitgerus met een titrator, buret punt, elektrode en roerder. De analyzer kan uitgebreid worden met een tweede titrator, zodat hoog/laag in een analyse run bepaald kan worden.

Typische analyse volgorde voor de klassieke CZV methode

Wat is geautomatiseerd

  • Monster voorbewerking
  • Monster homogenisatie
  • Monster titratie
  • Spoelen buret punt en roerder tussen elke meting
  • Berekening van de CZV-waarde

Nadat de monsters gerefluxed zijn, worden de rekken met de monsters door de operator direct geplaatst  in de SP2000. De identificaties en verdunningen worden ingevoerd in de monster tabel. De analyzer wordt gestart door de operator. De monsters worden geroerd en automatisch getitreerd met ijzer-ammonium-sulfaat om de overmaat aan oxidatiemiddel te bepalen. De buret punt, elektrode en roerder worden gespoeld en dan wordt het volgende monster behandeld net zo lang totdat dezelfde procedure is herhaald voor alle monsters. De CZV waarde van elk monster wordt berekend. De data kunnen gepresenteerd worden op het scherm, geprint of omgezet worden naar een file die compatibel is met andere software en LIMS.

Kuvettentest

SP2000 kuvettentest analyzerKant-en-klare fotometrische testen worden gebruikt door veel water laboratoria over de hele wereld . Er zijn veel leveranciers die deze kits aanbieden voor belangrijke parameters in water en afvalwater analyse zoals CZV , Totaal fosfaat , Totaal stikstof , Ammonium , Nitriet , enz. Het gebruik van deze kits is eenvoudig en veilig, maar ze vereisen nog steeds veel verschillende manuele handelingen stappen in de analyse procedure zoals monster pipetteren , openen en sluiten van de buisjes en het verplaatsen van de buisjes etc. Vooral wanneer de hoeveelheid monsters toeneemt of wanneer er veel verschillende parameters moeten worden geanalyseerd kan dit proces zeer inspannend en tijdrovend zijn. Daarom heeft Skalar de nieuwe SP2000 robotic analyzer ontwikkeld voor de volledige automatisering van kant-en-klare kuvettentesten van het openen van de buizen, het pipetteren tot aan het meten van de kuvet. 

De SP2000 robot kan 24 tot 336 buizen verwerken in een keer. Ook kunnen er meerdere applicaties tegelijkertijd geanalyseerd worden zowel parallel of sequentieel zelfs op individueel monster niveau . De analyzer kan worden geconfigureerd met een tweede brug om de monster doorvoer te verhogen d.m.v een tweede grijper, monster naald en roerder of om de  kuvettentest te combineren met een andere toepassing, zoals o.a. BZV . Het platform heeft beschermende voor- en zij panelen die voldoen aan de geldende CE-richtlijnen. De analyzer wordt aangestuurd door een zeer praktisch en flexibel RoboticAccess™ software pakket, die vooraf geïnstalleerde applicaties met de analyse sequence bevat, de gebruiker kan zelf de set-up van de monster tabel definiëren en heeft uitgebreide QC functies. De analyzer is geschikt voor kuvettentesten van verschillende leveranciers. 

pH/EGV/Titraties/Troebelheid/ Kleur

De Skalar Robotic Analyzers kunnen  pH, geleidbaarheid, titraties, troebelheid en kleur automatiseren gecombineerd in een systeem zowel sequentiël als parallel analyse. Op maat gemaakte configuraties zijn ook verkrijgbaar om aan de eisen van elk laboratorium te voldoen. Hierbij kan bijvoorbeeld een keuze gemaakt worden uit verschillende toepassing, de analyse volgorde en de integratie van verschillende type monsterrekken en bekers etc.

Wanneer het systeem is geconfigureerd voor bijvoorbeeld de analyse van drinkwater , pH, EGV, Alkaliniteit en Troebelheid, kan de gebruiker definiëren of de aanvragen gelijktijdig of opeenvolgend dienen te worden uitgevoerd. Het systeem laat ook de mogelijkheid toe of de analyse uitgevoerd moet worden op ieder individueel monster.

Skalar heeft een speciale Robot configuratie voor pH meting in microtiter platen. De manipulator heeft dan ​​twee speciale pH elektroden voor gelijktijdige pH-meting van twee verschillende monsters. De analyzer heeft een monster capaciteit tot wel 768 monsters per keer, verdeeld over acht  96-well platen .

Afhankelijk van de toepassing, kan de ijking van de meetinstrumenten automatisch worden uitgevoerd nauwkeurige resultaten te garanderen. Kwaliteitscontroles en standaarden kunnen  tussen de monsters worden geplaatst en elektrodes kunnen automatisch worden gekalibreerd .

Het flexibele ontwerp van de Skalar SP2000 Robotic Analyzers maakt combinaties van diverse toepassingen zoals alkaliteit, zuurstof, geleidbaarheid, kleur, pH, hardheid, Troebelheid, Titraties, Ion Selectieve elektrode ( ISE ) in één economisch systeem .

pH in Bodem

De pH van de bodem beïnvloedt de beschikbaarheid van mineralen voor de planten. Elke plant heeft een bepaalde pH waarde waarbij het optimaal groeit en produceert. De pH analyse is de meest voorkomende bepaling die wordt uitgevoerd op grond- en plantenmonsters. Gespecialiseerde laboratoria analyseren bodem monsters en voorzien de agrariërs van de vereiste informatie. Op basis van de analyseresultaten, kan de beste methode worden gekozen om de kwaliteit van de bodem te verbeteren wat resulteert in een hogere productiviteit en een kostenreductie.

De SP2000 Bodem-pH analyzer

De Robotic Analyzer kan worden geconfigureerd voor het meten van de pH in de bodem in waterige extracten als in KCl, CaCl2 of andere extracten. De analyzer heeft een capaciteit tot 792 containers (50 ml). De procedure omvat de automatische kalibratie van de elektrode en de toevoeging van water, KCl of CaCl2-oplossing voor de extractie. Afhankelijk van de voorgeschreven procedure, worden de monsters, voor een vooraf vastgestelde periode, neergezet en / of geroerd voordat de meting wordt voortgezet. Bij extreem grote monsteraantallen de analyzer kan worden uitgevoerd met twee bruggen elk met meervoudige pH elektrode configuraties maximaal tot 8 elektroden.  

Een typische Bodem-pH analyse sequence

Wat is geautomatiseerd

  • Toevoeging van extractie oplossing
  • Roeren van de monsters
  • Automatische kalibratie
  • Spoelen van de elektrode
  • pH meting
  • Dataverwerking van het resultaat

Na de inweeg worden de monsters in de rekken geplaatst. De rekken worden overgebracht naar de analyzer. De Robot analyzer voegt de extractie oplossing toe en roert alle monsters. Tussen elke meting wordt de elektrode gespoeld. Na een vooraf bepaalde tijdsperiode worden de monsters opnieuw gemengd. De pH-waarde van elk monster wordt gemeten en opgeslagen.

Naast pH analyse kunnen ook parameters, zoals o.a. geleidbaarheid (EGV), kunnen ook worden toegevoegd aan de bodem-pH configuratie.

Kleifractie

Classificatie van de bodem is belangrijk voor de beheersing van milieu, controle en bebouwing factoren. Bodemclassificatie is gebaseerd op verschillende factoren zoals absorptie, de mogelijkheid om te krimpen of zwellen, het vasthouden van water en permeabiliteit. De meeste van deze factoren onafhankelijk van elkaar correleren met de deeltjesgrootte (klei fractie) van de bodem. De klei fractie is de kleinste fractie 0-2 micron en wordt gemeten volgens bijvoorbeeld, NEN 5753, CMA/2/11/A.6, ISO 11277 en laat de bodem categoriseren volgens gestelde klassen.

De analyse wordt uitgevoerd in drie stappen:

  1. Wegen van het monster en het scheiden van de fracties
  2. SP50 voor verwijderen van organisch materiaal en carbonatenVerwijdering van organisch materiaal en carbonaten
  3. Bepaling van de klei fractie

Skalar heeft een concept ontwikkeld om de tweede en derde stap in dit proces met behulp van respectievelijk een SP50 en SP2000 Robotic analyzer te automatiseren. Automatisering van de derde stap is van bijzonder belang vanwege de precieze timing en de pipet induik diepte bij deze specifieke procedure.

Typische volgorde voor verwijderen Organisch materiaal / Carbonaten

Wat wordt geautomatiseerd?

  • Verwijdering van organisch materiaal
  • Verwijdering van carbonaten
  • Spoelen van het monster

Na het wegen, worden de monsters in een bekerglas gedaan.. De bekerglazen worden geplaatst in de SP50 (optie SP10) en worden afgekoeld door een koelingsplaat. Aan deze gekoelde monsters worden kleine hoeveelheden waterstofperoxide toegevoegd, in meerdere stappen, om zo het organisch materiaal te verwijderen. Hierna worden de bekerglazen langzaam verwarmd, tot aan koken met voordurende toevoeging van waterstofperoxide en water. Monsters worden afgekoeld. Hetzelfde proces wordt gestart, maar nu met de toevoeging van zoutzuur om de carbonaten te verwijderen. Tijdens het hele proces wordt water toegevoegd in intervallen, om te voorkomen dat het monster droogkookt.

Typische volgorde voor Klei fractie analyse

Wat is geautomatiseerd?

  • Toevoeging van pyrofosfaat
  • Toevoeging van verdunningswater
  • Homogenisatie
  • Monster pipettering
  • Monster indampen

Het monster wordt overgebracht in een volumetrische cilinder 1000 ml (500 ml). Het systeem  SP2000 kan automatisch natriumpyrofosfaat oplossing toevoegen en brengt hierna de oplossing naar het juiste volume door het toevoegen van gedestilleerd water. Het monster wordt gehomogeniseerd gedurende een door de gebruiker ingestelde tijd (12 uur). Na een bepaalde tijd wordt een fractie van de suspensie genomen op een vooraf bepaalde diepte van de cilinder en overgebracht naar een indampbakje of opvangbuis. Na het drogen wordt het overgebleven deel van het monster gewogen en de klei fractie kan berekend worden.

Deze procedure kan worden uitgevoerd buiten de normale kantooruren waardoor gebruik van de analyzer tijdens de nacht mogelijk is. Daarnaast is het ook mogelijk om verschillende fracties, bijvoorbeeld 8 of 16 micrometer, te meten. 

De Robotic analyzers bieden een economische en "walk-away" automatisering concept voor de bewerkelijke kleifractie analyse procedure, wat moderne geavanceerde laboratoria als zeer prettig zullen ervaren.

Software

RoboticAccessTM is een gebruiksvriendelijk,  flexibel en multitasking software programma voor het aansturen van de Skalar Robot analyzers en het verwerken van de analyse resultaten. Tijdens het analyseren van de monsters worden reeds verkregen resultaten verwerkt en nieuwe analysen kunnen worden voorbereid en gepland. Door het gebruik van wachtwoorden wordt voorkomen dat onbevoegden de analyzer kunnen bedienen en/of gegevens wijzigen. Er zijn drie verschillende toegangsniveaus beschikbaar.

Speciale software applicatie programma's zijn beschikbaar voor alle standaard toepassingen en deze  voldoen aan de (inter)nationale regelgeving. De programma's zijn flexibel en kunnen worden aangepast aan de behoeften van de gebruiker indien nodig.

De software is eenvoudig in te stellen en heeft een modulaire structuur.  Een gebruiker kan gemakkelijk een analyse starten door selectie van een van de vooraf geïnstalleerde toepassing(en) om vervolgens een tabel te creëren door simpel de rekken naar de analyzer te slepen op het scherm.  De volgende applicaties zijn inbegrepen: Alkaliniteit, hardheid, BZV, ISE, CZV, pH, kleur, titraties, geleidbaarheid, Troebelheid en opgelost zuurstof. Een combinatie van de bovenstaande applicaties is ook mogelijk. Monster identificaties kunnen worden ingevoerd door gebruik te maken van het toetsenbord, gedownload via LIMS of gescand door een barcode scanner. Een werk lijst kan worden uitgebreid tijdens de run als er meer monsters moeten worden geanalyseerd.

Real time resultaten worden op het scherm getoond tijdens de analyse. De resultaten kunnen worden geprint in een door de gebruiker gedefinieerd print rapport of geëxporteerd naar een txt, Excel of LIMS file. Voltooide analysen worden gearchiveerd  

Wanneer een groot aantal monsters moeten worden geanalyseerd kan de Robotic Analyzer ook buiten de normale laboratorium werkuren worden ingezet via de “analyse scheduler” in de software.  Met deze functie kan de gebruiker opstart en afsluit procedures definiëren.

Alle analyzer handelingen kunnen worden gecontroleerd en gerapporteerd indien dat nodig is.

Geïntegreerde Quality Control functies zorgen voor nauwkeurige resultaten en volledige naleving van vereiste regelgeving. QC monsters kunnen worden geanalyseerd en Quality Control grafieken samen met andere waardevolle statistische informatie kunnen worden gecreëerd. Ook CLP protocollen kunnen worden opgenomen, deze zorgen ervoor dat de analyzer automatisch bepaalde acties kan uitvoeren als QC en CLP limieten worden overschreden. Hierdoor kan Skalar  zeer nauwkeurige resultaten garanderen en automatische kwaliteitscontrole op de prestaties van de Robot analyzer.