Перед выполнением отчета анализа выбирают фрагмент хроматограммы, который необходимо напечатать.
В меню Обработка выбирают команду «Отчет анализа» (кнопка), Выполнить. В графе «Расчет по группам» выводятся результаты анализа, по группам компонентов. Пример отчета анализа приведен ниже.
161
9.Техническое состояние оборудования
Анализ токсичных микропримесей в водке и спирте проводится на пределе чувствительности хроматографа, поэтому в ходе работы прибор должен обеспечивать высокую стабильность показаний по чувствительности, точности выполняемых анализов и надежность работы всей системы в целом.
В настоящем разделе приведены показатели и способы оценки стабильности работы хроматографа, операции технического обслуживания, некоторые технические неполадки и рекомендации по их устранению при проведении анализа водки и спирта.
Общие указания по оценке технического состояния хроматографа и операции технического обслуживания приведены в части 4 РЭ хроматографа.
Указанные по тексту допустимые значения показателей зависят от выполнения различных требований и в реальных рабочих условиях могут несколько отличаться от указанных. Приведенные требования предъявляются к оборудованию при выпуске приборов с завода-изготовителя.
9.1.Показатели удовлетворительной работы прибора
Кпоказателям, позволяющим оценить работу прибора в целом, следует отнести:
• шум и фон сигнала детектора ПИД;
• чувствительность анализа;
• сходимость результатов анализа (СКО);
• дрейф и чистоту базовой линии при программировании температуры.
9.1.1.Шум и фон детектора ПИД
Шум и фон детектора ПИД оценивают в рабочих режимах по шкале
ординат в записанной хроматограмме. Для этого увеличивают фрагмент участка на хроматограммы, не содержащий ложных пиков.
162
Нулевая линия сигнала детектора должна быть равномерной, не должна содержать резких скачков и всплесков, осложняющих обработку низких по амплитуде пиков.
Расчет шума и фона можно провести с помощью программы. Для этого на хроматограмме выбирают интервал, не содержащий пиков и всплесков. Затем в меню Обработка/Операции выбирают команду «Оперативная оценка шума». После выполнения команды появляется окно, в котором выводятся рассчитанные значения шума, фона и дрейфа выбранного интервала хроматограммы:
9.1.1.1.Допустимые значения:
Амплитуда шума:
0,05–0,08 мВ.
Фон сигнала детектора:
8–16 мВ.
Допускается работать с уровнем фона до 20 мВ.
163
9.1.1.2.Стабильность показаний фона и дрейфа определяют следующие условия:
• Чистота используемых газов, в том числе водорода и воздуха.
Наличие в воздухе органических примесей повышает фон и шум детектора. При очистке воздуха в фильтре «10.ОК» исп.1 (см. разд. 1.3.1) фон редко превышает 10 мВ, а шум – 0,05 мВ.
• Чистота детектора и стабильность работы детектора.
Анализ водки не требует частого технического обслуживания детектора ПИД. При появлении пыли в детекторе на хроматограмме возможно появление всплесков. При загрязнении изоляторов коллекторного электрода ПИД (колокольчика) повышается фон детектора.
• Чистота сорбента в фильтрах питающих газов.
На равномерное повышение нулевой линии детектора (без ложных пиков) влияет чистота газов, питающих детектор. Следует обращать внимание на чистоту фильтров на входе в хроматограф, а также фильтров после РРГ.
• Чистота колонки.
При наличии сильных загрязнений колонки возможно появление ложных пиков, в том числе на изотермическом участке хроматограммы.
• Правильная установка капиллярной колонки в детекторе.
При неправильной установке колонки в детекторе возможно увеличение амплитуды шумов и появление всплесков вследствие нарушения режима горения пламени или попадания обломков колонки в сопло горелки. В этом случае для оценки собственных шумов детектора необходимо снять колонку, продуть горелку, заглушить детектор в термостате и оценить величину шумов без детектора.
9.1.2. Чувствительность анализа
Чувствительность методики выражена минимально определяемой концентрацией, которую можно определить при вводе пробы. Минимально определяемая концентрация – есть концентрация, при которой высота пика составляет 2–3 амплитуды шумов.
9.1.2.1.Допустимые значения:
В анализе водки и спирта минимально определяемая концентрация составляет около 0,3–0,5 мг/л (для растворов водки – без пересчета на безводный спирт).
Указанная чувствительность обеспечивается при удовлетворительным разделении пар пиков: [этилацетат - метанол] и [пропанол-2 - этиловый спирт]. Пример хроматограммы и качество разделения этих пар компонентов приведено в разд. 5.1.5. При снижении расхода через регулятор сброса чувствительность будет возрастать, но качество разделения пары [пропанол-2 - этиловый спирт] будет ухудшаться.
Чувствительность анализа определяют следующие условия:
•Минимальная амплитуда шума и фона сигнала детектора ПИД. Здесь важны все требования, перечисленные в предыдущем пункте.
•Разделительные характеристики колонки.
164
При старении колонки ухудшаются ее разделительные характеристики и для достаточного разделения сложных пар компонентов необходимо устанавливать более мягкий режим хроматографического анализа, чувствительность при этом снижается.
9.1.3. Сходимость результатов анализа
Сходимость результатов при проведении количественных анализов контролируется постоянно (см. разд. 5.3 и 8.4).
В обычной работе не всегда удобно постоянно обращаться к расчетам программы для оценки удовлетворительности проведенного анализа по сходимости. Более просто оценивать сходимость по высоте пика этилового спирта (основного пика) на хроматограмме. После двойного щелчка мыши по хроматограмме пик этилового спирта помещается в размер хроматограммы, который можно наблюдать в нижней части рабочего окна программы «Хроматэк Аналитик»: (высота пика в данном случае 80,4 В). При таком способе оценки точности высоту пика этанола сравнивают с высотой пика при других анализах (или градуировочных хроматограммах).
9.1.3.1.Допустимые значения:
Высота не должна колебаться более чем на 2–2,5%. Т.е. при высоте пика этанола около 80–100 В, допустимое колебание высоты 3–4 В.
Примечани.
•При изменении процентного содержания этилового спирта в водках или иных анализируемых пробах высота пика будет отличаться от градуировочных растворов с 40%-м содержанием этанола.
•Сходимость результатов при определении низких концентраций компонентов хуже, чем при определении высоких концентраций. Большое влияние при этом оказывает разметка пиков. По этой причине проверку сходимости и тестирование прибора на сходимость результатов следует проводить со средними или высокими концентрациями компонентов (4–8 мг/л).
•Сходимость при анализе спирта обычно лучше, т.к. при испарении спиртовой пробы образуется меньший объем паров.
Сходимость результатов анализа обеспечивается следующими условиями:
•Правильная техника ввода пробы шприцем и качество самого шприца. Если шприц имеет погнутую иглу или шток, работа с ним неудобна, при
вводе пробы может возникать негерметичность в испарителе, которая приводит к неудовлетворительной точности результатов. Немаловажное значение имеет правильная техника ввода пробы оператором.
• Мембрана испарителя.
При износе или неправильном подтягивании мембраны испарителя появляется негерметичность, стабильность процессов испарения нарушается.
• Качество наполнения лайнера.
Модификация лайнера должна соответствовать способу ввода (ручной или с помощью дозатора, см. разд. 1.3.4). Наполнение лайнера должно быть равномерным, тампон из стекловолокна не должен входить в узкую шейку лайнера: таким образом, обеспечивается необходимое сопротивление потока и
165
эффективное перемешивание паров пробы в лайнере. Лайнеры проходят специальную подготовку на заводе-изготовителе, самостоятельно изменять его наполнение не рекомендуется.
• Чистота лайнера и шприца.
Сходимость результатов по отдельным компонентам (уксусный альдегид, метилацетат, этилацетат) существенно зависит от чистоты лайнера и шприца. Внешним признаком загрязненного лайнера (реже шприца) является нормальная сходимость результатов анализа по метанолу и остальным компонентам и неудовлетворительная сходимость по трем легким компонентам (или одному из них). Ухудшение сходимости по сложным эфирам обычно проявляется при загрязнении лайнера крошками мембраны испарителя. Ухудшение сходимости по уксусному альдегиду (или завышение концентрации уксусного альдегида) связано с наличием угольных или иных загрязнений в лайнере, появившихся в результате анализа образцов, содержащих нелетучие продукты, или при нарушении технологии подготовки лайнера на заводеизготовителе.
9.1.4. Дрейф и чистота базовой линии при программировании температуры
Увеличение сигнала детектора и чистота базовой линии оценивается в рабочем режиме хроматографа при программировании температуры. Возможно два варианта проверки чистоты:
•В холостом анализе (без ввода пробы) выявляются существенные загрязнения колонки, испарителя и потока газа-носителя, питающего испаритель (при загрязнении фильтров). Оценивается увеличение сигнала детектора.
•При проведении анализа с вводом пробы воды из испарителя вымываются трудно летучие примеси и продукты разложения нелетучих веществ, а также, при проколе иглой шприца, происходит попадание летучих продуктов с мембраны испарителя. Для проверки чистоты следует брать гарантированно очищенную от органических веществ воду (очистку можно провести, например, активированным углем).
9.1.4.1.Допустимые значения:
•Допустимое увеличение фона детектора при программировании температуры колонки до180°С 0,8–1,5мВ.
•В идеальном случае хроматограмма не должна содержать пиков. При вводе пробы воды возможно наличие небольшого пика этилового спирта (остаточно содержание этанола в шприце). При наличии пиков, совпадающих по времени выхода с анализируемыми компонентами, необходимо выявить причину загрязнения и устранить ее (см. п. 9.3.5).
Удовлетворительный уровень увеличения базовой линии при программировании температуры колонки обеспечивается следующими условиями:
•Чистота газа-носителя.
Особенно важным показателем является минимальное содержание кислорода.
166
• Качество нанесения неподвижной фазы хроматографических колонок. В лаборатории завода-изготовителя подготовка приборов для анализа
водки и спирта проводится на колонках 0В РРАР, НР РРАР, 2В РРАР.
•Чистота уплотнительных муфт капиллярной колонки.
9.2.Операции технического обслуживания
9.2.1.Замена мембраны испарителя
Замена мембраны испарителя проводится при ее износе. Износ мембраны
осуществляют в ходе непрерывной работы путем контроля герметичности испарителя (разд. 9.2.2).
Замену мембраны рекомендуется проводить перед началом работы на выключенном хроматографе, при этом температура в термостате колонок должна быть снижена до температуры, исключающей выход из строя колонок
Закручивают гайку с усилием подтягивания: для мембраны толщиной 4 мм от начала деформации мембраны на угол 180–270°; для мембраны толщиной 3 мм от начала деформации мембраны на угол 180°.
После установки мембрану следует несколько раз проколоть иглой 6.054.005 из комплекта ЗиП хроматографа.
После первых 10–20 анализов мембрану необходимо подтянуть на угол
25–30°.
9.2.2. Контроль герметичности испарителя
Контроль герметичности испарителя осуществляют непрерывно в ходе работы по разности значений расходов газов питающих испаритель (Газ 1 – на входе в колонку и Газ2 – на сбросе пробы). Разность между показаниями «Расход газа 1» – «Расход газа 2» не должна превышать 5–8 мл (в зависимости от условий режима и индивидуального состояния испарителя). Для каждого испарителя можно уточнить эту величину в реальных условиях работы. Контроль герметичности проводят на этапе «Готовность».
Основной причиной возникновения негерметичности является износ мембраны испарителя: при обнаружении негерметичности проводят замену мембраны (разд. 9.2.1).
После регенерации сорбента фильтров (см. разд. 9.2.5) также проверяют герметичность, выявляя утечки после сборки фильтров.
9.2.3. Замена (установка) лайнера в испарителе
Замену лайнера, как и замену мембраны, проводят при выключенном хроматографе. Действия оператора при замене лайнера описаны в разд. 3.2.4. Ч.4 РЭ на хроматограф.
После замены лайнера рекомендуется провести его кондиционирование
167
(см. разд. 9.2.4) в течение 1–2 ч, а затем сделать несколько анализов (3–4) с вводом пробы этилового спирта для стабилизации отклика по уксусному альдегиду.
Кондиционирование испарителя рекомендуется проводить при установке нового лайнера, а также при наличии незначительных загрязнений в лайнере, проявляющихся в виде ложных пиков при вводе пробы воды (см. п.9.1.4).
1. Перед прогревом лайнера необходимо удалить из него частицы силиконовой резины.
Примечание.
При наличии угольных (черных) вкраплений в материале волокна кондиционирование испарителя не устранит загрязнений. В этом случае можно применить более жесткий прогрев лайнера в муфельной печи при 550–600°С в течение 0,5–1 ч. Перед тем как поместить лайнер в муфельную печь, снять с него уплотнительное кольцо.
Внимание! Для проведения кондиционирования испарителя необходимо увеличить его предельную температуру до 400°С. Для этого в панели управления выбирают кнопку «Конфигурация» . В левой области диалога выбирают страницу «Блокировки» и устанавливают в поле испарителя значение
400.Нажимают ОК.
2.Перед проведением кондиционирования желательно снять хроматографическую колонку и заглушить штуцер испарителя в термостате колонок. При затруднении выполнения этой операции необходимо задать следующий режим:
Детектор, °С: 200,00.
Испаритель, °С: 390,00.
Колонка, °С: первая изотерма 77,00.
Давление газа-носителя на входе в колонку, кПа: 40. Расход газа-носителя на сбросе пробы, мл/мин: 100. Деление потока: 1:146.
Газ 3, мл/мин: 20,00.
Воздух, мл/мин: 200,00. Водород, мл/мин: 20,00.
9.2.4.1.Алгоритм задания режима аналогичен п.4.5.2.
Кондиционирование испарителя проводят в течение 1–2 ч (после выхода температуры на заданный режим).
После ввода пробы кондиционирования проводят несколько анализов (3– 4) с этилового спирта для стабилизации отклика по уксусному альдегиду.
После кондиционирования лайнера проводят кондиционирование колонки в течение 1–2 ч (можно не отсоединять колонку от детектора). Операция кондиционирования колонки описана в разд. 3.1.2.
168
9.2.5. Регенерация фильтров
Регенерацию сорбента в фильтрах проводят периодически через каждые 300–500 ч работы, а также при ухудшении показателей стабильной работы прибора (высокий сигнал детектора ПИД, появление ложных пиков в холостом анализе).
Регенерация адсорбента в фильтрах хроматографа и вспомогательных устройств описана в разд. 3.3.2 Ч. 4 РЭ хроматографа.
После сборки фильтров и установки их в хроматограф проводят проверку герметичности газовых линий. Проверку внешних газовых линий в местах соединений корпуса фильтров и подсоединения трубопроводов проводят обмыливанием при заданном рабочем давлении газовых магистралей.
Продувку фильтров по газу-носителю от остатков воздуха необходимо выполнять особенно тщательно, т.к. остаточный кислород будет разрушать неподвижную фазу колонки. Для окончательной (глубокой) очистки фильтров по газу-носителю от кислорода задают рабочий режим хроматографа (см. разд. 4.5.2), но температуру колонки устанавливают 25–30°С. В таком состоянии выдерживают хроматограф от 40 мин до 1 ч.
9.3. Основные неполадки и рекомендации по их устранению
Рекомендации, приведенные в данном разделе, помогают выявить по внешним признакам причины неполадки, специфичные при выполнении описываемого метода. При затруднении в выявлении причин рекомендуется обратиться на завод-изготовитель.
9.3.1.Неудовлетворительный результат СКО градуировочного графика и погрешности градуировочных уровней при проведении градуировки
Условие 1. Площади пиков метанола в градуировочных уровнях одной концентрации имеют нормальное СКО, в этом случае обычно обеспечивается нормальная сходимость по этанолу.
Несоответствие 1 (при выполнении условия 1). Погрешность между градуировочными уровнями разных концентраций для большинства компонентов неудовлетворительная.
Вероятные причины:
1)Неправильно приготовлена градуировочная смесь.
2)Отсутствует напряжение 200 В на горелке ПИД. При этом высота пика этанола обычно не выше 20В. Рекомендуется обратиться к региональному представителю или к разработчику.
Несоответствие 2 (при выполнении условия 1). Погрешность между градуировочными уровнями некоторых компонентов некоторых компонентов неудовлетворительна.
Вероятные причины:
1)Неправильная разметка пиков, в особенности для низких уровней концентраций (см. п.5.1.5.1).
2)Для ацетальдегида возможно искажение состава в результате неправильного хранения растворов или из-за наличия загрязнений в лайнере
169
испарителя (в последнем случае концентрации изменяются в сторону завышения отклика в нижнем градуировочном уровне).
3)Доля метилацетата и этилацетата неудовлетворительная. Наличие загрязнений в лайнере испарения.
Несоответствие 3. Сходимость результатов внутри градуировочного уровня большинства компонентов неудовлетворительная, отклики по всем компонентам изменяются одинаково.
Вероятная причина – неудовлетворительная сходимость результатов (см.
разд. 9.3.2).
9.3.2.Неудовлетворительная сходимость результатов
См. также разд. 9.1.3.
Для контроля сходимости результатов необходимо использовать градуировочные смеси с концентрациями компонентов 4–8 мг/л. Шприц для ввода пробы должен иметь прямую (не поврежденную) иглу и шток. Мембрана испарителя должна быть заменена на новую.
Контроль сходимости результатов рекомендуется проверить в первую очередь по спиртовым градуировочным растворам.
Условие 4. Сходимость при анализе спиртовых растворов удовлетворительная.
Несоответствие (при выполнении условия 4). Сходимость в анализе водочных растворов отсутствует.
Вероятная причина – некачественный лайнер испарителя. Рекомендуется заменить лайнер (см. п.9.2.3).
Несоответствие. Сходимость неудовлетворительная по любым растворам.
Условие 5. Отклики пиков в получаемых параллельных повторах отличаются довольно значительно, но в то же время их можно разделить на две группы, где отличия невелики.
Вероятная причина – неправильное расположение насадки в лайнере испарителя.
Условие 6. Разброс между пиками имеет тенденцию непрерывного нарастания по всем компонентам.
Вероятная причина – негерметичность или неправильное подсоединение трубопроводов во внешних или внутренних газовых линиях. Необходимо проверить надежность подсоединения и уплотнений (особенно при наличии фторопластовых уплотнений). Трубопроводы должны быть вставлены в штуцеры до упора. При наличии некачественных уплотнений из резины их следует заменить.
Условие 7. Разброс между пиками носит хаотический характер. Вероятные причины: любые из перечисленных в данном разделе, а также
в п. 9.1.3.
9.3.3.Высокий фон детектора ПИД
См. также разд. 9.1.1.
Высокий фон детектора ПИД следует отличать от нестабильной базовой
), Выполнить. В графе «Расчет по группам» выводятся результаты анализа, по группам компонентов. Пример отчета анализа приведен ниже.
помещается в размер хроматограммы, который можно наблюдать в нижней части рабочего окна программы «Хроматэк Аналитик»: (высота пика в данном случае 80,4 В). При таком способе оценки точности высоту пика этанола сравнивают с высотой пика при других анализах (или градуировочных хроматограммах).
. В левой области диалога выбирают страницу «Блокировки» и устанавливают в поле испарителя значение