CZ2001551A3 - Způsob řízení čisticích lázní - Google Patents

Způsob řízení čisticích lázní Download PDF

Info

Publication number
CZ2001551A3
CZ2001551A3 CZ2001551A CZ2001551A CZ2001551A3 CZ 2001551 A3 CZ2001551 A3 CZ 2001551A3 CZ 2001551 A CZ2001551 A CZ 2001551A CZ 2001551 A CZ2001551 A CZ 2001551A CZ 2001551 A3 CZ2001551 A3 CZ 2001551A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
determinations
determination
sample
bath
result
Prior art date
Application number
CZ2001551A
Other languages
English (en)
Inventor
Ibolya Bartik-Himmler
Wolfgang Krey
Werner Opitz
Lutz Hüsemann
Bernd Schenzle
Peter Kuhm
Detlef Bohnhorst
Arnulf Willers
Herbert Puderbach
Hans-Willi Kling
Reiner Moll
Original Assignee
Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien filed Critical Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Publication of CZ2001551A3 publication Critical patent/CZ2001551A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D21/00Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value
    • G05D21/02Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value characterised by the use of electric means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1826Organic contamination in water
    • G01N33/1846Total carbon analysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Description

(57)Anotace:
Způsob kontroly čistících lázní, vyznačující se tím, že se řídícím programem provedou alespoň dvě u následujících stanovení, i) stanovení obsahu tenzidů. ii) stanovení zatížení anorganicky nebo organicky vázaným uhlíkem, iii) stanovení alkality a že se podle výsledku stanovení zavádí dávkování doplňujících složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně. Výsledky stanovení a/nebo data odvozená od výsledků stanovení se mohou zpracovávat v místě vzdáleném od zařízení pro provádění stanovení i), ii), iii).
CZ 2001 - 551 A3
9 9
- 1 Způsob řízení čistících lázní
Oblast techniky ’ Vynález se týká automatické kontroly a řízení čistících lázní, zejména čistících lázní v kovozpracujícím průmyslu nebo v automobilovém průmyslu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se stanoví minimálně 2 vybrané automaticky programově řízené kontrolní parametry a výsledky stanovení a/nebo od výsledků stanovení odvozené údaje se přenesou na vzdálené cílové místo, které se nenachází v bezprostřední blízkosti čistící lázně. Podle výsledku stanovení se může za řízení programem nebo podle požadavků ze vzdáleného cílového místa narazit na další stanovení a/nebo opatření pro údržbu lázně. Kromě toho se mohou podle výsledku stanovení zavést podle programu nebo na základě požadavku kontrolní měření. Přitom může vzdálené cílové místo být v nadřazeném systému řízení procesu, v cetrále vedení provozu, v místě čistící lázně nebo také mimo provoz.
Čištění kovových částí před jejich dalším zpracování představuje standartní úkol v kovozpracujícím průmyslu. Kovové části mohou být znečištěny pigmentem, prachem, kovovým otěrem, oleji na ochranu proti korozi, t chladícími a mazacími kapalinami nebo tvářecími pomocnými látkami. Před dalším zpracováním, jako před ochranou proti korozi (např. fosfatací, chromováním, anodizací, reakcí s komplexními fluoridy atd.) nebo před lakováním se musejí tyto nečistoty odstranit vhodným čistícím prostředkem. Zde přichází v úvahu stříkání, máčení nebo kombinovaný způsob.
- 2 ·· · · ·· ·· · • · · · · * • · · · · · · • ··· ·······
Průmyslové čistící prostředky jsou v kovozpracujícím průmyslu zpravidla alkalické (hodnota pH v oblasti nad 7, například 9 až 12). Jejich základní složky jsou alkálie (hydroxidy, karbonáty, silikáty, fosfáty, boráty alkalických kovů) a neionické a/nebo anionické tenzidy. Často obsahují čistící prostředky jako pomocné složky navíc komplexotvorné látky (glukonáty, polyfosfáty, soli kyselin aminokarboxylových jako například ethylendiamintetraacetát nebo nitrilitriacetát, soli fosfonových kyselin jako například soli kyseliny hydroxyethandifosfonové, fosfonobutantrikarboxylové, nebo jiné fosfonové nebo forsfonokarboxylové kyseliny), prostředky na ochranu proti korozi jako například soli karboxylových kyselin s 6 až 12 atomy uhlíku, alkanolaminy a pěnové inhibitory jako například koncovými skupinami uzavřené alkoxyláty alkoholů s 6 až 16 atomy uhlíku v alkylovém zbytku. Pokud čistící lázně neobsahují žádné anionické tenzidy, mohou se použít také kationické tenzidy.
Jako neionické tenzidy obsahují čistící prostředky zpravidla ethoxyláty, propoxyláty a/nebo ethoxyláty/propoxyláty alkoholů nebo alkylaminů se 6 až 16 atomy uhlíku v alkylovém zbytku, které mohou být také uzavřeny koncovými skupinami. Jako anionické tenzidy jsou široce rozšířeny alkylsulfáty a alkylsulfonáty. Také alkylbenzsulfonáty se ještě vyskytují, s ohledem na životní prostředí jsou však nevýhodné. Jako katioinické tenzidy přicházejí zajména v úvahu kationické alkylamoniumsloučeniny s minimálně jedním zbytkem s 8 nebo více atomy uhlíku.
Alkálie přispívají k čistícím schopnostem čistící lázně. Například zmýdelňují zmýdelnitelné nečistoty jako například tuky a dělají je ve vodě rozpustné. Kromě toho přispívají k uvolnění nerozpustných nečistot z povrchu kovu, čímž negativně nabíjejí povrch adsorpcí iontů OH a tím způsobují elektrostatické odpuzování. Těmito reakcemi, případně také ztátou lázně přenosem, se spotřebovává alkalita., takže čistící účinek časem ustává. Proto je obvyklé přezkoušet alkalitu čistící lázně ve stanovených dobách a podle potřeby doplnit roztok novými účinnými látkami nebo jej zcela obnovit. Toto • · 4 4 4 4 4 4 «
• · 4444 44 4 4 4 ii 4444444 4 _ _ 4444 44 44 4 44
přezkoušení probíhá Přitom se přezkouší buď manuelně nebo lokálně titrovacím automatem, alkalita zpravidla titrací silnou kyselinou. Obslužný
personál posoudí alkalitu podle spotřeby kyseliny a učiní požadovaná opatření jako například doplnění lázně nebo obnovu lázně. Tento toho času obvyklý způsob předpokládá, že se obslužný personál zdržuje v požadovaných kontrolních časech v blízkosti čistící lázně. Čím kratší kontrolní intervaly se požadují, tím více je obslužný personál pro kontrolní měření požadován.
• · • ·
- 4 Dosavadní stav techniky
Z EP-A-806 244 je znám způsob, kterým se automaticky stanoví hodnota pH roztoku a při odchylkách se automaticky doplní kyselina nebo louh. Úkol tohoto dokumentu spočívá v tom, že se udrží hodnota pH kapalného toku na předem stanovené hodnotě. Titrace kyselina-baze tímto způsobem neprobíhá. Přitom se požaduje, aby se z místa kontrolovala funkčnost tohoto zařízení. Není možné ze vzdáleného místa zasahovat do průběhu měření pH a do dávkovacího systému.
Ve stavu techniky je známo stanovení neionických tenzidů ve vodných procesních roztocích jako například v čistících lázních manuelně pomocí barevného indikátoru. Obvykle se postupuje tak, že se k odebranému vzorku procesního roztoku přidá reagencie, která tvoří s neionickým tenzidem barevný komplex. Přednostně se extrahuje tento barevný komplex do organického rozpouštědla, které není v každém poměru mísitelné s vodou, a následně se stanoví fotometricky jeho absorpce světla při stanovené vlnové délce. Jako reagencie pro tvorbu barevného komplexu se může použít například tertrabromofenolftaleinethylester. Před extrakcí do organického rozpouštědla, přednostně do chlorovaného uhlovodíku, se procesní roztok smíchá s pufrovým systémem pro oblast pH 7.
Dále je známo stanovení neionických tenzidů za přítomnosti ionických tenzidů. Přitom se oddělí ionické tenzidy iontovou výměnou ze vzorku. V iontoměniči nevázané neionické tenzidy se stanoví pomocí přepočítacího indexu iontoměničovou kolonou zanechaného roztoku. Přednostně se měří přepočítací index jako funkce doby eluce, stanoví se integrál pro část křivky, která se odchyluje od přepočítacího indexu čistého elučního činidla, a porovná se tento integrál s hodnotami získanými z kalibračních měření.
Alternativně, ale méně přesně, se může změřit extremní hodnota přepočítacího indexu a z ní srovnáním s kalibrační křivkou stanovit obsah tenzidu.
Anionické a kationické tenzidy ve vodných roztocích se mohou detekovat například titrací hyaminemR 1622 (= N-benzyl-N,N-dimethyl-N-4-(1,1,3,3tetramethyl-butyl)-fenoxy-ethoxyethylamoniumchlorid) a potenciometrickým stanovením bodu ekvivalence. K tomu účelu se smíchá vzorek se známým množstvím dodecylsulfátu sodného, titruje hyaminem a stanoví titrační bod ekvivalence iontoselektivní elektrodou.
Alternativně k tomu se mohou stanovit anionické tenzidy také titrací 1,3didecyl-2-methylimidazoliumchloridem. Jako detektor se použije elektroda s iontově selektivní membránou. Elektrodový potenciál závisí na koncentraci měřených iontů v roztoku.
Podle výsledku tohoto stanovení tenzidu, spojeným s nákladem na personál, doplňuje obslužný personál zařízení procesní roztok jednou nebo více doplňkovými složkami. Tento způsob tedy vyžaduje, aby se obslužný personál v určitých časových úsecích stanovení tenzidu zastavil na místě zařízení. Je tedy náročný na personál, zejména ve vícesměnném provozu. Dokumentace výsledků kontroly a zajištění kvality vyžaduje dodatečné náklady.
Výsledkem čistícího procesu je obohacení čistícího roztoku o uvolněné části nečistot z povrchu. Pigmentová nečistota může vést k zatížení anorganicky vázaným uhlíkem. Oleje na ochranu proti korozi, chladící a mazací kapaliny nebo tvářecí pomocné prostředky jako například tuky pro tažení a/nebo uvolněné nebo vyloužené organické povlaky nebo spojovací materiál vedou k zatížení čistícího roztoku organicky vázaným uhlíkem. Protože tento organicky vázaný uhlík existuje z největší části ve formě minerálních olejů, minerálních tuků nebo ve formě olejů a tuků živočišného a rostlinného původu, hovoří se často krátce o „tukovém zatížení“. Takové oleje a tuky existují v čistícím
- 6 • · · · ······· φ • •φφφφ · · φ · · roztoku z největší částí ve formě emulze. Oleje a tuky živočišného a rostlinného původu se mohou však alkalickým čistícím roztokem přinejmenším částečně hydrolizovat. Produkty hydrolýzy mohou také v čistícím roztoku existovat v rozpuštěné formě. Při příliš vysokém zatížení TOC čistícího roztoku není jíž zaručeno, že se čištěné části v požadované míře uvolní z olejů a tuků. Nebo existuje nebezpečí, že se oleje a tuky opět natáhnou na vyčištěné části, které se vytahují čistícího roztoku. Proto se požaduje, aby se tukové zatížení udržovalo pod nejvyšší kritickou hodnotou, která může záviset na dalším použití vyčištěných částí a na složení čistícího roztoku. Při vyšším zatížení tukem se může zvýšit obsah tenzidu čistícího roztoku, aby se zýšila schopnost čistícího roztoku rozpouštět tuky. Nebo se zavádějí opatření pro údržbu lázně s cílem snížit tukové zatížení čistící lázně. Při předem dané nejvyšší hranici tukového zatížení je to v každém případě žádoucí. V nejjednodušším případě se čistící roztok vyhodí zcela nebo zčásti a nahradí se nebo doplní čerstvým čistícím roztokem. V důsledku současně vznikající odpadní vodě a potřebě čerstvé vody je ale snaha, aby se tuky a oleje oddělovaly od čistícího roztoku a aby se čistící roztok, případně po doplnění účinnými látkami, dále používal. K tomu vhodná zařízení jako separátory nebo membránové filtry jsou v technice známá.
Doposud bylo běžné posuzovat čistící účinek čistící lázně vizuelně na základě výsledku čištění. Obslužný personál zařízení posuzuje čistící účinek a používá požadovaných opatření jako například doplnění lázně nebo obnovy lázně. Tento současně běžný způsob předpokládá, že se obslužný personál v požadovaných kontrolních časech zdržuje v blízkosti čistící lázně. Čím kratší jsou žádané kontrolní intervaly, tím více je obslužný personál zatížen vizuelním posuzováním.
Ve stavu techniky se již navrhlo, aby se jednotlivé řídící parametry čistících lázní stanovovaly řídícím programem, aby se výsledky stanovení přenášely do vzdáleného cílového místa a aby se odtud podle výsledných stanovení zaváděly také automaticky a řídícím programem kontrolní měření a/nebo • · • ♦ ···· «· • ··· ······· · • · · · · · · ·
- 7 - ··♦··· ·· « ·· opatření pro údržbu lázně. Způsob automatické kontroly a řízení obsahu tenzidu ve vodném procesním roztoku je popsáno v DE 198 14 500, automatické stanovení zatížení vodných čistících roztoků sloučeninami obsahujících uhlík je popsáno v DE 198 20 800 a automatická kontrola a řízení čistících lázní stanovením alkality je popsáno v německé patentové přihlášce DE 198 02 725.7. Předkládaný vynález je založen na způsobu, ve kterém jsou všechny společně spojeny. Jak se současně může při jednotlivých stanoveních postupovat, je ve třech jmenovaných dokumentech rozsáhle popsáno. Obsah těchto dokumentů je výslovně součástí předmětu tohoto zveřejnění.
• ···
- 8 Podstata vynálezu
Vynález si klade za úkol umožnit kontrolu a přednostně také řízení čistících lázní, aniž by se obslužný personál musel zdržovat na místě čistící lázně.
Výhodná měřící zařízení se mají sama kontrolovat a kalibrovat a při chybné funkci zprostředkovat hlášení alarmu na vzdáleném místě. Dále má být s výhodou možné kontrolovat funkční schopnost měřícího zařízení a výsledky měření ze vzdáleného místa. Dále má být možně ze vzdáleného místa zasahovat do průběhu měření a do opatření pro údržbu lázně. Usilovnou dálkovou kontrolou se mají náklady na personál při kontrole a řízení čistících lázní snížit. Přitom se má pamatovat na stanovení minimálně dvou parametrů, ze kterých se může poznat funkční schopnost a/nebo zatížení čistící lázně nečistotami. S přihlédnutím k více měřeným veličinám se mohou zavést cílenější opatření pro údržbu lázně než umožňuje znalost pouze jedné měřené veličiny.
Tento úkol se řeší způsobem kontroly čistících lázní, vyznačující se tím, že se provádějí alespoň dvě následující stanovení za řízení programem:
i) stanovení obsahu tenzidů, ii) stanovení zatížení anorganicky a/nebo organicky vázaným uhlíkem, iii) stanovení alkality, a že se • · ·
a) podle výsledku stanovení zavede doplňování složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně a/nebo
b) výsledky stanovení a/nebo z výsledku stanovení odvozené údaje přenášejí na minimálně jedno vzdálené cílové místo, které se nachází v jiné místnosti než zařízení pro provádění stanovení.
Například se může stanovit jak obsah tenzidů, tak také zatížení organicky a/nebo anorganicky vázaným uhlíkem. Nebo se stanoví obsah tenzidů a alkalita. Nebo se stanoví zatížení organicky a/nebo anorganicky vázaným uhlíkem a alkalita. Přednostně se ale stanoví všechny tři parametry, aby se získal úplný obraz stavu čistící lázně.
Jak se tyto stanovení mohou za řízení programem jednotlivě provést, je ve výše uvedených dokumentech rozsáhle popsáno. Mohou se v podstatě provést současně nebo po sobě.
Výsledek stanovení může být uložen na nosiči dat. Navíc nebo alternativně k tomu se může získat jako základna pro další výpočty. Výsledek stanovení nebo výsledek dalších výpočtů se přenáší na vzdálené cílové místo (= na „vzdálené místo“) a tam se nově ukládá na nosič dat a/nebo se vydává. Jestliže se mluví ve smyslu způsobu podle vynálezu o vzdáleném cílovém místě nebo o „vzdáleném místě“, tak se tím myslí místo, které se nenachází v bezprostředním nebo přinejmenším v optickém kontaktu s procesním roztokem. Vzdálené místo může například představovat centrální systém řízení procesu, který jako dílčí úkol v rámci celého způsobu úpravy povrchu kovových částí kontroluje a řídí čistící lázeň. „Vzdálené místo“ může také znamenat vedení centrální údržby, ze kterého se celý proces kontroluje a řídí a která se nachází například v jiné místnosti než procesní roztok. Jako „vzdálené místo“ však přichází v úvahu také místo mimo provoz, ve kterém se
-10- .···.· «.* i čistící lázeň nachází. Tím se umožní, aby procesní roztok kontrolovali a řídili specialisté, kteří se zdržují mimo provoz, ve kterém se procesní roztok nachází. Tak se jen zřídka požaduje, aby se na místě čistící lázně zdržoval specielní personál.
Vhodnými přenašeči dat, kterými se mohou výsledky stanovení a řídící povely přenášet, jsou k dispozici ve stavu techniky. Pod pojmem „vydej výsledku stanovení nebo dalšího výpočtu“ se rozumí, že je výsledek buď dále předán do nadřazeného systému řízení procesu nebo je člověku zobrazen na obrazovce nebo vytištěn. Přitom může být místem indikace případně výstupu výsledku výše definováné „vzdálené místo. Je výhodné, že se výsledky jednotlivých stanovení přinejmenším ukládají na nosič dat v předem daných časových intervalech, takže se mohou následně, například ve smyslu zajištění kvality, vyhodnotit. Výsledky stanovení se však nemusejí bezprostřčedně jako takové vydávat nebo ukládat na nosiče dat. Mnohem více se mohou použít také přímo jako základna pro další výpočty, přičemž výsledky těchto dalších výpočtů se zobrazují nebo se ukládají do paměti. Například se může místo právě aktuálního obsahu zobrazovat vývoj koncentrací a/nebo jejich relativní změna. Nebo se aktuální obsahy transformují na „% správného obsahu“ př.na „% maximálního obsahu“.
Uvedené vzdálené místo se může nacházet ve vzdálenosti minimálně 500 m od zařízení pro provádění stanovení. Zvláště se může nacházet mimo provoz, kde se provozuje kontrolovaná čistící lázeň. Předpokládá se dálková kontrola, aniž by se obslužný personál musel nacházet v bezprostřední blízkosti čistící lázně.
Přitom se předpokládá, že přenos výsledků stanovení a/nebo dat odvozených od výsledků stanovení do vzdáleného cílového místa probíhá automaticky vždy poté, co se zjistí nové výsledky stanovení a/nebo data odvozená od výsledků stanovení. Alternativně k tomu se může předpokládat, že přenos ···♦·· ·· · · · • · · · · · · « • · ♦ ··· · · • · · · ·*···«· ·
- 11 výsledků stanovení a/nebo dat odvozených od výsledků stanovení na vzdálené cílové místo probíhá podle požadavku vzdáleného místa.
Jednotlivá stanovení se mohou v předem určených časových intervalech opakovat. Alternativně se může řídící program pamatovat na to, že se budou jednotlivá stanovení opakovat v tím kratších časových intervalech, čím více se dvě po sobě následující stanovení od sebe liší. Přitom se může také stát, že se stanovení druhé veličiny zablokuje, když stanovení první veličiny poskytne kritickou hodnotu nebo změnu hodnoty mezi dvěmi stanoveními této měřící veličiny. Počátek stanovení měřené veličiny může být tedy závislý na výsledku stanovení jiné měřené veličiny.
Jinými slovy: Způsob podle vynálezu se může provádět tak, aby se podle programu provádělo druhé stanovení zvolené ze stanovení i), ii) a iii) tehdy, až první stanovení zvolené ze stanovení i), ii) a iii) poskytne výsledek, který překročí předem určnou maximální hodnotu nebo neklesne pod předem určenou minimální hodnotu nebo se odchýlí o předem určenou nejmenší hodnotu od předchozího výsledku tohoto prvního stanovení.
Samozřejmě je třeba pamatovat na to, že stanovení probíhají podle požadavku vzdáleného cílového místa.
Ve formě provedení se způsob podle vynálezu vyznačuje tím, že se za řízení programem
i) provede stanovení obsahu tenzidů, kde se
a) odebere vzorek o předem daném objemu z vodného procesního roztoku, • · • ·Φ· • · • * φφφφ · · • φφφ φ φ φ φ β · φ φ
Α Ο •••••ΦΦΦ
- - ···♦ ·· ·φ φ «·
b) podle potřeby ze vzorku odstraní pevné látky,
c) podle potřeby vzorek zředí vodou v předem určeném poměru nebo v poměru, určeného výsledkem předchozího stanovení,
d) stanoví obsah tenzidů selektivní adsorpcí, elektrochemicky, chromatograficky, štěpením na těkavé sloučeniny, vytěsněním těchto těkavých sloučenin a jejich detekcí, nebo přídavkem reagencie, která mění interakci vzorku s elektromagnetickým zářením proporcionálně k obsahu tenzidů, a měření změny této interakce.
Dále se forma provedení způsobu podle vynálezu vyznačuje tím, že se ii) provede stanovení zatížení anorganicky a/nebo organicky vázaným uhlíkem, kde se za řízení programem
a) odebere vzorek předem určeného objemu z vodného procesního roztoku,
b) vzorek zbaví podle potřeby pevných látek a/nebo se homogenizuje,
c) vzorek podle potřeby zředí vodou předem určeným poměrem nebo poměrem, který poskytne předchozí stanovení,
d) stanoví podle známých způsobů obsah anorganicky a/nebo organicky vázaného zhlíku ve vzorku.
Přitom se může podle formy provedení dílčího kroku d) stanovit obsah anorganicky vázaného uhlíku („inorganic carbon“, IC), organicky vázaného uhlíku („total organi carbon“, TOC) nebo sumu obou („total carbon, TC). Specielně se může stanovit podíl lipofilních látek v čistící lázni, když se v • · · · · 9 • · · · · · • · · ·····«« · rámci stanovení použije metoda extrakce, při které se extrahují z čistícího roztoku pouze lipofilní látky a v následném kroku se stanoví.
Další forma provedení vynálezu se vyznačuje tím, že se iii) pomocí kyseliny stanoví alkalita čistící lázně acido-bazickou reakcí, přičemž se za řízení programem
a) odebere vzorek o předem určeném objemu z čistící lázně,
b) podle potřeby vzorek zbaví pevných látek,
c) zvolí, zda má být stanovena volná alkalita a/nebo celková alkalita a
d) vzorek titruje přídavkem kyseliny nebo se předloží kyselina a ta se titruje vzorkem.
V dílčím kroku a) odebraný zkušební objem může být v řídící části použitého měřícího zařízení naprogramován. Přednostně se může velikost zkušebního objemu ze vzdáleného místa měnit. Dále se může řídící program dimenzovat tak, že bude použitý objem vzorku závislý na výsledku předchozího měření. Například se může objem vzorku volit tím větší, čím menší je obsah stanovovaných látek v čistící lázni. Přesnost stanovení se tím může optimalizovat.
Mezi odebráním vzorku a vlastním měřením se může požadovat, aby se vzorek zbavil ve fakultativním dílčím kroku pevných látek. Pokud je čistící roztok jen málo zatížen pevnými látkami, nepožaduje se to. Při vysokém obsahu pevných látek se mohou zanést ventily měřícího zařízení a znečistit senzory. Proto se doporučuje, aby se pevné látky ze vzorku odstaranily. To • · ♦ · ♦ · ··· • · · · · · » e • 9 9 9 9 9999 99 9
- 14 - ...... ··* I *·«* · může probíhat automaticky filtrací nebo také použitím cyklonu nebo odstředivky.
Před stanovením zvoleného parametru se vzorek se podle pořeby zředí vodou v předem určeném poměru nebo v poměru, získaného z výsledku předchozího stanovení. V dílčím kroku d) probíhá vlastní stanovení podle různých metod, které budou dále blíže objasněny.
V nejjednodušším případě pracuje způsob podle vynálezu tak, že se stanovení v předem daných časových intervalech opakují. Předem určené časové intarvaly se přitom řídí podle požadavků provozu procesního roztoku a každý libovolný časový intarval se může pohybovat v oblasti od několika minut až po několik dní. Pro zajištění kvality se předpokládá, že předem dané časové intervaly leží například v oblasti mezi 5 minutami a 2 hodinami. Například se může provádět měření každých 15 minut.
Způsob podle vynálezu se může ale provést tak, že se stanovení opakují v tím ktratších časových intervalech, čím více se výsledky dvou po sobě následujících stanovení od sebe liší. Řídící systém pro způsob podle vynálezu může tedy sám rozhodnout, zda se mají časové intervaly mezi jednotlivými stanoveními zkrátit nebo prodloužit. Samozřejmě se musejí dát řídícímu systému instrukce, při jakých rozdílech mezi výsledky po sobě následujících stanovení se mají volit jaké časové intervaly.
Přitom se nemusejí 2 nebo 3 rozdílná stanovení i), ii) a iii) vždy provádět v tomto sledu po sobě. Daleko více je možné provádět jedno stanovení častěji než jiné. To se dělá tehdy, když praxe ukáže, že se jeden parametr mění rychleji než jiný. Například se může obsah tenzidů stanovovat častěji než alkalita. Nebo se zařízení naprogramuje tak, že bude záviset na výsledku jednoho stanovení, zda se má začít druhé stanovení. Například se předpokládá, že stanovení alkality proběhne poté, až obsah uhlíku čistící • Φ ··· ♦ ·9 ♦
Φ Φ
lázně překročí předem satnovenou mez. Nebo je možné stanovit alkalitu teprve poté, až se obsah tenzidů čistící lázně dostane pod předem určenou spodní hranici. Tím se může například zvolit, zda se k čistící lázni musí přidat pouze tenzidická složka nebo základní (buildner) složka.
Dále se může způsob podle vynálezu provést tak, že se stanovení provedou na základě externího požadavku v každém libovolném čase. Tím existuje například okamžitá kontrola čistícího roztoku na obsah tenzidu, alkality a/nebo zatížení tukem, když se v následných procesních krocích zjistí problémy s kvalitou. Měření zvolených veličin stanovení se může řídit časem (podle pevných časových intervalů) nebo událostí (při zjištěných změnách nebo vnějšími požadavky).
·· ····
- 16 Příklady provedení vynálezu
i) Stanovení obsahu tenzidu
Způsob může být přitom uspořádán tak, že tenzidy, jejichž obsah se má v procesním roztoku stanovit, jsou neionické tenzidy. Při jejich stanovení se postupuje tak, že se v dílčím kroku d) přidá reagencie, která mění vzájemné působení vzorku s elektromagnetickým zářením proporcionálně k obsahu neionických tenzidů, a měří změnu tohoto vzájemného působení.
Například se může u reagencie jednat o komplex dvou látek A a B, přičemž neionický tenzid vytlačí látku B z komplexu s látkou A a přitom se mění barva nebo flouorescenční vlastnosti látky B. Například se může u látky B jednat o fluorescenční látku nebo o barvivo, které může vytvářet komplex například s dextrany nebo škroby, které jsou příkladem látky A. Jako složka komplexu má látka B určité barevné nebo fluoriscenční vlastnosti. Pokud se vytlačí z komplexu, mění se tyto vlastnosti. Měřením absorpce světla nebo fluoroscenčního záření se může detekovat, jaký podíl látky B neexistuje ve formě komplexu s látkou A. Přitom se volí látka A taková, aby po přídavku neionického tenzidu látka B z komplexu vypadla a místo ní se vytvořil komplex s neionickými tenzidy. Potom je množství látky B, která se z komplexu s látkou A vytlačila, proporcionální k přidanému množsví neionickýh tenzidů. Ze změny absorpce světla nebo fluorescence, kterou způsobilo uvolněné množství látky B, se může zpětně určit množství přidaných neionických tenzidů.
Například se může jako reagencie použít sůl kationického barviva s anionty tetrafenylborátu. Neionické tenzidy mohou barvivo z této soli vytlačit, poté co se přídavkem iontů baria přeměnila na kationický komplex s bariem. Tato • · φ φ φ ♦
- 17 metoda převedení neionického tenzidu na kationicky nabitý komplex a zpřístupnit jej kationickými reakcemi, se v literatuře označuje jako „aktivace“ neionických tenzidů. Tento způsob je například popsán ve Vytřás K., Dvořáková V. a Zeeman I (1989) Analyst 114, strana 1435 ff. Množství barviva uvolněného z reagencie je proporcionální k množství neionického tenzidu, které je k dispozici. Mění-li se absorpční spektrum barviva při tomto uvolnění, může se toto uvolněné množství barviva stanovit fotometrickým meřením vhodnými absorpčními pásy.
Tato metoda stanovení se může zjednodušit, když se sůl kationického barviva použije jako reagencie, která je rozpustná pouze v organickém rozpouštědle, které není mísitelné s vodou, zatímco uvolněné barvivo je samotné rozpustné ve vodě a vede ke zbarvení vodné fáze. Samozřejmě je vhodný i obrácený postup: Použije se ve vodě rozpustná sůl organického barviva, přičemž uvolněné barvivo je rozpustné pouze v organické fázi. Uvolněním barviva výměnou za neionické tenzidy a extrakcí uvolněného barviva do jiné fáze se může touto jednoduchou cestou fotometricky stanovit.
Tento způsob stanovení je vhodný také pro stanovení kationických tenzidů. Protože jsou sami o sobě nabité pozitivně, ušetří se výše uvedená „aktivace“ kationty baria.
Dále se může u reagencie jednat o látku, která s anionickými tenzidy sama tvoří komplex, který má jiné barevné nebo fluorescenční vlastnosti než volná reagencie. Například může být reagencie v optické oblasti bezbarvá, zatímco její komplex s neionickými tenzidy absorbuje v optické oblasti elektromagnetické vlnění, tedy má barvu. Nebo se maximum absorpce světla, tedy barva, nevázané reagencie liší od těchto komplexů s neionickými tenzidy. Reagencie však může mít také určité fluorescenční vlastnosti, které se mění při tvorbě komplexu s neionickými tenzidy. Například může volná reagencie fluoreskovat, zatímco tvorba komlexu s neionickými tenzidy fulorescenci ruší. V každém případě se může měřením absorpce světla při předem známé ·· ··♦·
- 18 vlnové délce nebo fluzorescenčním záření stanovit koncentrace komplexu z reagencie a z neionických tenzidů a tím koncentrace neionického tenzidu samotnou.
Přednostně se v dílčím kroku d) přidá reagencie, která tvoří s neionickými tenzidy komplex, který se může extrahovat v organickém rozpouštědle, které není v žádném poměru mísitelné vodou. Následně se provádí extrakce komplexu z neionických tenzidů a z přidané reagencie v organickém rozpouštědle, které není v žádném poměru mísitelné s vodou. To se podaří intenzivním směšováním obou fází, například třepáním nebo přednostně mícháním. Po tomto extrakčním kroku končí směšování obou fází, takže nastupuje dělení fází na vodnou a organickou fázi. Podle potřeby lze úplnost dělení fází kontrolovat vhodnými metodami jako například stanovením elektrické vodivosti nebo měřením zakalení světelnou absorpcí nebo rozptylem světla.
Na to následuje vlastní měření obsahu neionických tenzidů. Při něm se vystaví organická fáze, která obsahuje komplex z neionických tenzidů a přidanou reagencii, elektromagnetickému záření, které může začít s komplexem rozpuštěným v organické fázi vzájemně působit. Například se může jako elektromagnetické záření použít viditelné nebo ultrafialové záření, jehož absorpce se stanoví komplexem s neionickými tenzidy a přidanou reagencii. Myslitelné je však například to, že se použije reagencie, jejíž komplex s neionickými tenzidy poskytuje při měření jadernoé rezonance nebo při měření rezonance spinu elektronů charakteristický signál. Síla signálu, vyjádřená jako zeslabení elektromagnetického vlnění v odpovídajícím frekvenčním pásmu (absorpce), může korelovat s koncentrací komplexu. Místo absorpčních efektů se mohou také emisní efekty použít pro stanovení koncetrace. Například se může zvolit taková reagencie, jejíž komplex s neionickými tenzidy v organickém rozpouštědle absorbuje elektromagnetické záření určité vlnové délky a proto se emituje elektromagnetické záření větší ·· ·*·«
- 19 vlnové délky, jehož intenzita se měří. Příkladem je měření fluorescenčního záření při ozáření vzorku viditelným nebo ultrafialovým světlem.
Principielně může míšení vzájemně působící organické fáze s elektromagnetickým zářením probíhat bezprostředně po ukončení dělení fází ve stejné nádobě, ve které se provádí fázové dělení. Podle použité měřící metody pro stanovení vzájemného působení organické fáze s elektromagnetickým zářením je třeba oddělit organickou fázi nebo její část a přivést vedením do vlastního měřícího zařízení. To zejména umožňuje použít pro měření vhodné kyvety. Podle toho spočívá výhodná forma provedení vynálezu v tom, že se po dílčím kroku f) organická fáze oddělí od vodné fáze a přivede k měřícímu zařízení. Pro toto oddělení organické fáze se zejména doporučuje rozpouštědlo, které obsahuje halogen, o hustotě vyšší než voda a není mísitelné s vodou v žádném poměru. Po provedeném oddělení fází se potom nachází organická fáze ve spodní části nádoby a může se také spodem odvést.
Jako rozpouštědlo obsahující halogen přichází v úvahu například dichlormethan nebo halogenuhlovodíky s výšší teplotou varu, zejména fluorochlorouhlovodíky jako například trifluortrichlorethan. Tyto rozpouštědla musí být po upotřebení dle lokálních zákonných podmínek zlikvidovány. Protože to může být nákladné, nabízí se možnost použité rozpouštědlo regenerovat například působením aktivního uhlí a/nebo destilací a opět použít pro způsob měření.
Ve výhodné formě provedení vynálezu se přidá jako reagencie prostředek, který v organické fázi způsobí s neionickým tenzidem barevnou reakci. Jako vzájemné působení organické fáze s elektromagnetickým zářením se může potom měřit absorpce světla při předem dané vlnové délce. Zde je vhodný konvenční fotometr. Například se může jako zabarvovací reagencie použít tetrabromofenolftaleinethylester. V tomto případě se musí vzorek vodného procesního roztoku smíchat s pufrovým systémem o hodnotě pH okolo 7.
·· ···· • · · • · • · • · · ···· ··
- 20 Takový pufrový systém může například představovat vodný roztok dihydrogenfosfátů a hydrogenfosfátů. Přitom se přednostně postupuje tak, že množství pufrového roztoku je podstatně větší než množství vzorku procesního roztoku, který obsahuje tenzidy.
Při použití tetrabromofenolftaleinethylesteru jako zabarvovací reagencie se provádí měření absorpce světla v dílčím kroku g) přednostně při vlnové délce 610 nm.
Ve výhodné formě provedení při použití 3,3,5,5-tetrabromofenolftaleinethylesteru jako zabarvovací reagencie může stanovení obsahu neionických tenzidů probíhat náledovně:
Připraví se indikátorový roztok, který obsahuje 100 mg 3,3,5,5-tetrabromofenolftaleinethylesteru ve 100 ml ethanolu. Dále se připraví roztok pufru, kde se smíchá 200 ml prodejního pufrového roztoku o hodnotě pH 7 (kaliumdihydrogenfospát/dinatriumhydrogenfosfát) a 500 ml třímolárního roztoku chloridu draselného s 1000 ml vody.
Pro provedení stanovení se předloží do vhodné nádoby 18 ml pufrového roztoku. K tomu se přidají 2 ml indikátorového roztoku. K tomu se dá 50 μΙ roztoku vzorku. Spojené roztoky se míchají asi 3 minuty a následně se přidá 20 ml dichlormethanu. Potom se nádoba asi 1 minuru silně promíchá. Potom se očekává dělení fází, což může například vyžadovat 20 minut. Potom se organická fáze odejme a změří ve fotometru při vlnové délce 610 nm. Jako analytická kyveta je vhodná kyveta 10 mm. Obsah tenzidů roztoku vzorku se stanoví podle kalibrační křivky.
·· ···· • · · · ··*· ·· • · · · • · · • · · ·
• · • · · · • ·· ···
Je-li obsah tenzidu tak malý, že je stanovení nejisté, může se objem měřeného vzorku zvýšit. Je-li obsah tenzidu tak velký, že je absorpce světla nad 0,9, doporučuje se vzorek před měřením zředit.
Nezávisle na zvolené metodě se musí pomocí předchozí kalibrace roztokem tenzidu o známé koncentraci vytvořit a uložit do paměti korelace mezi sílou měřeného signálu a koncentrací neionického tenzidu. Při měření absorpce světla může probíhat kalibrace také vhodnými barevnými skly. Alternativně k předchozí kalibraci se může přídavkem komplexu tenzid/reagencie o známé koncentraci nebo násobným nástavením a novým měřením vzájemného působení s elektromagnetickým zářením zpětně stanovit obsah tenzidu ve vzorku.
Alternativně ke stanovení vzájemného působení reagencie, vázané na neionický tenzid nebo jím výtlačné z komplexu, s elektromagenetickým zářením, se může obsah neionických tenzidů stanovit chromatograficky. Přitom se eventuelně nejdříve odstraní ze vzorku existující oleje a tuky. To se děje například absorpčním prostředkem. Následně se dá vzorek, který případně obsahuje tenzidy, na anionovou a/nebo kationovou kolonu, která je přednostně sestavená podle druhu kolony pro vysokotlakou kapalinovou chromatografií. Koncentrace neionických tenzidů v roztoku zbaveného ionických tenzidů, který opouští iontoměničovou kolonu, se přednostně stanoví přepočítacím indexem. Přitom se provede kvantitativní vyhodnocení přednostně podle metody externího standardu. Měření probíhá srovnáním čistého rozpouštědla ze srovnávací buňky s rozpouštědlem s analyzovanou látkou z měřící buňky detektoru. Jako rozpouštědlo přichází v úvahu voda nebo směs vody a ethanolu.
Před začátkem serie měření se musí iontoměničový systém HPLC kalibrovat a srovnávací buňka detektoru se musí 20 minut promývat rozpouštědlem. Pro kalibraci se používá různě koncentrovaných roztoků stanovovaného neionického tenzidu. Kalibrační roztok a roztok vzorku se musejí před
- 22 nástřikem do systému HPLC například 5 minut odplynit v ultrafialové lázni.
Definované odplynění je důležité vzhledem k citlivosti detekce - přepočítacího indexu na různé kvality rozpouštědla.
Smíchá-li se roztok vzorku před vstupem do iontoměničové kolony HPLC s methanolem, mohou vypadnout nerozpustné soli. Ty se musejí před vstupem vzorku do systému HPLC odfiltrovat na mikrofiltru.
Tato metoda je známá pro off-line stanovení nesulfátovaných podílů i organických sulfátech nebo sulfonátech (DIN EN 8799).
Dále je vhodný pro stanovení neionických tenzidů následující způsob: Neionické tenzidy se štěpí halogenovodíkem, přednostně jodovodíkem, za tvorby těkavých alkylhalogenidů, přednostně alkyljodidů. Zavedením proudu plynu do vzorku se vytlačí těkavé alkylhalogenidy a detekují se na vhodném detektoru. Například je zde vhodný detektor „Elektron Capture Detector“. Tento způsob je známý jako laboratorní metoda pro charakterizování ethoxylátů mastných alkoholů (DGF Einheitsmethode H-lll 17(1994)).
U tenzidu se může také jednat o anionické tenzidy. Jejich obsah v roztoku vzorku se stanoví v dílčím kroku d) přednostně elektrochemicky. Zde se anionické tenzidy titrují vhodnými reagenciemi, přičemž titrace probíhá změnou elektrického potenciálu vhodné měřící elektrody.
Například se může postupovat tak, že se nastaví hodnota pH vzorku v oblasti mezi 3 a 4, přenostně na asi 3,5. Vzorek se za přítomnosti iontově citlivé membránové elektrody titruje a měří se změna elektrodového potenciálu. Citlivost této metody se může zvýšit tak, že se vzorek smíchá s alkoholem s 1 až 3 atomy uhlíku, přednostně s methanolem. Jako titrační reagencie je vhodný přednostně 1,3-didecyl-2-methylimidazoliumchlorid. Jako měřící elektroda slouží iontově selektivní membránová elektroda, přednostně s
·· ·««· ·« · • · · φ · · • · φφφφ • ΦΦΦ φφφφφ
- Ζό ······ ·· · membránou z PVC. Taková elektroda je známá jako „High Sense Elektrodě“. Jako referenční elektroda se používá přednostně stříbrná elektroda. Tvorba potenciálu probíhá co možná nejspecifičtějším vzájemným působením mezi iontovým nosičem, který je obsažen v membráně z PVC, a stanovovanými ionty v měřeném roztoku. Toto vzájemné působení vede v rovnovážné reakci k přenosu měřených iontů z měřeného roztoku do membány a tím k vytvoření elektrického rozdílu potenciálů na fázovém rozhraní měřený roztok/ membrána. Tento rozdíl potenciálů se může oproti referanční elektrodě měřit potenciometricky (bez proudu). Míra přechodu iontů z měřeného roztoku do membrány je závislá na koncentraci. Souvislost mezi koncentrací měřených iontů a elektrickým potenciálem může být teoreticky popsána rovnicí podle Nernstsche. V důsledku možného rušení ja však třeba zjistit souvislost mezi elektrodovým potenciálem a koncentrací měřených iontů kalibrací srovnávacím roztokem.
Kromě anionických tenzidů se mohou v kontrolovaných procesních roztocích stanovovat také kationické tenzidy. Zde se může použít metoda .která je vhodná také pro stanovení anionických tenzidů. Také u tohoto způsobu probíhá stanovení elektrochemicky: Ke vzorku se přidá předem stanovené množství dodecylsulfátu sodného, vzorek se titruje hyaminem (N-benzyl-N,Ndimethyl-N-4-(1,1,3,3-tetramethyl-butyl)-fenoxy-ethoxyethylamoniumchlorid) a stanoví se konečný titrační bod elektrodou senzitivní na ionické tenzidy.
Kromě výše uvedených způsobů jsou pro stanovaní tenzidů vhodné procesy, při kterých se tenzidy absorbují na vhodném povrchu a měří se efekty, které jsou odvozeny z pokrytí povrchu tenzidy. Protože pokrytí plochy tenzidy se může stanovit pod mez nasycení namísto proporcionálně k obsahu tenzidů, je možné po vhodné kalibraci odvodit ze změn vlastností povrchu pokrytém tenzidy obsah tenzidů v roztoku vzorku.
Například se mohou tenzidy absorbovat na povrchu oscilačního krystalu a měří se změna oscilační frekvence oscilačního krystalu. Další způsob spočívá • · • · ···· ··· * · · · · · · φ * · · · ······· ·
0/1 ♦ ♦······ v tom, že se tenzidy na povrchu světlovodu - případně vhodně předupraveném - absorbují. To vede ke změně přepočítacího indexu při přechodu světla ze světlovodu do okolního prostředí, které se projeví ve vodivosti světlovodu pro světlo. Podle přepočítacího indexu se světlo ve světlovodu různě silně oslabí nebo při ztrátě totální reflexí na konec světlovodu vůbec nedorazí. Srovnáním intenzity světla vystupujícího na konci světlovodu s intezitou světla na začátku se dá stanovit stupeň pokrytí povrchu světlovodu tenzidy a tím obsah tenzidů v okolním prostředí. Totální reflexe vzniká při určité prahové hodnotě obsahu tenzidu, kterou lze použít pro charakterizování obsahu tenzidů procesního roztoku.
i i) Stanovení zatížení uhlovodíkem
Stanovení zatížení anorganicky nebo organicky vázaným uhlovodíkem se může provést tak, jak je to blíže popsáno v německé patentové přihlášce H 3268. Před stanovením tohoto parametru se doporučuje například silným mícháním vzorek homogenizovat. Tím se dosáhne rovnoměrného a jemného rozdělení případně existujících organických nečistot jako jsou hrubé olejové nebo tukové kapky.
Pokud je třeba, zředí se vzorek v dílčím kroku c) v určitém poměru vodou. Tento poměr může být předem pevně stanoven, avšak měnitelný ze vzdáleného místa. Ředící poměr může být také závislý na výsledku předchozího stanovení obsahu anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku. Tím se zajistí, aby obsah uhlíku byl v oblasti, která dovoluje optimální stanovení zvolenou metodou.
- 25 V dílčím kroku d) se může anorganicky a/nebo organicky vázaný uhlík například stanovit tak, že se převede na CO2 a vytvořený CO2 se stanoví kvantitativně.
Převedení uhlíku na CO2 oxidací se dosáhne například spalováním při zvýšené teplotě v plynné fázi. Zvýšená teplota při shoření se pohybuje přednostně nad asi 600°C, například při asi 680°C. Přednostně probíhá spalování za přítomnosti vzduchu nebo kyslíkového plynu v reaktoru za pomocí katalyzátoru. Jako katalyzátor přicházejí v úvahu například oxidy ušlechtilých kovů nebo jiné oxidy kovů jako například vanadáty, oxidy vanadu, chrómu, manganu nebo železa. Také platina nebo paladium sražené na oxidu hliníku se může použít jako katalyzátor. Podle tohoto způsobu se získá přímo spalina s obsahem CO2, jejíž obsah CO2 se může stanovit tak, jak je následně uvedeno.
Alternativně ke spalování v plynné fázi může probíhat převedení uhlíku na CO2 také mokrou chemií. Zde se oxiduje uhlík vzorku silným chemickým oxidačním prostředkem jako například peroxidem vodíku nebo peroxodisulfátem. Tato mokrá chemická oxidační reakce se může podle potřeby urychlit pomocí katalyzátoru výše uvedeného druhu a/nebo UVzářením. V tomto případě je třeba vzniklý CO2 vytlačit proudem plynu ze vzorku, podle potřeby okyseleném, aby se kvantitativně stanovil. Přitom se zároveň může zachytit uhlík vázaný ve formě karbonátů nebo CO2.
Nezávisle na metodě, kterou se plynný CO2 vyrobil, se může kvantitativně stanovit podle jedné z následujících metod. Při známém množství vzorku je možné vypočítat obsah anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku v čistícím roztoku. Alternativně se zjistí daným přepočítacím faktorem výsledek stanovení jako tukové zatížení na 1 čistící lázeň, pokud neexistuje anorganicky vázaný uhlík nebo byl dříve odstraněn.
• · ·
- 26 Pro stanovení obsahu CO2 získaného proudu plynu přicházejí v úvahu různé, ve stavu techniky známé metody. Například se mohou plyny vést absorpčním roztokem a například měřit přírůstek hmotnosti absorpčního roztoku. Vhodný je zde například vodný roztok hydroxidu draselného, který pohlcuje CO2 za tvorby uhličitanu draselného. Alternativně ke stanovení přírůstku hmotnosti se může stanovit změna elektrické vodivosti absopčního roztoku nebo její zbytková alkalita po absorpci CO2.
Vytvořený CO2 se může také absorbovat na vhodné pevné látce, jejíž přírůstek hmotnosti se měří. Vhodný je například natronasbest. Samozřejmě se musí jak absorpční roztok tak také pevná absorpční látka vyměnit, pokud jsou vyčerpané a nemohou již vázat žádný CO2.
Pro automaticky pracující způsob je ale jednodušší kvantitativně stanovit obsah CO2 plynu měřením absorpce infračerveného záření. Stanovení infračervené absorpce se může například provést při vlnové déce 4,26 pm, odpovídající vlnovému číslu 2349 cm’1. Přístroje, které mohou provádět spalování vzorku a měření infračervené absorpce, jsou ve stavu techniky známé. Například lze jmenovat systém TOC firmy Shimadzu.
Pro fotometrické stanovení obsahu CO2 spalin, příp. ze vzorku vytlačeného plynu přicházejí v úvahu nejen disperzně pracující infračervené spektrofotometry, nýbrž také nedisperní fotometry. Ty jsou známé také jako přístroje „NDIR“. Přístroj tohoto druhu je například popsán v DE-A-44 05 881.
U této metody stanovení se také zjistí ten podíl uhlíku, který odpovídá vědomě přidaným účinným látkám do čistícího roztoku. Například jsou to tenzidy, organické inhibitory koroze a organické komplexotvorné látky. Jejich obsah v čistícím roztoku kolísá v určitých mezích nebo může být stanoven odděleně. Podíl organicky vázaného uhlíku na těchto účinných látkách se tedy může odečíst z výsledku stanovení. Získá se podíl, který odpovídá • · · · · · • 9
- 27 zaneseným nečistotám. Přitom není v praxi bezpodmínečně nutné podíl uhlíku ve formě účinných látek při stanovení uhlíku zohledňovat. Mnohem častěji je nutné stanovit horní hranici obsahu uhlíku čistícího roztoku, která již obsah účinné látky zohledňuje. Stanovením uhlíku se zjistí, zda se zatížení uhlíkem pohybuje pod nebo nad touto nejvyšší hranicí.
Podíl anorganicky vázaného uhlíku existující ve formě lipofilních látek lze alternativně stanovit tak, že se lipofilní látky extrahují do organického rozpouštědla, které se nemísí s vodou v žádném poměru. Po odpaření rozpouštědla zůstávají lipofilní látky a mohou se stanovit gravimetricky. Přednostně se ale postupuje tak, že se infračervená absorpce lipofilních látek stanoví v extraktu fotometricky. Zde přicházejí v úvahu jako organická rozpouštědla, která se v žádném poměru nemísí s vodou, zejména halogenované uhlovodíky. Výhodným příkladem je 1,1,2-trichlotrifluormethan. Tato metoda stanovení se opírá o DIN 38409, díl 17. Opačně k této metodě se podíl lipofilních látek ve vzorku ale nestanoví gravimetricky po odpaření organického rozpouštědla, nýbrž fotometricky v organickém rozpouštědle. Kvantitativní stanovení probíhá přednostně jako v DIN 38409, díl 18 měřením infračervené absorpce lipofilních látek v extraktu při charakteristické kolísavé frekvenci skupiny CH2. Přitom se doporučuje používat k extrakci takové organické rozpouštědlo, které samotné neobsahuje žádné skupiny CH2. Například se mohou pro toto fotometrické stanovení použít infračervené absorpční pásy o 3,42 μιτι (2924 cm'1). Zároveň se stanovují všechny organické látky, které mají skupiny CH2 a které se mohou extrahovat do organického rozpouštědla. Částečně jsou to také tenzidy v čistícím roztoku. Pokud se nemá jejich podíl stanovit společně, stanoví se odděleně alternativní metodou a odečte se od celkového výsledku. V případě nutnosti se musí nejdříve stanovit dělící koeficient tenzidů mezi čistícím roztokem a organickým rozpouštědlem, které není v žádném poměru mísitelné s vodou. V praxi může dostačovat stanovení nejvyšší hodnoty dovoleného zatížení čistícího roztoku lipofilními látkami, který podíl tenzidů zohlední. Překročí-li se tato nejvyšší hodnota, budou zavedena opatření pro údržbu lázně.
- 28 V rámci této metody se doporučuje, aby se infraspektrofotometr zkalibroval známým množstvím lipofilní látky. Jako kalibrační roztok je vhodný například roztok 400 až 500 mg methylpalmitátu ve 100 ml 1,1,2-trichlortrifluorethanu.
Tento kalibrační roztok slouží zároveň pro funkční kontrolu infračerveného fotometru.
Přitom se postupuje přednostně tak, že se vzorek čistícího roztoku nejdříve smíchá s roztokem síranu hořečnatého okyseleného kyselinou fosforečnou. Tento roztok se připraví tak, že se 220 g krystalického síranu hořečnatého a 125 ml 85% hmotn. kyseliny fosforečné rozpustí v deionizované vodě a tento roztok se doplní deionizovanou vodou na 1000 g. Roztok vzorku se smíchá s asi 20 ml roztoku síranu hořečnatého okyseleného kyselinou fosforečnou. Následně se přidá 50 ml organického rozpouštědla, které se v každém poměru nemísí vodou, přednostně 1,1,2-trichlortrifluorethan. Smíchá-li se vodná a organická fáze, vede to k dělení fází a organická fáze se izoluje. Přednostně se promývá organická fáze ještě jednou roztokem síranu hořečnatého okyseleného kyselinou fosforečnou, to vede opět k dělení fází a organická fáze se odtáhne. Ta se převede do měřící kyvety a změří se infračervená absorpce v oscilačním pásu skupiny CH2. Jako měřící kyveta je například vhodná kyveta z křemenného skla s tloušťkou vrstvy 1 mm. Ve srovnání s kalibrační křivkou, která obsahuje také slepou hodnotu fotometru, se může obsah lipofilních látek ve vzorku stanovit infračervenou absorpcí.
Při provedení způsobu podle vynálezu je třeba stanovit jak anorganicky vázaný uhlík, tak organicky vázaný uhlík (TOC). To je například případ, kdy při stanovení obsahu uhlíku vzorek shoří. Tím se také zachytí uhlík rozpuštěný v CO2 nebo uhlík existující ve formě karbonátů, pokud karbonáty při zvolené teplotě spalování odštěpují CO2. Jestliže se v tomto případě zároveň nezachytí anorganicky vázaný uhlík, může se odstranit tím, že se vzorek okyselí a vytvořený CO2 se plynem jako například vzduchem nebo dusíkem vyfoukne. To se může požadovat tehdy, když se chce specielně • · stanovit pouze zatížení čistící lázně tukem. Při stanovení obsahu uhlíku, existujícího ve formě lipofilních látek, podle výše popsaných extrakčních metod se anorganicky vázaný uhlík automaticky nezachytí.
Zároveň je možné odstranit ze vzorku těkavé organické sloučeniny před provedením dílčího kroku d) vyfouknutím plynem jako například vzduchem nebo dusíkem. Například se tak mohou před stanovením uhlíku odstranit těkavá rozpouštědla.
i i i) Stanovení alkality
Při stanovení alkality se může postupovat tak, jak je popsáno v patentové přihlášce DE 198 02 725.7.
V dílčím kroku c) tohoto způsobu se zvolí, zda se má stanovit volná alkalita a/nebo celková alkalita. To se může pevně vložit do programu. Například se může v cyklu stanovení určit jak volná alkalita, tak také celková alkalita. Program může ale také rozhodnout o stanovení jedné z obou hodnot častěji než druhé. To může být například ten případ, když předchozí stanovení zjistila, že se jedna z hodnot mění rychleji než druhá. Samozřejmě mohou volbu, zda se má stanovit volná alkalita nebo celková alkalita, vyvolat externí požadavky. Pod „externími požadavky“ se rozumí, že se do automatizovaného průběhu stanovení může zasáhnout buď nadřazeným systémem řízení procesu nebo manuelně.
Pojmy „volná alkalita“ a „celková alkalita“ nejsou jednoznačně definovány a různí uživatelé s těmito pojmy různě zacházejí. Například se mohou určité hodnoty pH definovat tak, že se k těmto hodnotám musí titrovat, aby se stanovila buď volná alkalita nebo celková alkalita, například pH = 8 pro volnou
- 30 • · · · · · · » · • ··♦♦ ♦ · 4 • ® · 4 · · · · • · · ··«···· · • ·· ·· * ·· · alkalitu, pH = 4,5 pro celkovou alkalitu. Tyto předvolené hodnoty pH se musejí do automatického způsobu stanovení vložit. Alternativně k určitým hodnotám pH se mohou pro stanovení volné a celkové alkality zvolit body přechodu určitých indikátorů. Alternativně se mohou na křivce hodnot pH zvolit body obratu a definovat je jako body ekvivalence pro volnou nebo celkovou alkalitu.
Pro vlastní stanovení alkality v dílčím kroku d) se používá acido-bazická reakce s kyselinou. Přednostně se zde volí silná kyselina. Přitom se může titrovat vzorek přídavkem kyseliny až do předem určených kritérií pro volnou alkalitu nebo pro celkovou alkalitu. Alternativně se může předložit kyselina a ta se titruje vzorkem.
Pro sledování průběhu acido-bazické reakce čistícího roztoku kyselinou, která se používá pro titraci, jsou vhodné různé senzory. Podle dosavadního stavu techniky se používá přednostně pH-senzitivní elektroda jako například skleněná elektroda. Ta dává napěťový signál závislý na hodnotě pH, který se může dále vyhodnotit. Použití elektrody tohoto druhu je z přístrojového hlediska zvláště jednoduché a proto výhodné.
Pro sledování průběhu acido-bazické reakce dílčího kroku d) se může ale také použít indikátor, jehož vzájemné působení s elektromegnetickým zářením, které je závislé na hodnotě pH, se měří. Například to může být klasický barevný indikátor, jehož barevný přechod se změří fotometricky. Alternativně k tomu se může použít optický senzor. Přitom se jedná například o vrstvu anorganického nebo organického polymeru s fixovaným barvivém, které při určité hodnotě pH mění svou barvu. Přechod barvy se jako u klasického barevného indikátoru zakládá na tom, že vodíkové nebo hydroxidové ionty, které mohou difundovat do vrstvy, reagují s molekulami barviva. Změna optických vlastností vrstvy se může stanovit fotometricky. Alternativně k tomu se mohou použít filmy jako například organické polymery, jejichž přepočítací index se mění jako funkce hodnoty pH. Potáhne-li se například světlovod takovým polymerem, může se dosáhnout toho, že na • · ···« · · · • · · · · · 9 9 _ ο-ι .· . : · : i ♦··· · j ;
jedné straně prahové hodnoty přepočítacího indexu nastane ve světlovodu totální reflexe, takže světelný paprsek pokračuje. Na druhé straně prahové hodnoty přepočítacího indexu nenastane už žádná totální reflexe, takže světelný paprsek světlovod opustí. Na konci světlovodu se může potom detekovat, zda světlo světlovodem šíří nebo ne. Zařízení takového druhu je známé jako „optrode“.
Dále se mohou jako senzory použít anorganické nebo organické pevné látky, jejichž elektrické vlastnosti se mění s hodnotou pH okolního roztoku. Například se může použít iontovodič, jehož vodivost je závislá na koncentraci iontů H+ nabo OH’. Měřením vodivosti stejnosměrného nebo střídavého proudu senzoru se může zjistit hodnota pH okolního prostředí.
Kalibrace/kontrolní měření
Přednostně se provede způsob podle vynálezu tak, že se používané měřící zařízení pro jednotlivá měření samo kontroluje a podle potřeby se znovu kalibruje. Přitom se pamatuje na to, aby se po předem daném intervalu nebo po předem daném počtu stanovení nebo na základě externího požadavku přezkoušela kontrolním měřením jednoho nebo více standartních roztoků funkčnost používaného měřícího zařízení. Pro přezkoušení se změří standardní roztok o známých hodnotách stanovovaných parametrů. Toto přezkoušení je bližší realitě, když se jako standardní roztok použije standardní čistící roztok, jehož složení se více blíží kontrolovanému čistícímu roztoku.
• · · · ·9 9 * 9 9 9 9 99 * ··· 9 « · « · 9 99 ··· 99 9
Zjistí-li měřící zařízení při kontrolním měření standardního roztoku hodnotu, která se odchyluje o předem danou minimální hodnotu od obsahu, který má být, vydá měřící zařízení lokálně nebo přednostně na vzdálené místo hlášení alarmu. Přitom může hlášení alarmu obsahovat návrh zásahu, který volí řídící program měřícího zařízení nebo nadřazený systém řízení procesu.
Nejdůležitější bod při kontrole funkčnosti měřícího zařízení pro alkalitu představuje kontrola použitého senzoru. Například to může být pH-senzitivní elektroda, zejména skleněná elektroda. Pomocí pufrového roztoku jako standardního roztoku se dá zkontrolovat, zda elektroda přenáší očekávané napětí, zda odpovídá očekávané době a zda jeho strmost (= změna napětí jako funkce změny hodnoty pH) se nachází v oblasti, kde má být. Pokud to není tento případ, vydává měřící zařízení lokálně nebo přednostně na vzdálené místo hlášení alarmu. Přitom může hlášení alarmu obsahovat návrh zásahu, který volí řídící program měřícího zařízení nebo nadřazený systém řízení procesu. Například se může navrhnout, aby se elektroda vyčistila nebo vyměnila.
Způsob podle vynálezu může také předem stanovit, aby se kontrolním měřením jednoho nebo více standardních roztoků přezkoušela funkčnost používaného měřícího zařízení, když se výsledky dvou po sobě následných měření liší o předem danou hodnotu. Tím se může rozlišit, zda zjištěné odchylky látek obsažených v čistící lázni jsou reálné a vyžadují opatření pro údržbu lázně nebo zda byly simulovány chybou v měřícím systému.
Podle výsledku kontroly použitého měřícího zařízení je možné stanovení probíhající mezi aktuálním a předchozím kontrolním měření opatřit stavovým označení, které znamená spolehlivost těchto stanovení. Udávají-li například po sobě následná kontrolní měření pro přezkoušení používaného měřícího zařízení, že pracuje korektně, mohou se stanovení opatřit stavovým označením „v pořádku“. Liší-li se výsledky kontrolních měření o předem danou minimální hodnotu, mohou se například stanovení, které mezitím probíhají, označit stavovým označením „pochybné“.
Dále se může předem stanovit, že se podle výsledku přezkoušení používaného měřícího přístroje pokračuje automatickým stanovením měřících veličin a/nebo se provede jedna nebo více následujících akcí: Analýza zjištěných odchylek, korektura měřícího zařízení, ukončení stanovení měřené veličiny, odeslání stavového hlášení nebo signálu alarmu na nadřazený systém řízení procesu nebo na kontrolní zařízení, tedy na vzdálené místo. Měřící zařízení může tedy, pokud je třeba, podle předem daných kritérií samo rozhodnout, zda je celkově funkční, aby mohlo pokračovat se všemi stanoveními, nebo zda se zjistily odchylky, které vyžadují manuální zásah.
Přednostně je měřící systém způsobu podle vynálezu dimenzován tak, že plnící hladiny a/nebo spotřeba použitých reagencií a rozpouštědel a proplachovacích roztoků automaticky kontroluje a při nedosažení předem dané minimální hladiny se vydává varovné hlášení. Zabrání se tak, aby se měřící zařízení stalo nefunkční tím, že mu chybí požadované chemikálie. Kontrola hladin plnění může probíhat známými metodami. Například mohou nádoby s chemikáliemi stát na váze, která registruje hmotnost chemikálií. Nebo se požije plovák. Alternativně se může kontrolovat minimální hladina plnění pomocí vodivostní elektrody, která se ponoří do nádoby s chemikálií. Varovné hlášení vydávané měřícím zařízením se přednostně přenáší na vzdálené místo, takže z toho místa se mohou zavádět odpovídající opatření. Generelně se ve způsobu podle vynálezu předem stanoví, že se budou výsledky stanovení a/nebo kontrolních měření a/nebo kalibrací a/nebo stavové signály kontinuelně nebo v předem daných časových odstupech a/nebo podle požadavku přenášet na vzdálené místo. Tím bude kontrolní personál, který se nemusí nacházet na místě čistící lázně, netřetržitě informován o aktuálním obsahu alkality. Podle výsledku stanovení a kontrolních měření mohou buď automaticky přes systém řízení procesu nebo manuálním zásahem nastat požadovaná korekturní opatření.
• « ♦ ♦ • toto • · · _ 34 _ ···· «·
V rámci způsobu podle vynálezu se může předem stanovit, že se pro každé stanovení zvolené ze stanovení i), ii) a iii) podle předem daných časových intervalů nebo podle předem daného počtu stanovení nebo na základě požadavku ze vzdáleného místa přezkouší kontrolním měřením jednoho nebo více standardních roztoků funkční schopnost použitého měřícího zařízení a výsledek přezkoušení se přenese na vzdálené místo. Dále se může odpovídající přezkoušení funkční schopnosti používaného měřícího zařízení zavést, když se výsledky dvou po sobě následných stanovení liší o předem danou hodnotu. Také výsledek tohoto přezkoušení se přednostně přenáší na vzdálené místo. Podle výsledku přezkoušení použitého měřícího zařízení se mohou stanovení měřené veličiny probíhající mezi aktuálním a předchozím kontrolním měření opatřit stavovým označením, které udává spolehlivost těchto stanovení.
Ve způsobu podle vynálezu lze dále předem stanovit, že se podle výsledku jednoho nebo více stanovení zvoleného ze stanovení i), ii) a iii) nebo stanovení ze vzdáleného místa zavede doplňování složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně. Alternativně a doplňkově k tomu se může předem stanovit, že se podle výsledku jednoho nebo více stanovení zvolené ze stanovení i), ii) a iii) nebo stanovení řízená programem zavede doplňování složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně.
Dále se může ve způsobu podle vynálezu předem stanovit, že se řídícím programem zavede doplňování složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně, když se zjistí předem dané poměry mezi výsledky minimálně dvou stanovení zvolených ze stanovení i), ii) a iii). Poskytují se tedy řídícímu programu pro tento způsob určité relace mezivýsledků jednotlivých stanovení i), ii) a iii), při kterých se doplňují složky a/nebo se zavádějí opatření pro údržbu lázně. Nedělá se tedy rozhodnutí na základě jedné naměřené hodnoty, nýbrž na základě minimálně dvou naměřených hodnot různých parametrů lázně. Přitom se mohou relace, při kterých se zavádějí opatření, měnit ze ·· ♦ ··· * J · ! ♦ · · · · • · · · · ···· · · · nc ••••••φ®
- 35 - ···· »· ·· · .. « vzdáleného místa, aby se například zohlednily provozní zkušenosti. Například se může předem stanovit to, aby se zavedla opatření pro redukci zatížení tukem čistící lázně (celá nebo částečná obnova lázně, odstranění tuku a /nebo oleje z lázně separátory a/nebo způsobem membránové filtrace), když na jedné straně obsah organicky vázaného uhlíku překročí předem daný nejvyšší obsah a na druhé straně obsah tenzidu neklesne pod předem daný minimální obsah. Nebo se udává určitá nejvyšší hodnota pro sumu obsahu tenzidu a zatížení tukem, nad kterou se automaticky zavede opatření pro údržbu lázně.
Podle získané naměřené hodnoty nebo zjištěné změny naměřené hodnoty se může zavést jedno nebo více následujících korekturních opatření:
Korektura a opatření pro údržbu lázně
Nejjednodušší korekturní opatření spočívají v tom, že se při překročení jedné předem dané nejvyšší hodnoty anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku nebo na externí požadavek aktivuje zařízení, které dávkuje jednu nebo více doplňujících složek (roztok nebo prášek) do čistící lázně. To může například automatizovat takovým způsobem, že se podle zjištěného obsahu uhlíku přivede do čistící lázně určité množství doplňujícího roztoku nebo doplňujícího prášku. Přitom se může měnit velikost dávky jako takové nebo při pevně daných dávkách se mohou měnit časové intervaly mezi jednotlivými dávkami.To může například nastat pomocí dávkovacího čerpadla nebo řízením podle hmotnosti. Ve způsobu podle vynálezu se tedy předem stanovilo, že při určitých odchylkách od hodnoty, která má být (zvláště, když se kontrolním měřením zjistí funkční schopnost měřícího zařízení), dávkuje do čistící lázně určité množství doplňujících složek. Vedle toho se může předem stanovit, že se tato opatření pro doplnění lázně provedou tehdy, až se zjistí předem daná minimální změna obsahu uhlíku. Dále se však může toto doplňování provádět na základě externího požadavku, například ze
- 36 • · · · · · · ♦ · • · · ♦ φ · · φ • · · · ··>···♦ · ·♦·· φ» φφ ♦ ··*· vzdáleného místa, nezávislé na aktuálním obsahu uhlíku. Například doplňováním tenzidů se zvýší obsah uhlíku čistícího roztoku. Při dalším stanovení obsahu uhlíku se to musí odpovídajícím způsobem zohlednit, což může probíhat automaticky. Přídavkem tenzidu se zvýší odoolejovací a odmašťovací schopnost čistící lázně. Odpovídajícím způsobem se musí tolerovatelná maximální hodnota zatížení uhlíkem zvednout, při jejímž překročení se zavede další opatření pro údržbu lázně. To lze v řídícím programu předem nastavit.
Místo dávkování složek lázně jako například tenzidů nebo při překročení předem daného nejvyššího obsahu anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku se mohou zavést opatření pto údržbu lázně, která obsah anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku v čistící lázni sníží. Tento druh opatření pro údržbu lázně mají za cíl snížit obsah tuku a oleje v čistící lázni. V nejjednodušším případě to může probíhat tak, že se čistící roztok zcela nebo částečně vypustí a nahradí čerstvým čistícím roztokem. Ekonomičtější však je oleje a tuky z čistícího roztoku odstranit pomocí ze stavu techniky známých opatření jako je odlučování separátorem nebo oddělováním membránovou filtrací. Protože se při tomto způsobu také tenzidy částečně vynášejí, musí se čistící lázeň odpvídajícím způsobem doplňovat. Také zavedení těchto opatření nelze pouze odvozovat z absolutního obsahu uhlíku v čistící lázni, nýbrž z předem dané změny obsahu uhlíku.
Pro kontrolu a řízení obsahu tenzidu a/nebo alkality lze předem stanovit, že se při překročení předem dané minimální hodnoty obsahu nebo při externím požadavku aktivuje zařízení, které bude do čistící lázně dávkovat jednu nebo více doplňujících složek. Jako doplňující složka přichází například v úvahu doplňující roztok, který obsahuje všechny účinné látky čistící lázně ve správném množstevním poměru. Doplňující roztok může tedy kromě kontrolovaných obsahových složek obsahovat další účinné látky čistícího roztoku jako například tenzidy, builderové látky, alkálie, komplexotvorné látky a inhibitory koroze. Alternativně může doplňující roztok obsahovat pouze ·« ·«<·
- 37 - .........
tenzidy nebo pouze alkálie, zatímco ostatní účinné látky čistícího roztoku se dávkují podle potřeby na základě jednotlivých stanovení v časových intervalech nebo podle průtoku.
Přitom se může měnit velikost dávek samotných nebo při předem pevně daných dávkách se mohou měnit časové intervaly mezi jednotlivými dávkami. Toho se například může dosáhnout dávkovacími čerpadly nebo také řízením hmotnosti. Ve způsobu podle vynálezu se tedy za prvé předem stanoví, že se při určitých odchylkách od hodnoty, která má být (zejména, když se kontrolním měřením zjistí funkční schopnost měřícího zařízení), dávkuje určité množství doplňující složky do procesního roztoku. Za druhé se však může toto dávkování provést na základě externího požadavku, například za vzdáleného místa, nezávisle na aktuálním obsahu tenzidů a/nebo alkálií.
V další formě provedení vynálezu se procesní roztok doplňuje předem daným množstvím doplňující složky na průtokovou jednotku. Například lze u čistící lázně pro automobilové karoserie stanovit, jaké množství doplňující složky je třeba přidat na vyčištěnou karoserii. Kontrola obsahu tenzidů popř. alkality podle vynálezu slouží k tomu, aby se kontroloval a dokumentoval úspěch poskytnuté dávky a dodatečným na výsledku závislým jemným dávkováním, případně vynecháním základního dávkování, dosáhnout konstantnějšího způsobu provozu čistící lázně. Kolísání kvality se tímto sníží.
Způsob podle vynálezu samozřejmě předpokládá, že se je k dispozici odpovídající zařízení. Toto zařízení obsahuje řízení, přednostně počítačové řízení, které řídí průběh měření závislé na čase a/nebo události. Dále musí obsahovat požadované nádoby na reagencie, potrubí, ventily, dávkovači a měřící zařízení atd. pro řízení a měření proudu vzorků. Materiály se mají přizpůsobit účelu použití, mají se například skládat z nerezu a/nebo plastické hmoty. Řídící elektronika měřícího zařízení by měla mít odpovídající místo vstupu a výstupu, aby bylo možné komunikovat se vzdáleným místem.
- 38 ♦· φφφφ φ« · φφ • · · · · · φφφ • · · · · φ · φ * φφφ φ φ φ φ φ φ φ φ ·· · φφ ···
Způsob podle vynálezu umožňuje za prvé to, aby se obsahová látka čistící lázně na místě zkontrolovala a zavedla se bez manuálního zásahu předem daná korekturní opatření. Tím se zvýší jistota procesu a dosáhne stále spolehlivého výsledku čištění. Odchylky od hodnot, které mají být, se mohou včas poznat a automaticky nebo manuálně korigovat, dříve než se výsledek čištění zhorší. Z druhé se měřená data přenášejí přednostně na vzdálené místo, takže obslužný a dozorový personál je stále informován o stavu čistící lázně, i když se nenachází v bezprostřední blízkosti čistící lázně. Náklady na personál pro kontrolu a řízení čistící lázně lze tímto značně redukovat. Dokumentací dat získaných způsobem podle vynálezu se vyhoví požadavkům moderního zajištění kvality. Spotřebu chemikálií lze dokumentovat a optimalizovat.

Claims (17)

  1. Patentové nároky
    1. Způsob kontroly čistících lázní, vyznačující se tím, že se na místě čistící lázně odebere automaticky podle řídícího programu vzorek nebo více vzorků z čistící lázně, u kterých se podle řídícího programu provedou alespoň dvě z následujících stanovení:
    i) stanovení obsahu tenzidů, ii) stanovení zatížení anorganicky a/nebo organicky vázaným uhlíkem, iii) stanovení alkality a že se
    a) podle výsledku stanovení zavede dávkování doplňujících složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně a/nebo
    b) výsledky stanovení a/nebo data odvozená od výsledků stanovení se přenáší na minimálně jedno vzdálené cílové místo, které se nachází v jiné místnosti než zařízení pro provádění stanovení.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že se vzdálené cílové místo nachází minimálně 500 m daleko od zařízení pro provádění stanovení.
  3. 3. Způsob podle jednoho nebo obou nároků 1a 2, vyznačující se t í m, že přenos výsledků stanovení a/nebo dat odvozených od výsledků stanovení na vzdálené cílové místo následuje automaticky • · ··♦· φφφ • · φφφφ · φ • · · · φ φφφφ φ φ φ
    - 40 - ............
    ·· φφφφ ·· φ tehdy, když se zjistí nové výsledky stanovení a/nebo data odvozená od výsledků stanovení.
  4. 4. Způsob podle jednoho nebo obou nároků 1a 2, vyznačující se t í m, že přenos výsledků stanovení a/nebo dat odvozených od výsledků stanovení na vzdálené cílové místo probíhá na požadavek ze vzdáleného místa.
  5. 5. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 4,vyznačující se t í m, že se jednotlivá stanovení opakují v předem určených časových intervalech.
  6. 6. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že se jednotlivá stanovení opakují v tím kratších časových intervalech, čím více se výsledky dvou po sobě následujících stanovení liší.
  7. 7. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že stanovení probíhají na požadavek ze vzdáleného cílového místa.
  8. 8. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že se za řízení programem provede druhé stanovení, zvolené ze stanovení i), ii) a iii), tehdy, když první ze stanovení, zvolené ze stanovení i), ii) a iii), poskytne výsledek, který překročí předem určenou maximální hodnotu nebo klesne pod předem určenou minimální hodnotu nebo se odchyluje o předem určenou minimální hodnotu od předchozího výsledku tohoto prvního stanovení.
    ·· ···»
  9. 9. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 8, vyznačující se t í m, že se za řízení programem
    i) provede stanovení obsahu tenzidů, kde se
    a) z čistící lázně odebere vzorek o předem určeném objemu,
    b) podle potřeby vzorek zbaví pevných látek,
    c) podle potřeby vzorek zředí vodou v předem určeném poměru nebo v poměru zjištěného jako výsledek předchozího stanovení,
    d) stanoví obsah tenzidů selektivní adsorpcí, elektrochemicky, chromatograficky, štěpením na těkavé sloučeniny, vytěsněním těchto těkavých sloučenin a jejich detekcí, nebo přídavkem reagencie, která mění interakci vzorku s elektromagnetickým zářením úměrně k obsahu tenzidů, a měřením změny této interakce.
  10. 10. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 8, vyznačující se t í m, že
    i) provede stanovení zatížení anorganicky a/nebo organicky vázaným uhlíkem, kde se za řízení programem
    a) z čistící lázně odebere vzorek o předem určeném objemu,
    b) podle potřeby vzorek zbaví pevných látek a/nebo se homogenizuje,
    c) podle potřeby vzorek zředí vodou v předem určeném poměru nebo v poměru zjištěném jako výsledek předchozího stanovení,
    - 42 d) ve vzorku známým způsobem stanoví obsah anorganicky a/nebo organicky vázaného uhlíku.
  11. 11. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 8, vyznačující se t í m, že se iii) stanoví alkalita čistící lázně acido-bazickou reakcí s kyselinou, přičemž se za řízení programem
    a) z čistící lázně odebere vzorek o předem určeném objemu,
    b) podle potřeby vzorek zbaví pevných látek,
    c) zvolí, zda se má stanovit volná a/nebo celková alkalita a
    d) vzorek titruje přídavkem kyseliny nebo se předloží kyselina a ta se titruje vzorkem.
  12. 12. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 11,vyznačující se t í m , že se pro každé stanovení, zvolené ze stanovení i), ii) a iii), po předem určeném časovém intervalu nebo po předem určeném počtu stanovení nebo na základě požadavku ze vzdáleného cílového místa kontroluje kontrolním měřením jednoho nebo více standartních roztoků funkční schopnost používaného měřícího zařízení a výsledek kontroly se přenáší na vzdálené cílové místo.
  13. 13. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 11,vyznačující se t í m, že se pro každé stanovení, zvolené ze stanovení i), ii) a iii) kontroluje kontrolním měřením jednoho nebo více standardních roztoků funkční schopnost používaného měřícího zařízení, když se výsledky dvou po sobě následných stanovení liší o předem určenou hodnotu, a výsledek kontroly se přenáší na vzdálené cílové místo.
    ·· ··♦· ·· • « Λ • * • · « « · • * 4 • · • « • n « ···· • · 4 • · • · • · ·· · · Φ · • · • · f · ·
  14. 14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, v y z n a č u j í c í se t í m, že se podle výsledku kontroly používaného měřícího zařízení stanovení, která probíhají mezi aktuálním a předchozím kontrolním měřením, opatří stavovým označením, které udává spolehlivost těchto stanovení.
  15. 15. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 14, vyznačující se t í m, že se podle výsledku jednoho nebo více stanovení, zvolených ze stanovení i), ii) a iii), zavádí ze vzdáleného cílového místa dávkování doplňujících složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně.
  16. 16. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 14, vyznačující se t í m, že se podle výsledku jednoho nebo více stanovení, zvolených ze stanovení i), ii) a iii), zavádí za řízení programem dávkování doplňujících složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně.
  17. 17. Způsob podle jednoho nebo více nároků 1 až 14, vyznačující se t í m, že se za řízení programem zavádí dávkování doplňujících složek a/nebo jedno nebo více opatření pro údržbu lázně, když se zjistí předem určené poměry mezi výsledky minimálně dvou stanovení, zvolených ze stanovení i), ii) a iii).
CZ2001551A 1998-08-13 1999-08-04 Způsob řízení čisticích lázní CZ2001551A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19836720A DE19836720A1 (de) 1998-08-13 1998-08-13 Automatische Kontrolle und Steuerung von Reinigerbäder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2001551A3 true CZ2001551A3 (cs) 2001-09-12

Family

ID=7877429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2001551A CZ2001551A3 (cs) 1998-08-13 1999-08-04 Způsob řízení čisticích lázní

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP1109950A1 (cs)
JP (1) JP2002522647A (cs)
KR (1) KR20010072441A (cs)
CN (1) CN1312866A (cs)
AR (1) AR020183A1 (cs)
AU (1) AU5419499A (cs)
BG (1) BG105244A (cs)
CA (1) CA2369064A1 (cs)
CZ (1) CZ2001551A3 (cs)
DE (1) DE19836720A1 (cs)
HU (1) HUP0102852A2 (cs)
SI (1) SI20535A (cs)
SK (1) SK2212001A3 (cs)
TR (1) TR200100328T2 (cs)
WO (1) WO2000009780A1 (cs)
YU (1) YU10901A (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19855957B4 (de) * 1998-12-04 2008-10-30 Henkel Ag & Co. Kgaa Automatische Kontrolle der Hydrophilie einer festen Oberfläche mit Infrarotspektroskopie
DE19957997A1 (de) * 1999-12-02 2001-06-07 Wedeco Ag Vorrichtung zur Messung und Überwachung der Strahlungsleistung von UV-Strahlern einer Abwasserdesinfektionsanlage
DE10209466B4 (de) * 2002-03-05 2004-03-11 Sita Messtechnik Gmbh Vorrichtung zum fortlaufenden Überwachen und Regeln von Prozesslösung
DE102010042960A1 (de) * 2010-10-26 2012-04-26 Flexim Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen der Reinigung
KR101334307B1 (ko) * 2012-05-22 2013-11-27 한국지질자원연구원 무인 자동 알칼리도 측정 시스템 및 방법
DE102012215679A1 (de) * 2012-09-04 2014-05-15 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur korrosionsschützenden Oberflächenbehandlung von metallischen Bauteilen in Serie
CN103215605B (zh) * 2013-04-18 2016-01-13 江门市瑞期精细化学工程有限公司 一种镁合金碱性除膜剂及化学镀镍前处理工艺
US20220130652A1 (en) * 2018-08-31 2022-04-28 Shimadzu Corporation Analysis method, analysis device, and program
CN109738429A (zh) * 2019-01-15 2019-05-10 舍得酒业股份有限公司 一种喷釉玻璃瓶中析碱的快速检测方法
KR102359468B1 (ko) * 2020-09-17 2022-02-07 서울과학기술대학교 산학협력단 시료 전처리 및 균질도 평가를 통해 최적화된 총유기탄소 분석방법
US20240017298A1 (en) * 2022-07-15 2024-01-18 Ecolab Usa Inc. Methods and systems for detecting and controlling the dosage and residual concentration of hard surface cleaners and rinse aids in an automotive parts washer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406249A (en) * 1979-11-14 1983-09-27 C. Uyemura & Co., Ltd. Apparatus for controlling electroless plating bath
US4374681A (en) * 1981-05-11 1983-02-22 Coral Chemical Company System for controlling the composition of chemical treatment baths
US4886590A (en) * 1987-11-02 1989-12-12 Man-Gill Chemical Company Chemical process control system
US5175502A (en) * 1990-09-14 1992-12-29 Armco Steel Company, L.P. Method and apparatus for determining acid concentration
US5439569A (en) * 1993-02-12 1995-08-08 Sematech, Inc. Concentration measurement and control of hydrogen peroxide and acid/base component in a semiconductor bath
DE19802725C1 (de) * 1998-01-24 1999-11-11 Henkel Kgaa Automatische Kontrolle und Steuerung von Reinigerbädern durch Alkalitätsbestimmung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1109950A1 (de) 2001-06-27
SK2212001A3 (en) 2001-10-08
CN1312866A (zh) 2001-09-12
AU5419499A (en) 2000-03-06
YU10901A (sh) 2003-08-29
AR020183A1 (es) 2002-05-02
TR200100328T2 (tr) 2001-07-23
DE19836720A1 (de) 2000-02-17
KR20010072441A (ko) 2001-07-31
SI20535A (sl) 2001-10-31
JP2002522647A (ja) 2002-07-23
BG105244A (bg) 2001-10-31
WO2000009780A1 (de) 2000-02-24
HUP0102852A2 (hu) 2002-02-28
CA2369064A1 (en) 2000-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6617165B1 (en) Method for automatically testing and controlling surface-active contents in aqueous solutions used in a process
US9075021B2 (en) Methods and systems for monitoring content of coating solutions using automated titration devices
US7349760B2 (en) System and method for sensing and controlling the concentration of a chemical agent in a solution
CZ2001551A3 (cs) Způsob řízení čisticích lázní
TW201315997A (zh) 用來監測和控制廢水程序流的方法
US5721143A (en) Surfactant/detergent titration analysis method and apparatus for machine working fluids, surfactant-containing wastewater and the like
JP2001296305A (ja) 試料溶液の自動分析装置および自動分析方法
CA2332117A1 (en) Automatic monitoring and control of the surfactant content in aqueous process solutions
EP1253187A2 (en) Alkaline washing liquid for automated clinical analyzer
EP3635369B1 (en) Colorimetric analyzer with improved error detection
MXPA01001245A (en) Automatic regulation and control of cleansing baths
JP2004257916A (ja) 全リン測定方法及び装置
CZ20003565A3 (cs) Způsob automatické kontroly a řízení obsahu povrchově aktivních látek ve vodném čisticím roztoku
CZ20004165A3 (cs) Způsob automatického stanovování anorganicky a organicky vázaného uhlíku ve vodném čisticím roztoku
US10677717B2 (en) Colorimetric analyzer with reagent diagnostics
CN113008788A (zh) 操作用于确定高锰酸盐指数的分析仪的方法和分析仪
MXPA00009562A (en) Method for automatically testing and controlling surface-active contents in aqueous solutions used in a process
CN115867787A (zh) 大动态范围动力学监测器
JP2024063135A (ja) Cod/bod試料採取量決定方法、自動希釈装置及びbod自動測定装置
JPS62179639A (ja) 多項目生化学分析方法
JPH09127044A (ja) イオン濃度測定装置
Yorks The British Library
CZ20002712A3 (cs) Způsob automatického stanovování alkality čistících lázní
JPH04320960A (ja) 自動液管理装置
JPH0278957A (ja) 自動分析装置における測定法