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ANALIZADORES ROBÓTICOS - Soluciones en Automatización Llave en Mano o a Medida del Usuario

  • Marca: Skalar Analytical
  • Modelo: SP2000

La sofisticada plataforma robótica SP2000 de Skalar ofrece soluciones dedicadas y flexibles para la rutina analítica.  Se dispone de soluciones de automatización para diversas aplicaciones incluyendo: DBO, DQO, Kits de reactivos (ST-COD, Fósforo Total, Nitrógeno Total, etc.), pH, Conductividad (EC), alcalinidad, carbonato/bicarbonato, turbidez, color, electrodos de ión selectivo (ISE), análisis de fracción de arcilla en suelos, pesaje y filtración automática de muestras, pipeteo automático de muestras, etc. También es posible combinar diferentes análisis o desarrollar aplicaciones a medida. Todos los métodos aplicados son acordes a regulaciones internacionales como ISO, EPA, Standard Methods, Din, etc.

El diseño modular y las flexibles automatizaciones a medida del usuario permiten al instrumento cumplir exactamente con sus requerimientos resultando en el incremento de la productividad y la exactitud, al tiempo que se reducen los tiempos de respuesta, el costo por muestra y se eliminan errores de interacción operador / muestra.

El instrumento puede ser configurado con uno o dos brazos robóticos totalizando hasta 8 manipuladores de movimiento independiente. Con el segundo brazo es posible por ejemplo aumentar la productividad utilizando múltiples sondas de medición o bien realizar dos aplicaciones en forma simultánea, como por ejemplo SBO y DQO u otras combinaciones.

La plataforma posee una cubierta frontal y lateral para cumplir con regulaciones CE. El analizador es controlado por RoboticAccessTM , un práctico paquete de software que incluye archivos con aplicaciones preestablecidas, un planificador del analizador, tablas de muestras definibles por el operador, opciones de impresión y exportación a LIMS / Excel definibles por el usuario y amplias funciones de QC (Control de Calidad)

Las plataformas SP 2000 pueden expandir sus capacidades y ser modificadas de acuerdo a sus necesidades, haciendo aún mas redituables su inversión inicial.

DBO

El análisis de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) es una de las aplicaciones mas comunes en los laboratorios de aguas. El ensayo es usado como un indicador de la calidad a nivel orgánico del agua.  Con el  SP2000SERIES Skalar presenta la plataforma  robótica para DBO más flexible en la actualidad. Además de un diseño moderno y las últimas innovaciones tecnológicas, posee un diseño flexible para acomodar de 18 a 198 botellas de DBO. El analizador es desarrollado para cumplir exactamente con los requerimientos de su laboratorio en lo que hace a productividad, capacidad de muestras, nivel de automatización, etc. Los análisis se realizan en concordancia con regulaciones nacionales / internacionales como EPA 405.1/ISO 5815-1/ EN-1899-1/2, Standard Methods 5210 B, DIN 38409, etc., como también con métodos específicos del cliente.

El sistema básico:

El analizador Robótico de DBO mas pequeño y básico consiste en una plataforma de manipulación XYZ, una bandeja para 18 botellas, un medidor de Oxígeno (puede ser con electrodos de membrana u ópticos), un manipulador, un agitador, una estación de enjuague y la cubierta frontal y lateral

Adicionalmente a esta configuración básica se le pueden incorporar los siguiente pasos para una completa automatización del ensayo de DBO:

  1. Agregado automático de agua de dilución
  2. Agregado automático de inhibidor de Nitrificación (ATU)
  3. Siembra automática
  4. Tapado / destapado automático
  5. Pipeteo automático de muestras
  6. Incubación automática

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Instrumentación Analítica y Equipos de Laboratorio

El sistema puede ser extendido para acomodar hasta 11 bandejas y para usar múltiples sondas para una mayor productividad. También se puede incorporar un segundo brazo para incrementar la productividad o para realizar tareas adicionales como el pipeteo de las muestras dentro de las botellas de DBO o el ajuste del pH de las muestras. El analizador puede ser usado con las diferentes botellas estándar de DBO disponibles en el mercado, y se pueden proveer bandejas para diferentes incubadoras. También es posible incorporar una cubierta totalmente estanca para incubación en el sistema.

Configuración con 3 bandejas

Configuración con 5 bandejas

Configuración con 8 bandejas y 2 brazos robóticos

Una secuencia típica de análisis de DBO

Las muestras son pipeteadas, ya sea manual o automáticamente en las botellas de DBO y la identidad y diluciones son ingresadas o descargadas desde el LIMS en la tabla de muestras. Las botellas son ubicadas en las bandejas y ubicadas en el analizador. El operador inicia el analizador. La botella es destapada y se agrega inhibidor de nitrificación (ATU) y/o siembra  y agua de dilución. La muestra es entonces agitada y se mide el valor inicial de Oxígeno. La botella es tapada y la sonda de Oxígeno y el agitador son enjuagados antes de ser llevados a la próxima muestra. Se repite el mismo procedimiento hasta que se ha registrado el valor inicial para todas las muestras. Las bandejas con las muestras son incubadas a 20 ºC durante 5 días. Luego de la incubación las bandejas son ubicadas en el analizador y el operador inicia el analizador. La botella es destapada, se agita la muestra y se mide el valor final de Oxígeno. El valor de DBO es calculado. La botella es tapada. Este procedimiento se repite hasta que todas las muestras han sido medidas. Los datos pueden ser presentados en la pantalla, imprimidos o convertidos a un archivo con formato compatible con otro software o LIMS.

Si se requieren otros análisis cono pH, Conductividad, Alcalinidad o Turbidez, estos métodos pueden se combinados con el análisis de DBO en el mismo analizador.

Analizador SP2000 BOD con ajuste de pH integrado y pipeteo de muestra

DQO

El análisis de DQO es comúnmente usado para determinar la cantidad de contaminantes orgánicos presentes en aguas superficiales y residuales. El valor de DQO es un útil indicador de la calidad del agua. Los analizadores Skalar SP2000 pueden ser configurados para automatizar el análisis de DQO por el método de tubos sellados (ST-COD) de acuerdo a ISO 15705 y EPA 410.4 o por el método clásico de titulación de acuerdo a ISO 6060

1. ST-COD de acuerdo a ISO 15705 / EPA 410.4

El método con tubos sellados está basado en exactamente la misma reacción que la descripta en el método clásico, pero en lugar de una titulación se utiliza detección fotométrica. Una ventaja de este método es el uso de tubos pre-preparados que minimiza la manipulación de reactivos tóxicos y peligrosos.

El analizador SP2000 ST-COD

El analizador SP 2000 ST-COD dispone de un sistema XYZ para manipulación de muestras equipado con bandejas desmontables para tubos de muestras y tubos pre-preparados, permitiendo la preparación  e inserción de muestras adicionales con facilidad. El analizador puede ser configurado para acomodar desde 24 hasta 336 tubos por lote. El analizador posee un brazo robótico con dos manipuladores, uno con una pinza y otro con una aguja para muestras y un agitador. También posee un dispositivo para destapar, un agitador vertical para facilitar la disolución de los reactivos sólidos y mezclar la muestra, como también un agitador rotatorio para mezclar el contenido de los tubos antes de la medición. El analizador posee un compartimiento para reactivos adicionales y si se requiere digestión se dispone de dos termo-reactores de temperatura ajustable. La lectura de absorbancia es realizada por un fotómetro y los resultados son enviados al software RoboticAccess™ para su posterior tratamiento.

Los analizadores pueden ser usados con tubos de reacción comerciales o preparados por el usuario y es compatible con varios fotómetros. Además del análisis arriba descripto, la misma plataforma puede ser usada para combinar el análisis de DQO con otras aplicaciones con kits de reactivos como Fósforo Total, Nitrógeno Total, etc. Por ejemplo se pueden combinar 48 tubos de DQO, 24 de Fósforo Total y 12 de Nitrógeno Total en un mismo lote.

Una secuencia típica de análisis ST-COD

Los tubos son ubicados en las bandejas y transferidos al analizador. El analizador toma los tubos y los destapa. La muestra se pipetea automáticamente en los tubos de reacción. Los tubos son vueltos a tapar y transportados al agitador vertical. Se mezcla el contenido de los tubos y se transfieren los tubos al rector, donde son calentados a 150ºC por dos horas. El analizador lleva un registro del tiempo de reacción. Cuando la reacción se completa el analizador ubica los tubos en un bastidor de muestras para enfriarlos hasta 60 ºC, luego de lo cual son agitados mientras se mantienen calientes. Cuando las muestras alcanzan la temperatura ambiente son leídas en un detector fotométrico a la longitud de onda requerida. La concentración se muestra en la pantalla de resultados del software y los datos pueden ser transferidos a un sistema LIMS.

2. DQO de acuerdo a ISO 6060

El analizador SP 2000 en combinación con el digestor SP 5000 proveen automatización para el método clásico de DQO. El procedimiento incluye una digestión de dos horas con ácido sulfúrico, dicromato de potasio y un catalizador. Luego del reflujo, las muestras son enfriadas y tituladas automáticamente con sulfato de hierro y amonio para determinar el exceso de agente oxidante.

 

El analizador SP2000 COD

El analizador dispone de un sistema de manipulación de muestras XYZ y  puede ser configurado con 4 y hasta 6 bandejas con 20 posiciones para muestras cada una. Las muestras pueden permanecer en el mismo recipiente desde la digestión hasta la titulación. El analizador está equipado además con un titulador, con su correspondiente punta de bureta, sonda y agitador. Alternativamente puede ser configurado con dos tituladores para expandir el rango, sin cambio de bureta.

 

Secuencia típica del análisis de DQO:

Se pipetean las muestras en los tubos de DQO y se agregan volúmenes específicos de dicromato de potasio y ácido sulfúrico, ya sea manual o automáticamente. Se ingresan las identidades de las muestras y las eventuales diluciones en la tabla de muestras. Se posiciona la bandeja con los tubos en el sistema de digestión automática SP5000. Se conectan los condensadores de reflujo a los tubos de muestra. Se digieren las muestras durante 2 horas a 180ºC y  posteriormente se dejan enfriar. Se enjuagan los condensadores de reflujo. La bandeja con las muestras digeridas se posiciona en el analizador robótico SP2000. El operador inicia el analizador. Cada muestra es agitada al tiempo que se la titula con sulfato amónico ferroso hasta que se alcanza el punto de equivalencia. La punta de la bureta, la sonda de medición y el agitador son enjuagados y posicionados en la siguiente muestra, repitiéndose el proceso hasta que se han registrado los valores para todas las muestras. Se calcula el valor de DQO para cada muestra. Los datos pueden ser presentados en la pantalla, ser imprimidos o exportados a un archivo compatible con otros softwares y LIMS.

Sistema de digestión automática SP5000

El sistema es usado para la digestión en el análisis de DQO. Dispone de un sistema elevador, bandeja de enfriamiento, bloque digestor, bandeja de tubos y controlador con display. El controlador se encarga de ajustar la temperatura y tiempo de calentamiento, y también de los movimientos del sistema elevador y posicionamiento de la bandeja de enfriamiento. Las muestras se hierven a reflujo durante exactamente 2 horas. El proceso se desarrolla en forma totalmente automática una vez que el operador posiciona la bandeja con los tubos de muestra en el sistema. Luego de la digestión la bandeja con los tubos es dejada en posición para proceder al enjuague.

Kits de reactivos

Los ensayos fotométricos con kits de reactivos “listos para usar” son usados por numerosos laboratorios de aguas en todo el mundo. Muchos fabricantes ofrecen este tipo de kits para el análisis de muchos parámetros relevantes en aguas, como DQO, fosfato total, nitrógeno total, amonio, nitrito, etc. El uso de estos kits es simple y seguro, pero de todos modos requieren de diferentes pasos de manipulación para completar el análisis, cono el pipeteo de la muestra, la apertura de los tubos y la transferencia de su contenido. Este proceso puede ser tedioso e insumir mucho tiempo, especialmente cuando la cantidad de muestras y/o la cantidad de parámetros a analizar se incrementa. Respondiendo a esta realidad, Skalar ha desarrollado la nueva serie de analizadores robóticos SP2000 para la completa automatización de los ensayos con este tipo de kits de reactivos. El analizador ofrece una solución totalmente automatizada para manejar el pipeteo de la muestra, mezclado, calentamiento, enfriamiento y medición de cualquier muestra de agua usando kits para análisis fotométrico.

El robot SP2000 puede ser configurado para acomodar de 24 a 336 tubos en un lote de análisis. El analizador puede procesar múltiples aplicaciones en paralelo o secuencialmente sobre cada muestra individual. También puede ser configurado con un segundo brezo robótico para incrementar la productividad, utilizando una segunda pinza, aguja de muestra y agitador para realizar tareas adicionales como el análisis con kits de reactivos junto con otras aplicaciones como DBO. La plataforma posee una cubierta protectora frontal y lateral para cumplir con las regulaciones CE y es manejado por el práctico y flexibles paquete de software RoboticAccess, que incluye archivos con aplicaciones pre-instalados que contiene la secuencia del análisis, tablas de muestras definibles por el usuario y extendidas capacidades para control de calidad (QC) del análisis. El analizador puede ser usado con kits de reactivos y fotómetros de diferentes proveedores.

pH/conductividad/ turbidez/color/ISE

Los analizadores robóticos Skalar están preparados para automatizar la medición de pH, conductividad, turbidez, color y realizar titulaciones en forma combinada en un sistema, en forma secuencial o simultánea. Ofrecemos configuraciones personalizadas para atender los requerimientos particulares de cualquier laboratorio, incluyendo la selección de varias aplicaciones, la secuencia de trabajo y la integración de diferentes tipos de bandejas y recipientes.

Cuando el sistema es configurado para agua potable, analizando pH, conductividad, alcalinidad y turbidez, el usuario puede definir cuándo se requiere que las aplicaciones se corran simultánea o secuencialmente. El sistema también permite elegir qué análisis realizar sobre cada una de las muestras.

Una configuración especial de la plataforma SP2000 permite el análisis de pH en placas de múltiples pozos. El manipulador es equipado con dos electrodos de pH especiales para la medición simultánea de pH en dos muestras. Este analizador tiene capacidad para analizar lotes de 768 muestras por lote, distribuidas en 8 placas de 96 pozos cada una.

El diseño flexible del Analizador Robótico Skalar SP2000 permite la combinación de varias aplicaciones como alcalinidad, oxígeno disuelto, conductividad, color, pH, dureza, turbidez, titulaciones, electrodos de ion selectivo (ISE) en un sistema económico.

pH en suelos

El pH de un suelo afecta la disponibilidad de minerales para las plantas. Para cada especie vegetal hay un pH óptimo para su crecimiento y producción. El pH es el parámetro mas comúnmente analizado en muestras de suelo. Laboratorios especializados realizan los análisis de suelos proveyendo a los agricultores la información necesaria. En base a los resultados de esos análisis se puede seleccionar el método más adecuado para mejorar la calidad del suelo que resultará en un incremento en la cantidad de granos al tiempo que se reducen los costos.

El Analizador Robótico puede ser configurado para la medición de pH en suelos en extractos acuosos como también en KCl, CaCl y otros extractos. El proceso incluye la calibración automática de la sonda de medición, el agregado de la solución extractante, agitación automática, tiempo de asentamiento pre-definido y medición. El analizador puede tener capacidad para hasta 792 recipientes (50 ml). Para lotes de gran cantidad de muestras, el analizador puede ser configurado con dos brazos robóticos con múltiples electrodos en cada uno, admitiendo hasta un total de 8 electrodos.

 

Secuencia típica de análisis de pH en suelos:

Luego de haber sido pesada, la muestra se posiciona en la bandeja, la cual es transferida al analizador. El analizador agrega la solución extractante y revuelve todas las muestras. Entre cada operación el analizador enjuaga la sonda. Luego de un período de asentamiento predefinido las muestras vuelven a ser revueltas. Se mide al valor de pH de cada muestra. Los resultados son calculados y almacenados.

Además del análisis de pH, se pueden incorporar a la configuración otros parámetros, como por ejemplo conductividad.

Software

El software RoboticAccess™ ha sido diseñado como un programa flexible y multitarea para el control de los analizadores robóticos Skalar. Mientras las muestras son analizadas, los resultados ya obtenidos son procesados, al tiempo que se pueden preparar y programar la ejecución de nuevos análisis. Para prevenir la operación no autorizada y/o modificación de los resultados, se requiere un código de acceso con palabra clave antes de la operación.

 

Los archivos de aplicación, que contienen las instrucciones para que el analizador desarrolle las tareas específicas acordes con regulaciones (inter)nacionales o de acuerdo a los requerimientos definidos por el usuario, son pre-insertados en el software por Skalar.

 

Las corridas pueden ser iniciadas sencillamente, seleccionando la aplicación requerida y creando una tabla de muestras, arrastrando los iconos que representan las bandejas al analizador. Una vez completa la tabla de muestras y definida la secuencia de análisis, la corrida puede ser iniciada en forma inmediata o bien programada para que se ejecute en otro momento. Todas las aplicaciones pueden ser programadas para el análisis. El estado del análisis en ejecución puede ser seguido en la pantalla, mostrándose los resultados en tiempo real. Durante una secuencia, es posible insertar el análisis de muestras prioritarias como también excluir muestras de la medición.

 

Los resultados pueden ser imprimidos en reportes con formato definido por el usuario y exportados como archivos txt, excel o para LIMS. Los resultados finales pueden ser archivados y también guardados en copias de seguridad para su posterior restauración.

Las capacidades integradas para Control de Calidad aseguran resultados exactos y en total concordancia con las regulaciones. Se pueden analizar muestras de control y crear cartas de control junto con otras variables estadísticas. También se pueden incluir protocolos CLP que permiten acciones automáticas del analizador cuando los límites para las muestras de Control y CLP son excedidos. Esto garantiza la producción de resultados muy exactos y el control de calidad automático de la performance del analizador.


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