Optimized Helium Consumption in the Thermo Scientific FlashSmart Elemental Analyzer

Význam tématu

Laboratoře čelí rostoucím nákladům a omezené dostupnosti helia, které je klíčové jako nosný i referenční plyn v elementární analýze. Optimalizace spotřeby helia či využití alternativních plynů šetří provozní náklady a zvyšuje efektivitu analytických přístrojů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této technické poznámky je představit pět postupů pro snížení spotřeby helia na přístroji Thermo Scientific FlashSmart Elemental Analyzer prostřednictvím softwarově řízených módů Stand-By a automatického přepínání nosného plynu.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na FlashSmart Elemental Analyzeru s následujícími moduly a funkcemi:

• FlashSmart Elemental Analyzer – elementární analýza C, H, N, S, O
• EagerSmart Data Handling Software – správa módů Auto Stand-By, Auto Ready, Leak Test, MVC Management
• Thermo Scientific MultiValve Control (MVC) Module – automatické přepínání nosných plynů (He, N₂, Ar)
• Třícestný ruční ventil na vstupu helia pro manuální přepínání He/N₂
• Zdroj alternativního plynu – tlaková lahev nebo generátor N₂/Ar

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo vyhodnoceno pět optimalizačních režimů:

• Standardní mód Stand-By řízený EagerSmart (<90 % úspora helia, snížení teploty pece o 50 %)
• Mód Leak Test (EV3, EV4 uzavřeny) – žádný průtok helia během Stand-By, 100 % úspora
• Přepnutí na dusík v mód Stand-By – nulová spotřeba helia mimo analýzu
• Automatické přepínání plynů pomocí MVC – plynulá optimalizace bez ruční obsluhy
• Využití argonu jako alternativního nosného plynu – nulová spotřeba helia během analýzy i Stand-By

Při standardním provozu za 8 h analýzy a 16 h Stand-By se spotřeba helia pohybovala okolo 345 L/den, při nejefektivnějších módech klesla na 115 L/den nebo 0 L/den s argonem. Životnost lahve helia se prodloužila ze 4 týdnů až na více než 4 měsíce.

Přínosy a praktické využití metody

Optimalizace šetří významné náklady na plyn, zvyšuje produktivitu obsluhy díky automatizovaným přepínačům a minimálnímu zásahu obsluhy, snižuje výpadky způsobené výpadkem dodávek helia a umožňuje využití levnějších plynů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace plynových generátorů pro kontinuální zásobování dusíkem či argonem
• Další vylepšení softwarových algoritmů pro prediktivní správu spotřeby plynu
• Rozšíření na další typy elementárních analyzátorů a jiná analytická pracoviště
• Využití v udržitelných provozech orientovaných na snižování uhlíkové stopy

Závěr

Softwarově řízené módy a modulární přepínače plynů ve FlashSmart Analyzeru umožňují drasticky snížit spotřebu helia, prodloužit životnost lahví a významně snížit náklady na analýzy bez kompromisů v přesnosti či rychlosti.

Reference

Technická poznámka TN42270, Thermo Fisher Scientific, 2016