Laboratório do futuro: análise robótica automatizada de produtos petrolíferos

01/04/2024

Artigo

A análise de diversos parâmetros em produtos petrolíferos é uma das solicitações mais frequentes em laboratórios contratados ou de controle de qualidade. A automação ganhou popularidade na última década devido ao elevado número de testes exigidos juntamente com o uso de solventes e reagentes agressivos. Estão disponíveis sistemas combinados automatizados baseados em bancada, mas ainda exigem que os operadores executem muitas etapas manuais. Este artigo do blog dá um exemplo de sistema automatizado que vai além da bancada, oferecendo aos usuários uma análise total sem usar as mãos, do início ao fim.

Benefícios de automatizar análises químicas

Há muitos benefícios a serem obtidos ao mudar de uma configuração de laboratório independente para um sistema totalmente automatizado. Um rápido resumo deles pode ser feito usando o exemplo de aplicação de análise do índice de acidez total (TAN) e do número de bases total (TBN) em produtos petrolíferos.

Solventes e titulantes agressivos devem ser utilizados para a determinação de TAN e TBN em óleos. Automatizar todas as etapas que incluem o manuseio desses reagentes resulta em uma ambiente de trabalho mais seguro para técnicos de laboratório, eliminando a exposição aos produtos químicos e seus vapores.

Two researchers in laboratory examine golden liquid in test tube. Laboratory diagnostics concept

Manuseio automatizado de líquidos a adição do solvente ou titulante tem um impacto direto na qualidade dos resultados. Isto é especialmente verdadeiro para a análise TAN/TBN. A adição precisa de solvente é crítica, pois o solvente pode transmitir um valor em branco que falsifica o resultado se não for considerado durante a análise. Ao automatizar esta etapa, é garantido que cada adição seja realizada exatamente da mesma maneira rastreável.

Adicionar tantas etapas de análise quanto possível ao procedimento automático ajuda a equipe do laboratório de diversas maneiras. Isto leva a resultados mais precisos e precisos e economiza uma quantidade significativa de tempo já que o sistema pode funcionar sem supervisão 24 horas por dia com uma carga contínua de amostras. Além disso, menos erros significam uma redução nas amostras que precisam ser repetidas, tornando o fluxo de trabalho ainda mais eficiente. mais eficiente.

Leia nosso artigo de blog relacionado para saber mais sobre os benefícios de automatizar análises de titulação.

Por que considerar a automação – mesmo para titulações simples

Indo um passo além com a robótica

A automação da diluição, análise, avaliação e limpeza/condicionamento de eletrodos da amostra já ajuda muitos laboratórios contratados e de controle de qualidade a manter um alto nível de eficiência. No entanto, ainda há espaço para mais melhorias. Automatizar todo o fluxo de trabalho – desde o momento em que o frasco de amostra fechado é trazido para o sistema até a avaliação e limpeza dos resultados – é o próximo passo lógico.

O sistema fornecido pela KA Industrial Engineering Pte Ltd com Metrohm é uma configuração robótica que usa um Robô Universal colaborativo em combinação com o conhecido OMNIS Sample Robot para automatizar completamente a análise de TAN e TBN (figura 1). Todo o sistema é controlado pelo software OMNIS.

Depois que a amostra é introduzida no sistema, o braço robótico executa várias etapas de preparação da amostra. Este braço está equipado com diversas ferramentas para gerenciar as diferentes e geralmente cansativas tarefas manuais.

Análise robótica totalmente automatizada de TAN e TBN em amostras petroquímicas

O sistema de análise robótica mostrado em figura 1 foi projetado para oferecer total autonomia – economizando tempo, aumentando o rendimento de amostras, reduzindo esforço e melhorando a segurança das operações diárias em controle de qualidade ou laboratórios contratados.

O fluxo de trabalho automatizado consiste nas seguintes etapas:

O frasco de amostra é recolhido e identificado pelo seu código de barras.
O frasco é colocado em um agitador de vórtice para homogeneizá-lo antes de uma amostra representativa ser coletada.
A tampa do frasco de amostra é removida enquanto o braço robótico coloca um copo de titulação limpo na balança e pega uma ponta de pipeta nova para evitar qualquer contaminação cruzada.
A amostra é aspirada enquanto a balança é tarada para preparar a medição da amostra adicionada ao béquer.
O peso da amostra é automaticamente transferido para o software OMNIS que controla toda a configuração.
O frasco é fechado e colocado de volta na sua posição original.
O béquer com a amostra é transferido para o Robô de Amostras OMNIS onde a titulação potenciométrica ocorre em uma das estações de trabalho disponíveis.
Antes da titulação ocorrer, o equipamento de titulação é limpo e os sensores são pré-condicionados para garantir resultados ideais.
Uma vez montado o copo de amostra na estação de trabalho, o solvente é adicionado automaticamente para reduzir o contato com reagentes químicos agressivos.
Após a titulação ser concluída, o béquer é esvaziado automaticamente e o equipamento é limpo.
Os resultados são calculados e transferidos para o sistema LIMS conectado.

A determinação do título e do branco, bem como a calibração do sensor e amostras de verificação podem ser facilmente adicionadas ao fluxo de trabalho, se desejado. O software OMNIS que controla a configuração oferece tudo para manter o sistema funcionando e informar imediatamente o operador em caso de violação dos limites.

Devido aos dois robôs trabalharem em sincronia, as próximas amostras já estão preparadas enquanto as anteriores são determinadas, garantindo alto rendimento constante. O sistema apresentado em figura 1 funciona com duas estações de trabalho paralelas. Isso pode ser facilmente atualizado para um sistema que pode lidar com até quatro estações de trabalho executando os mesmos aplicativos ou até mesmo aplicativos diferentes.

Este sistema robótico da parceria entre Metrohm e KA Industrial Engineering Pte Ltd oferece uma fluxo de trabalho completamente rastreável que inclui muitos recursos de segurança. Para análise de amostras totalmente automatizada de alto rendimento e contato mínimo com reagentes agressivos, este sistema robótico é a escolha ideal.

Ver para crer — assista ao vídeo abaixo para ver o próximo passo na automação robótica de análises químicas.

Conclusão

Depois de muitos anos propondo automação de bancada para todas as técnicas de análise oferecidas pela Metrohm, demos um passo além no desenvolvimento da robótica de laboratório. Agora é possível oferecer sistemas que possam lidar completamente com todo o fluxo de trabalho, incluindo preparação e determinação de amostras. O sistema discutido é apenas um exemplo de tal abordagem para a análise robótica de TAN e TBN em produtos petrolíferos.