سوال. ما در حال بررسی راه حل های جدید برای آنالیز محلول‌های آبکاری هستیم. آیا باید از تیتراسیون خودکار استفاده کنیم؟ چه ملاحظاتی را باید در نظر داشته باشیم؟
جواب. رایج ترین فرآیند آزمایشی که من برای آنالیز محلول آبکاری مشاهده کرده ام، تیتراسیون است. تیتراسیون معمولا برای تعیین تنظیمات مناسب برای جلوگیری از تخریب حمام انجام می شود. در حالی که آبکاران با این کار آشنا هستند، ممکن است متوجه نباشند که بیش از یک راه برای انجام تیتراسیون وجود دارد
من مشاهده کرده ام که بسیاری از آنها به صورت دستی و با استفاده از بورت دستی انجام می شوند. با این حال، اگر به دنبال بهبود کارایی آزمایشگاه خود هستید (مخصوصاً هنگام افزودن خطوط جدید و یا کسب و کار جدید) بدون اینکه تأثیر منفی بر عملکرد آزمایشگاه شما بگذارد، خودکار کردن تیتراسیون چیزی است که باید در نظر بگیرید.
تیتراسیون بسیار مهم است و تقریباً در هر مخزن به استثنای مخازن آبکشی به عنوان یک روش اندازه گیری استفاده می شود. کارگاه‌های آبکاری حمام‌های چربیگیری را برای قلیایی بودن و حمام های اسیدشویی را برای اسیدیته تیتر می کنند. برای اطمینان از اینکه در کل فرآیند آبکاری چه اتفاقی می افتد، آنها را برای کلرید تیتر می کنند. در کارگاه های آبکاری الکترولس، یکی از محبوب ترین معرف های فعال کننده هیپوفسفیت است. برای جلوگیری از این امر، محلول الکترولس را نیز تیتراسیون می‌کنند. در نهایت، برای فلزاتی که نیازی به اندازه‌گیری برای مقادیر کمی ندارند، تیتراسیون یک روش استاندارد برای اندازه گیری است.
نتایج تیتراسیون متناقض می تواند برای رویه کلی آبکاری و در نهایت، تحویل محصول نهایی مضر باشد. آبکاران می‌خواهند این را در هنگام ارزیابی تیتراسیون دستی در مقابل خودکار در نظر داشته باشند. تیتراسیون دستی می تواند در ابتدا مقرون به صرفه باشد. فقط به یک بورت دستی، بشر، تیترانت ها و معرف رنگی نیاز دارد. تیتراسیون دستی ماهیت ساده‌ای دارد زیرا به سرمایه‌گذاری کمتری نیاز دارد و گزینه‌ای با فناوری پایین است.
به این دلایل، کارگاه های آبکاری از این روش تیتراسیون استفاده می کنند. با این حال، حتی با وجود این مزایای درک شده، کارگاه‌های آبکاری در سایر زمینه ها قربانی می شوند. یکی از ملاحظات دقت تیتراسیون و نتایج ناسازگار است که می‌تواند منجر به آزمایش مجدد یا بدتر از آن، قطعات معیوب شود. تیتراسیون دستی از تغییرات رنگ برای نشان دادن نقطه پایانی تیتراسیون استفاده می‌کند. تغییر رنگ به دو دلیل باعث سردرگمی می شود:
تغییرات رنگ ذهنی است و منجر به ناهماهنگی در بین افراد مختلف در آزمون می شود. برای مثال، آنچه که یک نفر به رنگ سبز تفسیر می کند، ممکن است با شخص بعدی یکسان نباشد.
- برخی از تیتراسیون ها دارای تغییرات سریع رنگ هستند. به همین دلیل، نقطه پایانی می تواند از دست رفته و منجر به بیش از حد نقطه پایان شود. آبکارانی که به دنبال جلوگیری از این اشتباهات هستند، باید تیتراسیون خود را خودکار کنند.
هنگام ارزیابی قابلیت‌های بالاتری که با تیتراسیون خودکار همراه است، درک این نکته مهم است که سرمایه‌گذاری اولیه بالاتری مورد نیاز است. تیتراسیون دستی در ابتدا مقرون به صرفه تر است، در حالی که (بازگشت سرمایه)( ROI) معمولاً در عرض 1-2 سال پس از خرید یک سیستم تیتراسیون خودکار مشاهده می شود. نکته دیگر دقت است. یک آزمایش تیتراسیون دستی ممکن است سریعتر از یک آزمایش روی تیتراسیون خودکار باشد.
این روش به‌عنوان مغز سیستم عمل می‌کند و تمام ویژگی‌ها را برای انجام تیتراسیون سازماندهی می‌کند و سپس بخش‌های تیتراسیون را هدایت می‌کند. این ویژگی ها شامل تیترانت صحیح، پروب و نقطه پایانی از پیش محاسبه شده است. تیتراسیون های خودکار به مشاهده تغییرات رنگ برای تعیین نقطه پایانی یا فرد آزمایشگاهی برای جلوگیری از جریان تیتر متکی نیستند در عوض، از یک کاوشگر پتانسیومتری یا ESE یا ORP یا PHیک پروب فتومتریک، یک نقطه پایانی از پیش تعیین شده (که توسط کاوشگر حس می شود) و یک پمپ خودکار استفاده می کند که اطمینان حاصل می کند که دوزهای دقیق به نقطه پایانی شما تحویل داده می شود.
اما، اگر چندین تست را اجرا کنید، در واقع خواهید دید که نتایج شما در هر آزمون با تیتراسیون خودکار دقیق تر می شود. با توجه به تمام قطعات متحرک با تیتراسیون دستی، انجام تست های بیشتر می تواند به معنای احتمال خطای بالاتر در هر تست باشد. با یک تیتراسیون خودکار، سیستمی با روش از پیش برنامه ریزی شده دارید.
این از ناهماهنگی ها یا نقطه پایانی بیش از حد ناشی از نقاط پایانی تغییر رنگ ذهنی جلوگیری می کند. علاوه بر این، شما زمان اپراتور را برای سایر کارهای آزمایشگاهی آزاد می کنید، زیرا نیازی به ماندن در تیتراسیون برای متوقف کردن دستی آن نیست. هنگامی که تیتراسیون کامل شد، نتایج ذخیره می‌شود و می‌توان آن را به یک گزارش دیجیتال صادر کرد. این امر از خوانده نشدن یا ردیابی نادرست نتایج جلوگیری می‌کند.
پس می توان از یک فایل به عنوان مثال (CSV) برای انتقال به نرم افزار مدیریت یا سایر بخش های آبکاری که برای ذخیره نتایج خود انتخاب می کند استفاده کرد.
در نهایت، آبکاران دو گزینه تیتراسیون دارند و این به اولویت بندی مناسب برای نیازهای آزمایشی شما بستگی دارد. تیتراسیون خودکار مدت زمانی را که تیتراسیون نیروی کار شما را اشغال می کند، احتمال بروز خطا، جلوگیری از آزمایش مجدد یا قطعات معیوب ناشی از آزمایشگاه را کاهش می دهد. به طور خلاصه، یک تیتراسیون خودکار یک آزمایشگاه را به اندازه کافی کارآمد می کند تا بتواند در نهایت در برابر دردسرهای فزاینده‌ای که تجارت جدید یا خطوط آبکاری اضافه می‌تواند ایجاد کند، دست یابد.
منبع:
- CONOR MCANESPIE” Titrations: To Automate or Not to Automate?” Products Finishing Mag, pp, march 2023.
