Laboratoire du futur : Analyse robotisée et automatisée des produits pétroliers

L'analyse de divers paramètres dans les produits pétroliers est l'une des demandes les plus fréquentes dans les laboratoires contractuels ou de contrôle de la qualité. L'automatisation a gagné en popularité au cours de la dernière décennie en raison du nombre élevé de tests requis et de l'utilisation de solvants et de réactifs agressifs. Il existe des systèmes automatisés combinés basés sur des paillasses, mais ils nécessitent toujours que les opérateurs effectuent de nombreuses étapes manuelles. Cet article de blog donne un exemple de système automatisé qui va au-delà de la paillasse, offrant aux utilisateurs une analyse mains libres du début à la fin.

Avantages de l'automatisation des analyses chimiques

Le passage d'une installation de laboratoire autonome à un système entièrement automatisé présente de nombreux avantages. L'exemple de l'analyse de l'indice d'acidité total (TAN) et de l'indice de basicité total (TBN) dans les produits pétroliers permet de les résumer rapidement..

Des solvants et des réactifs de titrage agressifs doivent être utilisés pour la détermination du TAN et du TBN dans les huiles. L'automatisation de toutes les étapes qui incluent la manipulation de ces réactifs permet de créer un environnement de travail beaucoup plus sûr pour les techniciens de laboratoire en éliminant l'exposition aux produits chimiques et à leurs vapeurs.

L'automatisation de la manipulation des liquides pour l'ajout du solvant ou du titrant a un impact direct sur la qualité des résultats. Ceci est particulièrement vrai pour l'analyse TAN/TBN. L'ajout précis de solvant est essentiel, car le solvant peut donner une valeur à blanc qui fausse le résultat si elle n'est pas prise en compte lors de l'analyse. En automatisant cette étape, il est garanti que chaque ajout est effectué exactement de la même manière traçable.

L'ajout d'autant d'étapes d'analyse que possible à la procédure automatique aide le personnel du laboratoire à bien des égards. Cela permet d'obtenir des résultats plus exacts et plus précis et de gagner beaucoup de temps, car le système peut fonctionner sans surveillance 24 heures sur 24 avec une charge d'échantillons continue. En outre, moins d'erreurs signifient une réduction du nombre d'échantillons à répéter, ce qui rend le flux de travail encore plus efficace.

Lisez notre article de blog pour en savoir plus sur les avantages de l'automatisation des analyses de titrage.

Pourquoi envisager l'automatisation - même pour les titrages simples

Aller plus loin avec la robotique

L'automatisation de la dilution des échantillons, de l'analyse, de l'évaluation et du nettoyage/conditionnement des électrodes permet déjà à de nombreux laboratoires sous contrat et de contrôle de qualité de maintenir un niveau élevé d'efficacité. Toutefois, des améliorations sont encore possibles. L'automatisation du flux de travail complet - depuis le moment où le flacon d'échantillon fermé est introduit dans le système jusqu'à l'évaluation et au nettoyage des résultats - est la prochaine étape logique.

Le système fourni par KA Industrial Engineering Pte Ltd avec Metrohm est une installation robotique utilisant un robot universel collaboratif en combinaison avec le célèbre robot d'échantillonnage OMNIS pour automatiser complètement l'analyse du TAN et du TBN (Figure 1). L'ensemble du système est contrôlé par le logiciel OMNIS.

Une fois l'échantillon introduit dans le système, le bras robotisé effectue diverses étapes de préparation de l'échantillon. Ce bras est équipé de plusieurs outils pour gérer les différentes tâches manuelles, généralement fastidieuses.

Analyse robotisée entièrement automatisée du TAN et du TBN dans les échantillons pétrochimiques

Le système d'analyse robotisé illustré à la figure 1 est conçu pour une autonomie complète, ce qui permet de gagner du temps, d'augmenter le débit des échantillons, de réduire les efforts et d'améliorer la sécurité des opérations quotidiennes dans les laboratoires de contrôle de la qualité ou les laboratoires sous contrat.

Le processus automatisé comprend les étapes suivantes :

1. Le flacon d'échantillon est prélevé et identifié par son code-barres.
2. Le flacon est placé sur un agitateur vortex pour l'homogénéiser avant de prélever un échantillon représentatif.
3. Le bouchon de la fiole d'échantillon est retiré tandis que le bras robotisé place un bécher de titrage propre sur la balance et prend un nouvel embout de pipette pour éviter toute contamination croisée.
4. L'échantillon est aspiré pendant que la balance est tarée pour préparer la mesure de l'échantillon ajouté au bécher.
5. Le poids de l'échantillon est automatiquement transféré au logiciel OMNIS qui contrôle l'ensemble de l'installation..
6. Le flacon est fermé et remis dans sa position initiale.
7. Le bécher contenant l'échantillon est transféré dans le robot OMNIS Sample Robot où le titrage potentiométrique est effectué à l'un des postes de travail disponibles.
8. Avant le titrage, l'équipement de titrage est nettoyé et les capteurs sont préconditionnés pour garantir des résultats optimaux.
9. Une fois le bécher monté dans la station de travail, le solvant est ajouté automatiquement afin de réduire le contact avec les réactifs chimiques agressifs.
10. Une fois le titrage terminé, le bécher est automatiquement vidé et l'équipement nettoyé.
11. Les résultats sont calculés et transférés au système LIMS connecté.

La détermination du titre et du blanc ainsi que l'étalonnage du capteur et les échantillons de contrôle peuvent être facilement ajoutés au flux de travail si nécessaire. Le logiciel OMNIS qui contrôle l'installation offre tout ce qu'il faut pour assurer le fonctionnement du système et informer immédiatement l'opérateur en cas de dépassement des limites.

Les deux robots travaillant de manière synchronisée, les échantillons suivants sont déjà préparés alors que les précédents sont déterminés, ce qui garantit un débit élevé et constant. Le système présenté à la figure 1 fonctionne avec deux stations de travail parallèles. Il peut facilement être transformé en un système capable de gérer jusqu'à quatre stations de travail exécutant les mêmes applications, voire des applications différentes.

Ce système robotisé, fruit du partenariat entre Metrohm et KA Industrial Engineering Pte Ltd, offre un flux de travail entièrement traçable qui comprend de nombreuses fonctions de sécurité. Ce système robotisé est le choix optimal pour une analyse d'échantillons entièrement automatisée à haut débit et un contact minimal avec des réactifs agressifs.

Il faut le voir pour le croire - regardez la vidéo ci-dessous pour découvrir la prochaine étape de l'automatisation robotisée de l'analyse chimique.

Conclusion

Après avoir proposé pendant de nombreuses années l'automatisation des paillasses pour toutes les techniques d'analyse proposées par Metrohm, nous avons franchi une étape supplémentaire en développant la robotique de laboratoire. Il est désormais possible de proposer des systèmes capables de prendre en charge l'ensemble du flux de travail, y compris la préparation et la détermination des échantillons. Le système présenté n'est qu'un exemple d'une telle approche pour l'analyse robotisée du TAN et du TBN dans les produits pétroliers.

Vos connaissances à emporter

Bulletin d'application : Titrage de l'indice d'acidité totale des produits pétroliers

Bulletin d'application : Titrage de l'indice de base total des produits pétroliers

Webinaire : Améliorer la reproductibilité et l'efficacité des titrages grâce à l'automatisation