Sunum Dosyası

TOC Analiz Cihazı Seçme Kriterleri
Aquous conductivity prensibi;
Okside olabilen karbonlar molekül ağırlığı küçük karbonlardır ve belli bir dalga boyunda UV ışığı ile okside
olabilirler. İletkenlik prensibine göre çalışan cihazların dayandığı kimyasal tepkime aşağıda belirtilmiştir.
UV184
2 H2O
2OH • + H2
OH• + C xHyOz
C aHbCOOH + CO2
Bu tepkimeler sonucu ortaya çıkan CO2 suyun iletkenliğini artırmaktadır. Ve bu prensibe göre çalışan cihazlar,
sudaki iletkenlik değişimini baz alarak ölçüm yapmaktadırlar ve patentlidirler. Ölçüm patentleri aşağıdaki
gibidir.
Citing
Patent
Filing date
US4626413
Jan 10, 1984 Dec 2, 1986
US4666860
Issue date
Original Assignee
Title
Anatel Instrument
Corporation
Instrument for measurement of the organic carbon
content of water
Aug 2, 1984
May 19, 1987 Anatel Instrument
Corporation
Instrument for measurement of the organic carbon
content of water
US4775634
Aug 6, 1986
Oct 4, 1988
Method and apparatus for measuring dissolved
organic carbon in a water sample
US4868127
Dec 5, 1986
Sep 19, 1989 Anatel Corporation
US5027499
Apr 21, 1989 Jul 2, 1991
US5047212
Nov 7, 1988
US5068090
Mar 26, 1990 Nov 26, 1991 The Babcock & Wilcox
Company
Aqueous carbon dioxide monitor
US5112455
Jul 20, 1990
Method for analytically utilizing microfabricated
sensors during wet-up
Servomex Company
Otto Sensors
Corporation
Sep 10, 1991 Anatel Corporation
May 12, 1992 I Stat Corporation
Instrument for measurement of the organic carbon
content of water
Method for fabricating a channel device and tube
connection
Instrument for measurement of the organic carbon
content of water
Yeniköy Mah. Güzelce Ali Paşa Cad. 45 / 1 Yeniköy / Sarıyer / İstanbul
US5132094
Mar 2, 1990
Jul 21, 1992
Sievers Instruments,
Inc.
US5171694
Jul 12, 1991
Dec 15, 1992 The Babcock & Wilcox
Company
US5275957
Sep 10, 1991 Jan 4, 1994
US5312756
Dec 29, 1992 May 17, 1994 Umpqua Research
Company
Total organic carbon (TOC) and total inorganic
carbon (TIC) calibration system
US5443991
Apr 16, 1992 Aug 22, 1995 Sievers Instruments,
Inc.
Method for the determination of dissolved carbon
in water
US5480806
Jun 1, 1994
Jan 2, 1996
Huls Aktiengesellschaft
Method for determining decomposable organic
carbon compounds present in a geseous phase
US5531965
Jun 7, 1995
Jul 2, 1996
HULS
Aktiengesellschaft
Apparatus for determining decomposable organic
carbon compounds present in a gaseous phase
US5567388
Sep 8, 1995
Oct 22, 1996
Shimadzu Corporation
Apparatus for measuring total organic carbon
US5643799
Oct 31, 1994 Jul 1, 1997
Umpqua Research
Company
Process for analyzing CO.sub.2 in seawater
US5677190
Dec 14, 1994 Oct 14, 1997
Anatel Corporation
Cell and circuit for monitoring photochemical
reactions
Anatel Corporation
Method and apparatus for the determination of
dissolved carbon in water
Method for monitoring aqueous carbon dioxide
Instrument and method for measurement of the
organic carbon content of water
AQUEOUS (Sulu) CONDUCTIVITY PARTIAL (Kısmi) OKSİDASYON
SU Giriş
İletkenlik Sensörü
İletkenlik Sensörü
UV184
ATIK
Bu şemada görüldüğü gibi, su sürekli akış halindedir ve UV şiddetine maruz kalmadan ve okside olmadan
önce, iletkenliği okunmakta ve sonrasında UV’den geçmekte ve okside olmaktadır. Okside olduktan sonra
iletkenliği tekrar ölçülerek ilk iletkenlik değerinden çıkarılarak ve uygun hesaplama ile TOC değeri bulunur.
Burada doğru ölçüm için, UV lambanın şiddeti önemlidir. Sürekli bir akış olduğu ve UV lambanın kullanım
ömrüne göre şiddeti düştüğü için çok sık UV lamba değişimine ihtiyaç vardır. Ayrıca, 2 adet iletkenlik sensörü
kullanıldığı için ve bu tür sensörlerde sık sapmalar olduğu için, bu sensörlerin, sık sık kalibre edilmeleri
gerekmektedir. Aşağıdaki şekillerde iletkenlik sensörlerin sapma biçimleri gösterilmiştir.
İDEAL
İDEAL SAPMA
İDEAL OLMAYAN SAPMA
İletkenlik sensörlerinde ideal olmayan bir sapma olduğunda, ölçüm de yanlış ölçüm alınmaktadır. Hatta bazen
TOC değeri, eksi çıkabilmektedir.
MEMBRAN CONDUCTIVITY OKSIDATON METOD
Su Giriş
İletkenlik sensörü 1
UV184 nm
DI LOOP
Membrane
T.C.
Membrane
İLETKENLİK SENSÖRLERİ
2
3
ATIK SU
T.I.C.
T.C. = Toplam Karbon
T.I.C. = Toplam İnorganik Karbon
T.O.C. = Toplam Organik Karbon
T.C. = T.I.C + T.O.C.
Bu metoda göre ölçüm alan cihazlarda (Partial Oksidasyonda ki gibi) su girişinde iletkenlik ölçülmekte ve
sonra su 2’ye bölünmektedir. Sürekli su akışının olduğu bu 2 su yolunun 1 tanesi, UV’den geçmekte ve burada
Toplam Karbonlar ölçülmektedir. 2. Yolda ise, hiçbir oksidasyon olmadığı varsayılarak, Toplam Inorganik
Karbonlar ölçülmektedir. Her 2 yolda da Deiyonize su referans alınmakta ve DI suya göre ölçüm alınmakta ve
Toplam Karbondan, Toplam Inorganik Karbonu çıkararak, TOC değeri bulunur.
Şemaya göre 3 ayrı İletkenlik sensörü kullanılmakta ve sürekli bir su akışı olmaktadır.
Burada doğru ölçüm için, UV lambanın şiddeti önemlidir. Sürekli bir akış olduğu ve UV lambanın kullanım
ömrüne göre şiddeti düştüğü için çok sık UV lamba değişimine ihtiyaç vardır. Ayrıca, 3 adet iletkenlik sensörü
kullanıldığı için ve bu tür sensörlerde sık sapmalar olduğu için, bu sensörlerin, sık sık kalibre edilmeleri
gerekmektedir. Aşağıdaki şekillerde iletkenlik sensörlerin sapma biçimleri gösterilmiştir.
İDEAL
İDEAL SAPMA
İDEAL OLMAYAN SAPMA
İletkenlik sensörlerinde ideal olmayan bir sapma olduğunda, ölçüm de yanlış ölçüm alınmaktadır. Hatta bazen
TOC değeri, eksi çıkabilmektedir.
Ayrıca, CO2 geçirgen membranlar, suyun pH’ı yükseldikçe geçirgenliği artmaktadır. Bu yüzden, kalibrasyon
standartlarının asidik olması istenmektedir. Fakat, TOC ölçümü yapılacak noktada suyun, USP ve EP’ye göre
pH 5.0 - 7.0 arasında olmalıdır. Yani, nötüre doğru olması istenmektedir. Asidik ortamda kalibrasyon yapılıp,
Nötr suda ölçüm almak soru (?) işaretidir.
AQUEOUS (Sulu) CONDUCTIVITY COMPLETE (Tamamen) OKSİDASYON METODU
SU GİRİŞ
UV184 nm
İletkenlik
Sensörü
Ti2O
Katalizör
Atık Su
Bu prensiple çalışan cihazlarda su, ölçüm hücresine hapsedilir ve UV Lamba standby’dayken NIST sertifikalı
resistor ile kalibre edilmiş iletkenlik ölçer ile iletkenliği ölçülmektedir. (Bu özelliği nedeni ile USP 645’te
istenilen, iletkenlik ölçüm normlarına da uygundur.) Daha sonra, UV Lamba aktif hale geçmekte ve hapsedilen
su, Ti20 katalizör yardımı ile oksidasyona başlamaktadır. Oksidasyon sırasında açığa çıkan CO2 iletkenliği
değiştirmekte ve bu değişim, aynı iletkenlik ölçerle ölçülmektedir. (Herhangi bir sarf malzeme kullanmaz)
CO2 Üretimi ve iletkenlik ilişkisi aşağıda grafik olarak verilmiştir.
İletkenlik (S)
End Point (Tüm karbonların okside olmuş hali)
UV-On (Oksidasyon gerçekleşiyor)
UV Off (Standby)
Eğim
_______
Zaman (t)
Tüm okside olabilen karbonlar, okside olduğunda, CO2 üretmeyeceği için, iletkenlik değişimi durmakta ve bu
nokta, (End Point) son nokta olmaktadır. Cihaz son noktayı algıladığında, UV lambayı devre dışı bırakarak,
hapsedilmiş suyu serbest bırakmaktadır.
Bu metod ile ölçüm alan cihazlarda UV Lamba şiddeti çok önemli olmamakta ve yılda 1 defa değiştirilmesi
yeterli olmaktadır. Ayrıca, tek bir iletkenlik ölçüm sensörü olduğu için, sapmanın bir önemi olmamaktadır.
(İletkenlik sensörü, NIST sertifikalı resistor ile yılda 1 kalibre edilmektedir)