Comment optimiser vos résultats dans la manipulation de liquides

Comprendre et contrôler les principales influences

Dans le cadre des applications de dosage ou de pipetage des laboratoires automatisés, il est vital d'obtenir des résultats fiables, analysés par calcul de l'exactitude et de la précision. Pour obtenir ces résultats, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, de l'équipement de mesure aux influences externes et internes.

Choisir des appareils de mesure appropriés

En premier lieu, les résultats de la manipulation des liquides dépendent de résultats de mesure fiables. Par exemple, s'il y a un écart important entre le volume fourni et le volume mesuré en raison de mauvaises mesures, les indicateurs de performance obtenus deviennent trompeurs. Il est donc très important d'utiliser des appareils de mesure appropriés. Les normes ISO 8655 et ISO 23783 décrivent différentes méthodes et conditions de mesure, par exemple un écart de mesure maximal admissible, systématique et aléatoire, pour différentes plages de volume. Une condition fondamentale est toutefois de maintenir les conditions ambiantes aussi constantes que possible et d'exclure les influences tant externes qu'internes.

Éviter les influences extérieures

Même si les appareils de mesure sont en bon état, il peut arriver que les résultats ne soient pas satisfaisants, et que la tête de dosage ou de pipetage n'en soit pas la cause. Voici quelques erreurs et contre-mesures typiques :

  • Air dans le système
    • Causes possibles : liquides non dégazés, trop de composants, dédoublement des canaux avec augmentation du diamètre, etc.
    • Contre-mesures : rincer le système, éviter toute augmentation du diamètre des canaux du début à la fin, réduire le nombre de composants
  • Particules dans le système et distributeurs non étanches
    • Causes possibles : produits souillés, filtration insuffisante, mauvaise robinetterie, tuyaux endommagés, etc.
    • Contre-mesures : nettoyer les produits avant l'installation, rincer le système à une pression plus élevée, utiliser des raccords spéciaux pour les liquides tels que NLFA, utiliser des filtres à air et à liquide appropriés
  • Mauvaise répétabilité
    • Causes possibles : lenteur des commandes des distributeurs, chute de pression entre les canaux, chute de pression due à la réduction du volume dans le réservoir, tolérances des composants, etc.
    • Contre-mesures : utilisation d'un boîtier de commande rapide (par ex. Festo VAEM-V), calibrage de chaque canal/distributeur, utilisation d'un capteur de pression de liquide en aval du réservoir
  • Autres conditions ambiantes
    • Causes possibles : température non constante, vibrations, longs raccords de tuyaux, etc.
    • Contre-mesures : maintenir les conditions ambiantes aussi constantes que possible, réduire les influences extérieures, réduire la longueur des tuyaux au minimum

Éliminer les influences internes

Comme nous l'avons déjà mentionné, les influences extérieures peuvent influencer drastiquement les résultats. Néanmoins, même de petites modifications apportées à une tête de dosage et de pipetage donnée peuvent améliorer les résultats, en particulier pour les petits volumes cibles. Festo utilise une approche de distribution et de pipetage contrôlée par la pression. Dans ce cas, il est impératif d'utiliser un distributeur présentant une bonne répétabilité et reproductibilité sans effets de pause. Lorsqu'il s'agit d'applications de dosage, le choix de la bonne aiguille est également très important.

Vérifions ce comportement sur base d'un exemple avec la tête de dosage Festo VTOE. Les résultats du dosage avec différents diamètres d'aiguilles fournissent deux conclusions essentielles :

  • Grande linéarité : en fonction du temps d'ouverture et de l'aiguille, on obtient une évolution linéaire du volume dosé.
  • Des temps d'impulsion différents sont nécessaires afin d'obtenir la même quantité de volume distribué avec différentes aiguilles.

Conditions de mesure

  • Alimentation air comprimé 300 mbar
  • Température ambiante 23 °C
  • Solution aqueuse (eau)
  • 24 V sans réduction du courant de maintien

Si l'on considère les valeurs CV de canal correspondantes (également appelées CV intra-run ou intra-assay) en fonction des résultats de dosage d'une aiguille, deux autres conclusions importantes se manifestent directement :

  • Les valeurs CV sont très basses, ce qui signifie que le système a une très bonne performance.
  • Lorsque le temps d'impulsion diminue, les CV augmentent.

Conditions de mesure

  • Alimentation air comprimé 300 mbar
  • Diamètre intérieur de l'aiguille de dosage 0,60 mm
  • Température ambiante 23 °C
  • Solution aqueuse (eau)
  • 24 V sans réduction du courant de maintien

La raison pour laquelle les CV sont plus élevées pour des temps d'impulsion plus petits est simple : lors de l'ouverture et de la fermeture des distributeurs, il existe de nombreux paramètres et caractéristiques qui peuvent varier légèrement (par exemple, la résolution temporelle de l'unité de contrôle, le comportement de commutation du distributeur, le débit de liquide, etc.) Si le temps d'impulsion est faible, la part temporelle de l'activation et de la désactivation est plus élevée et exerce donc une plus grande influence. Il en résulte une plus grande dispersion des résultats de dosage et des CV moins bonnes.
Pour éviter cela, les enseignements tirés du premier graphique sont importants. L'utilisation d'une aiguille avec un débit plus faible (par exemple, un diamètre intérieur plus petit) permet d'augmenter le temps d'impulsion pour atteindre un volume donné. De cette manière, les valeurs CV s'améliorent à nouveau pour le même volume cible.

Résumé

En résumé, il est évident qu'un bon résultat de manipulation de liquides dépend de plusieurs paramètres. Tout d'abord, un équipement de mesure approprié est nécessaire. En outre, il est très important d'éviter les influences extérieures en concevant des canaux de fluides appropriés, en créant une atmosphère de travail propre et en maintenant les conditions ambiantes aussi constantes que possible. Enfin, l'utilisation des bons composants pour chaque application permet d'éliminer les influences internes.

À propos de l’auteur
Christian Sampedro
Product Management Industry Segment LifeTech
Festo SE & Co. KG
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