Les laboratoires chimiques, pétrochimiques, pharmaceutiques ou agroalimentaires misent de plus en plus sur l'automatisation de la préparation des échantillons. Le processeur modulaire d'échantillons, un système développé par le constructeur d'équipements de laboratoire Anton Paar, constitue une solution fiable qui recourt aux axes électriques et contrôleurs Festo.
Les avantages de l'automatisation de laboratoire sont manifestes : elle exempte les préparateurs des activités répétitives et monotones, mais aussi de la manipulation de substances dangereuses. Elle permet un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, et améliore la qualité, la reproductibilité et la traçabilité des échantillons. Mais le plus important pour la plupart des laboratoires est que l'automatisation se traduit non seulement par un gain de temps et une économie de coûts, mais elle garantit aussi un processus d'analyse sans erreur et des résultats exacts.
Plateforme de paillasse compacte
Le processeur modulaire d'échantillons est un système de préparation des échantillons destiné, par exemple, aux analyses chromatographiques à gros débits d'échantillons de quelques millilitres à une centaine de millilitres pour, entre autres, la pétrochimie, l'agroalimentaire ou la parfumerie. La « plateforme de paillasse » compacte prépare des échantillons destinés à être analysés en termes de teneur en eau, de densité, de viscosité, de matières en suspension ou de pH, par exemple. « Nous automatisons ainsi des travaux manuels coûteux tels que le pipetage, le prélèvement d'échantillons, le dosage et la pesée dans une large plage de volumes et pour de nombreux types d'échantillons », explique Markus Schöllauf, chef de projet du département Automatisation et Robotique d'Anton Paar. Ceci permet de garantir des volumes, des concentrations et des mélanges corrects. Le processeur modulaire d'échantillons peut être utilisé pour des liquides ou des solides comme équipement de table, ou intégré dans des solutions d'automatisation complètes.
Des portiques de manipulation compacts équipés d'axes électriques Festo, à savoir l'axe DGEA dans la direction X et l'axe EGSK dans la direction Y, et équipés de moteurs de type EMMS-ST, assurent des opérations de pipetage précises. Lorsqu'une opération de pipetage est terminée, un vérin pneumatique AEN Festo éjecte la pipette usagée dans un compartiment à déchets.
Un second système de manipulation, équipé des mêmes axes, prélève les tubes d'échantillons des portoirs et les pose sur l'unité de pesée. Des pipettes y injectent dans les tubes d'échantillons le volume exact de la substance à analyser. Le tube d'échantillons est ensuite maintenu par le portique de manipulation au-dessus d'un scanner pour identifier l'échantillon grâce au code Datamatrix. Ce lecteur de code-barres intégré assure la traçabilité des échantillons pendant toute la durée de la préparation. À la fin du processus, l'échantillon est replacé dans le portoir.
« Festo ne nous a pas seulement fourni les axes, mais une solution système complète incluant un contrôleur CODESYS CECC », précise Markus Schöllauf, chef de projet, à propos de la collaboration avec Festo. Il ajoute : « C'est d'ailleurs ce qui nous a permis de tenir le très court délai de développement de quatre mois. » Il a ainsi également été possible de programmer les deux portiques de manipulation de sorte à éviter toute collision, bien qu'ils partagent le même espace de travail. De plus, cet aspect a été contrôlé et testé par Festo avant la livraison.
Le développement de la tête de dosage n'a pas non plus été une mince affaire. C'est ici qu'interviennent les distributeurs VODA. Les vannes pour fluides sont des distributeurs à diaphragme à commande directe. Le dosage du liquide à transférer est plus ou moins important en fonction de la pression définie. La pression d'ouverture du distributeur est déterminée par la tension initiale et la flexibilité de la membrane. Cette méthode garantit un dosage très précis du fluide transporté.
Enfin, les échantillons doivent être répartis au millilitre près dans les tubes. « Au cours de ce projet, les ingénieurs du département Technologie médicale et Automatisation de laboratoire de Festo ont donné la preuve de leur expertise, mais aussi de leur engagement », poursuit Schöllauf. Ceci met en confiance pour les futurs projets, rajoute le chef de projet, tout comme le fait que les produits, solutions et services Festo sont rapidement disponibles partout dans le monde. Il s'agit là également d'un critère important pour une entreprise telle qu'Anton Paar qui souhaite commercialiser son processeur modulaire d'échantillons dans le monde entier.
Anton-Paar-Straße 20
8054 Graz
Autriche
Domaine d'activité : développement et production d'appareils de laboratoire de précision, de technologies de mesure de process de haute précision et de solutions d'automatisation et de robotique sur mesure