Selezione dei dispositivi di misurazione adatti
In primo luogo, i risultati della manipolazione dei liquidi dipendono dall'affidabilità della misurazione. Ad esempio, se c'è un'ampia discrepanza tra il volume erogato e quello misurato a causa di misurazioni inadeguate, le curve caratteristiche di prestazione risulteranno fuorvianti. Pertanto, è molto importante utilizzare dispositivi di misurazione adeguati. Le norme ISO 8655 e ISO 23783 descrivono diversi procedimenti e condizioni di misurazione, come la massima deviazione di misura sistematica e casuale consentita per diversi intervalli di volume. Un requisito fondamentale, tuttavia, è quello di mantenere le condizioni ambientali il più possibile costanti e di escludere le influenze esterne e interne.
Evitare influenze esterne
Anche se i dispositivi di misurazione sono in ordine, è possibile che si verifichino risultati insoddisfacenti non causati dalla testina di dosaggio o di pipettaggio. Alcuni tipici errori e contromisure sono:
- Aria nel sistema
- Possibili cause: liquidi non degassati, troppi componenti, suddivisione dei canali con aumento del diametro, ecc.
- Contromisure: lavare il sistema, evitare l'aumento del diametro del condotto dall'inizio alla fine, ridurre il numero di componenti
- Particelle nel sistema e valvole che perdono
- Possibili cause: prodotti contaminati, filtrazione insufficiente, raccordi errati, tubi danneggiati, ecc.
- Contromisure: pulire i prodotti prima dell'installazione, lavare il sistema con una pressione più elevata, utilizzare raccordi a vite speciali per liquidi come NLFA, utilizzare adeguati filtri per aria e liquidi
- Scarsa ripetibilità
- Possibili cause: azionamento delle valvole lento, caduta di pressione tra i canali, caduta di pressione dovuta alla riduzione del volume nel serbatoio, tolleranze dei componenti, ecc.
- Contromisure: utilizzo di un'unità di comando rapida (ad es. VAEM-V Festo), calibrazione di ogni canale/valvola, utilizzo di un sensore di pressione del liquido a valle del serbatoio
- Altre condizioni ambientali
- Possibili cause: temperatura non costante, vibrazioni, lunghi raccordi dei tubi, ecc.
- Contromisure: mantenere le condizioni ambientali il più costanti possibile, minimizzare le influenze esterne, ridurre al minimo la lunghezza dei tubi
Eliminare le influenze interne
Come anticipato, le influenze esterne possono compromettere drasticamente i risultati. Tuttavia, anche piccole modifiche a una determinata testina di dosaggio e di pipettaggio possono migliorare i risultati, soprattutto in caso di volumi di destinazione ridotti. Festo utilizza un approccio di dosaggio e pipettaggio a pressione. In questo caso, è indispensabile utilizzare una valvola con una buona ripetibilità e riproducibilità senza effetti di pausa. Quando si tratta di applicazioni di dosaggio, è anche molto importante scegliere l'ago giusto.
Verifichiamo questo comportamento utilizzando come esempio la testina dosatrice VTOE Festo. I risultati del dosaggio con diversi diametri degli aghi mostrano due dati principali:
- Elevata linearità: a seconda del tempo di apertura e dell'ago, si ottiene un andamento lineare del volume dosato.
- Per ottenere la stessa quantità di volume erogato con aghi diversi, sono necessari tempi di impulso diversi.
Condizioni di misurazione
- Alimentazione pneumatica 300 mbar
- Temperatura ambiente 23 °C
- Soluzione acquosa (acqua)
- 24 V senza riduzione della corrente di arresto
Osservando i valori CV del canale corrispondenti (chiamati anche CV Intra-Run o Intra-Assay) in funzione dei risultati di dosaggio di un ago, si possono vedere altri due elementi importanti:
- I CV sono molto bassi; ciò significa che il sistema ha ottime prestazioni.
- Quando il tempo di impulso diminuisce, i CV diventano più elevati.
Condizioni di misurazione
- Alimentazione pneumatica 300 mbar
- Diametro interno dell' ago dosatore di 0,60 mm
- Temperatura ambiente 23 °C
- Soluzione acquosa (acqua)
- 24 V senza riduzione della corrente di arresto
Il motivo per cui si ottengono CV più elevati con tempi di impulso inferiori è dovuto all'apertura e chiusura delle valvole, vi sono molti parametri e proprietà che possono variare (unità di comando con risoluzione temporale, comportamento di commutazione della valvola, flusso di liquido, ecc.) Se il tempo di impulso è basso, il tempo di accensione e spegnimento è superiore e quindi ha un impatto maggiore. Ciò porta a una maggiore dispersione dei risultati del dosaggio e a CV peggiori.
Per evitare ciò, sono rilevanti i dati del primo diagramma. Utilizzando un ago con una portata inferiore (ad esempio, un diametro interno più piccolo), è possibile aumentare il tempo di impulso per raggiungere una determinata quantità di volume. In questo modo, i valori CV tornano ad essere migliori a parità di volume di destinazione.
Riepilogo
In sintesi, è evidente che un buon risultato di manipolazione dei liquidi dipende da diversi parametri. Innanzitutto, è necessaria un'apparecchiatura di misurazione adeguata. Inoltre, è molto importante evitare influenze esterne progettando canali adeguati per i fluidi, creando un'atmosfera di lavoro pulita e mantenendo le condizioni ambientali il più costanti possibile. Infine, utilizzando i componenti giusti per ciascuna applicazione, è possibile eliminare le influenze interne.
Informazioni sull'autore
Christian Sampedro
Product Management Industry Segment LifeTech
Festo SE & Co. KG
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