Объективный информационный канал
для профессионалов отрасли

«Фармацевтическая отрасль», 2018, №6 (71) ноябрь

Определение общего органического углерода с помощью лабораторных и автоматических ТОС-анализаторов SHIMADZU

Сухомлинов А.Б, директор компании «ШимЮкрейн»

ТОС-анализаторы производства SHIMADZU являются наиболее распространенными в мире приборами для измерения содержания общего органического углерода в различных матрицах. В фармацевтической отрасли объектом анализа по данному показателю являются особо чистая вода, вода для инъекций, а также технологическая вода, используемая для очистки оборудования. Для решения указанных аналитических задач корпорация SHIMADZU предлагает несколько моделей лабораторных ТОС-анализаторов и многоканальный автоматический анализатор для установки вне лаборатории

Учитывая широкий диапазон концентраций, измеряемых при анализе проб воды различного состава, преимущество имеют модели анализаторов, в которых используется термокаталитическое окисление органических соединений. При этом следует отметить, что широкому распространению приборов SHIMADZU на мировом рынке ТОС-анализаторов в значительной степени способствовал предложенный японскими конструкторами метод низкотемпературного термокаталитического окисления органических соединений, который в сочетании с инфракрасным детектором оказался наиболее универсальным и при этом самым надежным и удобным в работе. В то же время вместо указанного режима окисления в некоторых моделях ТОС - анализаторов производства SHIMADZU используются другие режимы: окисление УФ-облучением и химическое окисление.

В настоящее время многие предприятия Украины успешно используют ТОС-анализаторы SHIMADZU, работающие именно по методу низкотемпературного каталитического окисления, для решения задач, связанных не только с определением содержания общего органического углерода в воде различной степени чистоты и в твердых пробах, но также и с определением общего связанного азота (с применением дополнительного хемилюминесцентного детектора).

Основным блоком современных ТОС-анализаторов является реактор конверсии, функция которого – перевод всех содержащихся в пробе углеродсодержащих соединений любой структуры и состава в углерода диоксид. В соответствии сo стандартом ЕN 1484 в качестве такого узла конверсии могут быть использованы реакторы как для термокаталитического окисления, так и для химического окисления в сочетании с ультрафиолетовым облучением. Корпорация SHIMADZU выпускает несколько моделей ТОС-анализаторов, в которых используются конструкции реакторов как первого, так и второго типа. При этом важно подчеркнуть, что анализаторы с реактором первого типа более универсальны и не имеют ограничений в практическом применении. Второй метод, как отмечено в стандарте EN 1484, имеет несколько ограничений: он не подходит для анализа проб с высоким содержанием ТОС; для точного анализа природных вод, содержащих гуминовые соединения (трудно вскрываемые в реакторе второго типа); для определения общего азота, а также для анализа проб, содержащих взвешенные частицы (которые могут включать в себя часть общего органического углерода, содержащегося в пробе).

Следует отметить, что именно низкотемпературный (680°С) вариант термокаталитического разложения оказался наиболее удобным с практической точки зрения при использовании реакторов каталитического типа, поскольку при температуре около 900 °С, необходимой для работы катализаторов, применявшихся в ранних моделях ТОС-анализаторов, на поверхности катализатора образуется стекловидный осадок, вследствие чего быстро прекращается его работа. В то же время использование нового типа катализатора, работающего
при температуре 680 °С, сопровождается лишь появлением осадка солей в кристаллической форме, который можно легко смыть подкисленным раствором даже в автоматическом режиме. Это позволяет использовать приборы серии ТОС-L без замены катализатора в течение нескольких лет. Что же касается ТОС-анализаторов, в которых использован метод конверсии, сочетающий химическое окисление и УФ-облучение (эта серия приборов у SHIMADZU имеет аббревиатуру TOC-V W), то следует отметить одну важную особенность: эти приборы можно использовать для анализа проб воды особой чистоты (с содержанием ТОС на уровне 0,5 мкг/л), что превышает возможности анализаторов серии ТОС-L (нижний предел измерения – 4 мкг/л) за счет особенности процесса химического окисления, когда реактор способен перерабатывать пробы воды, объем которых больше на порядок. Повышенную чувствительность анализаторов серии ТОС-V W редко используют для контроля в фармацевтической отрасли, но она представляет большой интерес для электронной промышленности, а также для приборостроительных компаний, выпускающих аппараты для получения особочистой воды.

Для решения задач контроля качества воды на предприятиях фармацевтической отрасли в настоящее время чаще всего используют ТОС-анализаторы серии TOC-L производства корпорации SHIMADZU (фото № 1). Они позволяют выполнять анализ проб на содержание общего углерода (ТС), общего органического углерода (ТОС), общего неорганического углерода TIC или IC (эти две аббревиатуры используютсяравноправно), нелетучего (неудаляемого продувкой) органического углерода (NPOC) в стандартной конфигурации прибора, а при использовании опции – также и летучего (удаляемого продувкой) органического углерода (РОС).

Важной особенностью приборов серии TOC-L является возможность определения связанного общего азота (TN) с использованием хемилюминесцентного детектора, встроенного в приставку TNM-L (фото № 2). Все приведенные выше определения измеряемых параметров и их аббревиатуры даны в соответствии со стандартом EN 1484.