Tvorba aerosolu pro prvkovou analýzu pomocí tepelného odpařování diodovým laserem Přísnější legislativa stupňuje požadavky na měření emisí těkavých organických látek AKTUáLNí INFORMACE Z CHEMICKéHO PRůMYSLU A LABORATORNí PRAXE – WWW.CHEMAGAZIN.CZ TÉMA ČÍSLA VZDUCH, PLYNY, PÁRY A AEROSOLY 3 ROČNíK XXIII (2013) Analýza plynných směsí: chromatografická nebo hmotnostní separace? Technika počítání částic ve vzduchu Met One Sterilizace ethylenoxidem za pomoci suchoběžných vakuových systémů www.linde-gas.cz www.linde-gas.sk
Transcript
Tvorba aerosolu pro prvkovou analýzu pomocí tepelného odpařování diodovým laserem
Přísnější legislativa stupňuje požadavky na měření emisí těkavých organických látek
aktuální informace z chemického průmyslu a laboratorní praxe – www.chemagazin.cz
TÉMA ČÍSLA
Vzduch, plyny, páry a aerosoly
3roČník xxiii (2013)
Analýza plynných směsí: chromatografická nebo hmotnostní separace?
Možností je také automatizace analýzy plynů ve formě uživatelsky volitelných sestav pro analýzu plynů (včetně analýzy obsahu kyslíku, množství celkových uhlovodíků, amoniaku, rtuti, chlorovo-díku, sulfanu, oxidů síry, ozonu atd.).
Firma Nicolet CZ s.r.o. je úzce specializována na infračervenou a Ramanovu spektroskopii a dodává více než 20 typů analyzátorů od menších modelů přes specializované,
až po náročné vědecké přístroje.
Nicolet CZ s.r.o. Specialisté na molekulovou spektroskopii
ANTARIS IGS – PRŮMYSLOVÝ ANALYZÁTOR PLYNŮ
Miran SapphIRe – PŘENOSNÝ ANALYZÁTOR PLYNŮ
Plynové analyzátory řady IRIS (Mid-IR DFG systémy)
pro vysoce přesné analýzy obsahu skleníkových plynů
Nicolet_3-2013.indd 11 28.5.2013 9:19:35
PURELAB Pulse… Optimální kvalita čištěné vody
Nový PURELAB Pulse byl navržen k produkci vysoce kvalitní čištěné vody s nízkými provozními náklady. Systém je vhodný pro širokou škálu laboratorních aplikací. Jediný elektrodeionizační systém, který recirkuluje vodu až k místu odběru tak, aby byla zajištěna optimální čistota vody.
Kvalita vody splňuje nebo překračuje požadavky mezinárodních standardů pro vodu Typ II. Provoz a údržba systému jsou velmi jednoduché. Provoz systému je šetrný k životnímu prostředí.
Více informací získáte na:Telefon: +420 724 335 947Email: [email protected]: www.elgalabwater.com
Tepelné odpařování pomocí diodového laseru je nová technika tvorby aerosolu. Ve spojení s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem umožňuje prvkovou analýzu v submikrolitrových objemech vzorků.
Slyšeli jste někdy o hmotnostních spektrometrech pro analýzu plynů bez předřazené separace? V současné době uvádí Thermo Scientific na trh nový autosampler TriPlus 300 pro headspace přípravu vzorku a nástřik na plynový chromatograf pomocí vyhřívané smyčky, který doplňuje dávkovač TriPlus RSH postavený na platformě PAL systémů.
Kompletní nabídka plynových chromatografů Shimadzu pro efektivní řešení analýz ve všech režimech, včetně ultrarychlých s hmotnostní detekcí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12MAREK J.
Shimadzu rozšířil svoji nabídku v oblasti plynových chromatografů o nové přístroje GC-2010 Plus, GC-2025, GC Tracera a zároveň ji doplnil modelem QP-2010Ultra, QP-2010SE a TQ.
Přísnější legislativa stupňuje požadavky na měření emisí TOL 14JENNE D., VÁšOVÁ P.
V zájmu dodržení neustále se zpřísňující legislativy a také v zájmu minimalizace finančních dopadů ztrát TOL z výrobních procesů je nutno průběžně inovovat metody pro detekci a analýzu průmyslových TOL.
Technika počítání částic ve vzduchu met One . . . . . . . . . . . . . . . 16KOTAš R.
Suchoběžné vakuové čerpací systémy jsou ideálním řešením pro sterilizační procesy a jsou z hlediska celkových nákladů vynikající náhradou tradičních rotačních olejových vývěv.
Problematika přenosu tepla u deskových výměníků . . . . . . . . . 34KuBÍN M.
Na rozboru součinitele přestupu tepla, který je funkcí mnoha proměnných, je ukázána složitost celé problematiky. Součinitel přestupu tepla podstatným způsobem ovlivňuje velikost přenosu tepla. To má velký vliv na optimální využití deskového výměníku v technické praxi.
Obdivuji se mnohým bloggerům, kteří jsou denně schopni zasvěceně glosovat všemožné události. Politická reprezentace sice soustavně poskytuje dostatek šťavnatých námětů, pro-blém však nastává, když je třeba napsat něco smysluplného na jinak nepříliš poutavé téma. Během přípravy tohoto vydání, kdy se snažím podvědomě hledat slova dalšího úvodníku, mě proto zaujala zpráva o podpisu smlouvy na výstavbu nové „kyslíkárny“ mezi společností Linde Gas a Třineckými železárnami. Takže, mám námět.
V té zprávě se hovoří o lince společnosti Lin-de Gas na dělení vzduchu o výrobní kapacitě 1 000 tun kyslíku za den. Je to jistě pozoru-hodná investice, nicméně není jediná, která u nás byla společností Linde Gas v posled-ních dvaceti letech postavena a o níž jsme psali. Upoutala mě tím, že si při tom člověk zase představí, jakou technologií se asi bude dělení vzduchu provádět. 1 000 tun kyslíku denně není maličkost a stačí si toto číslo pře-vést na čistý objem zpracovaného vzduchu. V Synthesii jsem kdysi chodil na své praco-viště skrze kyslíkárnu z dvacátých let. Kolem úctyhodného škodováckého primárního vzduchového kompresoru s oběžným kolem
o průměru tak čtyři metry a dvou menších kyslíkových, které byly mazány vodou, a ko-lem dvou dělicích věží, stále obalených silnou vrstvou bílé námrazy. Tak to si umím předsta-vit.Tady se jedná o technický pokrok, investi-ci, která posune kvalitu výroby železa, jež se u nás bohudík ještě vyrábí, a nahradí tři jiné linky, které by stejně jely, ale s nižší efekti-vitou. Přiznám se, že pokaždé, když slyším o tom, že se u nás nestaví jenom supermar-kety a peníze se někam „neodklánějí“, mám dobrý pocit.
Tohle číslo CHEMAGAZÍNu je o plynech, parách, aerosolech a také o vakuu a „čtvrté formě hmoty“ – plasmě. Tudíž o plynech, jedné z forem hmoty, která je na rozdíl od ostatních většinou neviditelná a o kterou se zajímáme až tehdy, když někde bouchne plyn nebo dojde k nějakým únikům v chemičkách. Celkem jsme rezignovali na stále se zvyšující obsah NOxů ve výfukových plynech nafto-vých automobilů, zvyšující se obsahu dusíku v českém pivu, nejsme si docela jistí úlohou civilizačního oxidu uhličitého na globální oteplování, ale jsme si zcela jistí, že se nám kyslíku ve městech moc nedostává. Plyn máme rádi, hlavně proto, že ho máme doma
a máme naději, že snad bude i levnější (čemuž sám nevěřím, protože sleva přece není nikdy zadarmo).
Na tomto a jiných příkladech zacházení s plyny, v nichž se v tomto vydání zmiňu-jeme, je patrné, že technologie zpracování, přepravy a zacházení s plyny a jejími analogy není věc, kterou bychom měli jako chemici a analytici opomíjet. Již proto, že se dostává-me na další hranici poznání a technologických řešení, které nám dávají dost prostoru pro bádání, nalézání a aplikaci nových poznatků v analytické chemii a uspokojivého řešení náročných technologií, určených pro průmysl a energetiku.
Asi neobjevíme nové nanoplyny, zatím máme dost starostí s odplyny, výfukovými plyny, bioplynem, břidlicovým plynem, nebo se budeme v laboratořích stále více setkávat s horkou, chladnou či indukčně vázanou plasmou ve vakuu, ale stále budeme jako žáci „žasnout nad neviditelným plynem“.
Měření kyslíku v pivovarnictví je důležité ve více fázích výrobního procesu – při fermen-taci, filtraci a na plnírnách. Kyslík je potřebný pro správný růst kvasinek před tím, než se z mladiny stane fermentací pivo. Avšak na konci fermentace pivo obsahuje minimální množství kyslíku a je náchylné k oxidaci, která způsobuje zvětralou příchuť a zkracuje jeho životnost.
Obr. – Elektrody VisiFerm DO B 120
Elektroda VisiFerm DO B je konstruována k měření rozpuštěného kyslíku (DO) v pivova-rech, zejména v průběhu fermentace, filtrace a na plnicích linkách. Nový optický sensor fir-my Hamilton, VisiFerm DO B nabízí spolehli-vé měření kyslíku až na úroveň ppb, rychlou odezvu a jednoduchou údržbu. Na rozdíl od běžných elektrochemických (ampérometric-kých) senzorů není měření závislé na průto-ku a nevyžaduje čas potřebný pro polarizaci senzoru. Senzor vyniká jednoduchou údržbou a navíc odolává procedurám CIP (Cleaning In Place), kdy ne vždy je možné provádět kalib-raci po každém CIP.
Senzor VisiFerm DO B dodává Hamilton i s technologií Arc™, která zkvalitňuje měření
a zjednodušuje údržbu. Arc sensor je vyba-vený integrovaným převodníkem zajišťujícím spolehlivé měření a přenos dat do řidicího systému. µ-převodník Arc je umístěný v hlavě senzoru a ukládá důležitá data senzoru včet-ně kalibrace a diagnostických informací. Navíc zjednodušuje kalibraci a údržbu. Bezdrátová komunikace nabízí monitorování, nastavení a kalibraci.
K hlavním přednostem senzoru VisiFerm DO B patří:– rychlý náběh bez nutnosti polarizace,– spolehlivé měření na úrovni ppb,– měření nezávislé na průtoku o koncentraci
Agilent přichází s vylepšeným softwAre pro zprAcování nmr dAt
Agilent Technologies Inc. ode dneška nabízí poslední verzi svého software VnmrJ 4.0. pro zpracování dat z NMR spektroskopie, posky-tující uživatelům ucelenou, intuitivní platformu, která rychleji generuje efektivněji a lépe ošet-řená data.
„Jsme potěšeni, že můžeme nabídnout po-slední verzi vylepšeného vyhodnocování NMR
dat, která dovolují uživatelům na všech úrov-ních zručnosti získat metodu podle potřeby z vlastního měření a jejich analýzu.“ uvedla Regina Schuck, Ph.D., vice prezidentka a ge-nerální manažerka Research Products Divisi-on spol. Agilent.
Program VnmrJ 4.0 snadno poskytuje lepší kvalitu spekter z každého měření u všech typů magnetů, sond a pracovních konzol, generací optimálních výsledků. Hlavními přínosy a klí-čovými nástroji jsou:– adaptivní čas automatického nastavení času
NMR měření tak, že každý experiment sej-me potřebné informace, aniž by se musel nějak prodlužovat čas nezbytný pro měření pro účely výuky nebo výzkumu nových lé-čiv, kde je drahocenný čas a sdílené využití přístroje,
– rozdílné vzorkovací metody dávají ostrá spektra při krátkém čase měření, maxima-lizující produktivitu ve farmacii i průmyslové chemii,
– záložka BioPack Express jedním klikem na-stavuje nejvíce používané postupy prová-dějící biologické experimenty a vytvářející ideální podmínky pro biologický výzkum, který náleží do NMR analýz,
– procedura CRAFT (Complete Reduction to Amplitude Frequency Table) umožňuje převod spekter do tabulkového procesoru, kterým lze jednoduše automaticky kvantifi-kovat všechny signály v celém spektrálním rozsahu. CRAFT analýzu lze aplikovat na veškeré série spekter stejným způsobem, což je přínosné zejména pro vysoce náročné
Edit_Servis_3-2013.indd 6 28.5.2013 9:29:39
7 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
sErvis
aplikace, jakými jsou např. metabolomika, potravinářský výzkum a kontrola kvality.
Agilent poskytuje kompletní linii řešení v ob-lasti NMR pro výzkumné i komerční aplikace, které vedou k analýze malých i velkých mo-lekul. Spektroskopické NMR systémy Agilent jsou modulární, rozsahem i velikostí přizpůso-bené řadě použití. Společnost je dodává do mnoha průmyslových odvětví, včetně chemie, farmacie, potravinářství a metabolomiky. » www.agilent.com
nová generAce bezpečných přepínAčů rozvodů kApAlného dusíku
Americký výrobce přesné techniky pro labo-ratorní rozvody plynů CONCOA, uvedl na trh nový přepínač rozvodu plynů pro laboratorní aplikace CryoWiz™. Nový přepínač je ideální pro náročné aplikace, jakými jsou skladování vzorků v ochranné atmosféře nebo kryoko-mory, do kterých je třeba neustále přivádět kapalný dusík při stabilní teplotě.
Nové zařízení CryoWiz™ má chráněný algo- ritmus, přesné senzory tlaku a teploty a dyna-mický bypass „horkého plynu“ k udržování na-stavené teploty při maximální účinnosti spotře-by plynu. Obsluze nabízí provoz jednak jako „keep-full“ nebo „on-demand“, které vyhovují specifickým potřebám. Rozvodna CryoWiz dokáže eliminovat náhlé poklesy tlaku v pří-padech, kdy se snížila koncentrace kyslíku v chlazených zónách tím, že eliminuje teplotní špičky a upozorňuje na nízkou hladinu kapal-ného plynu v mrazničce. Je schopna určit, kdy jde dodávka plynu naplno a udržovat ji na ná-kladově přijatelné úrovni.
Obr. – Rozvodna kapalných plynů pro labo-ratoře CryoWiz™
Pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti pro-vozu může být jednotka integrována s vnějším monitorem kyslíku a výpustným přetlakovým ventilem. CryoWiz™ má také indikativní lo-kální zvukový a světelný alarm, který může být integrován do dálkového řídicího systému budovy. Jednotka má vestavěnou paměť s ka-pacitou pro 24 kb událostí, bateriovou zálohu a lze ji objednávat s dálkovou kontrolou do-dávky kapalného plynu a zasílání stavových emailů webovým připojením.
S ohledem na úsporu cenného místa v la-boratoři je CryoWiz™ umístěn v uzavřené rozvodnici s tepelně izolovaným vysoce prů-točným přepínacím mechanizmem, kterým lze dodávat zkapalněný plyn až do osmi mrazni-ček. » www.concoa.com
plynový provozní chromAtogrAf s novým ovládAcím pAnelem A přídAvnou pecí
Společnost Siemens nabízí pro své provozní plynové chromatografy Maxum edition II no-vou modulární pec a současně nový ovládací panel s barevným displejem.
V nabídce je malá modulární pec schopná pojmout jeden analytický modul i její rozměr-nější verze pro instalaci jednoho kombino-vaného nebo dvou malých modulů. Použití modulárního uspořádání prodlužuje průměr-nou dobu provozuschopnosti plynového chro-matografu při současném snížení nákladů na jeho provoz a údržbu. Nový ovládací panel s barevným dotykovým displejem s úhlopříč-kou 10“ výrazně usnadňuje práci s chromato-grafem. Panel je zpětně kompatibilní, a lze jím tedy dodatečně vybavit i starší přístroje.Zdokonalené operátorské rozhraníVýrazně zdokonalené grafické operátorské rozhraní umožňuje přístroj ovládat prostřed-nictvím intuitivního menu. Obsluha chroma-tografu Maxum edition II je tudíž - zejména pokud jde o rutinní úlohy - jednoduchá a pře-hledná. Uživatelé například mohou mnohem snáze vkládat údaje ve velkých dialogových oknech a všechny často používané funkce jsou přímo přístupné prostřednictvím dodateč-ných navigačních bodů na displeji. Na dotyko-vém displeji lze také snadno editovat výsledné chromatogramy. Nový způsob ovládání vychá-zí ze struktur menu známých z předchozích displejů s černobílým zobrazením, takže ope-rátorům se zkušeností s dosavadními přístroji Maxum edition II nezpůsobuje přechod na no-vou verzi při ovládání žádné problémy. Uživa-tel může při použití nového ovládacího panelu také řídit bez jakéhokoliv omezení všechny analyzátory zapojené v síti, stejně jako dříve. Dotykový displej je certifikován k použití v pro-středí s nebezpečím výbuchu podle standardů CSA Div. I a ATEX Zone 1.
Obr. – Provozní plynový chromatograf Sie-mens Maxum edition II
Rychlá výměna modulárních pecíDruhou hlavní inovací od uvedení plynových chromatografů Maxum edition II značky Sie-mens na trh jsou modulární pece. Rozšiřují dosavadní konfigurace pro analýzu plynných vzorků o verze s výměnnými analytickými moduly. Modulární konstrukce umožňuje ana-lytické moduly snadno a rychle vyměnit po uvolnění jediného přídržného šroubku – chro-matograf je tak během několika málo minut
schopen dalšího použití. Pro uživatele to zna-mená delší průměrnou dobu provozuschop-nosti chromatografu, a tím i celého sledované-ho výrobního procesu, při současném snížení nákladů na údržbu.
Nejmenší modulárně uspořádaná chromato-grafická jednotka obsahuje malou isotermickou pec, která pojme právě jeden chromatografický analytický modul. Mimoto jsou dostupné sesta-vy s jednou větší analytickou komorou určenou k instalaci současně dvou samostatných mo-dulů nebo jednoho dvojitého kombinovaného modulu. V jednom přístroji lze současně kom-binovat analytické komory obou velikostí. » www.facebook.com/SiemensCZ
bezpečná svítidlA do nebezpečných prostorů
Svítidla TNAML, určená pro využití v pro-storech s nebezpečím výbuchu (Zóny 1&2, 21&22), jsou špičkovým řešením norské spo-lečnosti Technor, s maximálním zaměřením na kvalitu provedení, použitých komponent a bezproblémový provoz. Díky využití těch nejkvalitnějších komponent je celková „cena vlastnictví a provozu“ svítidel, uvažovaná pro jejich životnost, výrazně nižší než obvykle. Po-užití odrazných ploch zajišťuje potřebu nižšího počtu svítidel než u ostatních řešení.
Obr. – Svítidla Technor TNAML
Svítidla TNAML jsou v provozu například v ropných rafinérských provozech, na zaoceán- ských lodích a v širokém spektru podniků chemického průmyslu. Svítidla lze přizpůso-bit široké škále potřeb jednotlivých instalací, například dvojitou rozvodnou skříňkou pro za-pojení do série nebo funkcí odloženého startu nouzového bateriového osvětlení pro aplikace bez přítomnosti obsluhy, díky tomu lze zajistit maximální kapacitu baterií po příjezdu pracov-níků obsluhy. Svítidla TNAML je možno uzpů-sobit také potřebám potravinářské výroby a výroby léčiv a standardu HACCP.
Mezi výhody patří:– IP 68, bez údržbová (pouze vizuální kon-
trola),– hermeticky uzavřeno na dobu životnosti,– instalujte a zapomeňte,– 10 let záruka,– 84 000 hodin provozní životnosti,– testováno na odolnost proti vibracím (detail-
ní zpráva k dispozici),– světelně-technický návrh zdarma,– volitelně LED nouzový modul.
Na český trh dodává společnost doublepo-wer!! s.r.o., Praha. » www.doublepower.cz
Edit_Servis_3-2013.indd 7 28.5.2013 9:29:40
8 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
Editorský sloupEk
wilden® zvyšuje bezpečnost svých tAndemových membránových pneumAtických čerpAdel při čerpání silně Agresivních kyselin
Wilden®, přední světový výrobce pneumatic-kých membránových čerpadel, uvádí na trh inovovanou řadu dvojčinných membránových čerpadel s pneumatickým pohonem (air-ope-rated double-diaphragm (AODD) Advanced™ Series Plastic AODD Pumps. Mají zvýšenou ochranu obsluhy proti agresivním kyselinám při jejich čerpání v chemických provozech.
Čerpadla, která mají čerpat látky jako je kys. dusičná, fluorovodík, kys. chlorovodíko-vá a fosforečná nebo peroxid vodíku, musí být opatřena robustními ucpávkami. Naproti tomu čerpadla Advanced Series Plastic AODD Pumps žádnou ucpávku z konstrukčních dů-vodů nemusí mít, takže odpadá nebezpečí jejího poškození a úniku nebo úkapů velmi škodlivých a agresivních látek do pracovního prostředí. Jsou navíc opatřeny šroubovací-mi přírubami a kompaktní konstrukcí pístu a membrány z jednoho kusu, což dále eliminuje potenciální místo úniku.
Obr. – Wilden’s Advanced™ Series Plastic pump
Celoplastová čerpadla řady Advanced™ Se-ries Plastic pumps jsou nabízena v provedení PVDF a PFA s elastomery Buna-N®, Neopre-ne, EPDM, Viton®, Wil-Flex™, Saniflex™, PU a PTFE podle potřeby. Jejich přírubové spoje zajišťují plnou průchodnost i při změnách po-trubní trasy a jsou dodávány v DN od 6 mm do 76 mm (1/4” až 3”) se schopností čerpat sypké látky od světlosti 12,7 mm (1/2”). Mají maximální výkon 784 l/min (207 gpm).
Tyto vylepšené pumpy také představují nej-modernější Pro-Flo X™ air distribution system (ADS) podle Efficiency Management Sys-tem (EMS™), který umožňuje obsluze volit aktuální čerpací parametry podle výrobních požadavků nebo velikosti čerpadla. » www.psgdover.com/en/chemicalmicrosite-home nebo www.wildenpump.com
»
»
»
»
interpheX 2013: čerpAdlA QuAttroflow™ nA jedno použití pro citlivé biologické kApAliny
Quattroflow™, přední značka objemových kvartérních membránových čerpadel fy Alma-tec® Maschinenbau GmbH, bude mimo jiné představena také ve dnech 23.–25. 4. 2013 na letošním farmaceutickém veletrhu INTER-PHEX 2013 v New Yorku. Její membránová čerpadla šetrná k biologickým vzorkům jsou určena pro kritické farmaceutické a biotech operace.
Zabudování jednorázových čerpadel do sou-boru pro čerpání biologických kapalin se stává přijatelnou alternativou pro zpracovatele, pro-tože jim pomáhají optimalizovat co nejrychlejší dodávky konečných produktů na trh. K dispo-zici jsou jednorázové vyměnitelné smáčené pracovní hlavy čerpadel, které jsou výhodné v případě, že je třeba maximalizovat pracov-ní operace a šetřit čas, náklady a nároky na údržbu potřebné na výměnu čerpacích hlav mezi dvěma šaržemi. Jednorázové membrá-nové čerpací hlavy jsou ideální tam, kde není možné použít klasické nerezové materiály u bezucpávkových technologií kvartérních pístových membránových systémů s excent-rickým talířem na hnací hřídeli. Čerpadla Qua-ttroflow slouží především v kritických aplika-cích ve farmacii a biofarmacii, které vyžadují vysokou těsnost, čistotu a čistitelnost. Jsou známa především u dopravy médií citlivých na střihové namáhání vodných roztoků a bio-produktů (krev, enzymy apod.) a jsou schopna skutečně spolehlivě a efektivně zajistit bez-pečnost citlivých produktů.
Čerpadla Quattroflow mají veškeré smáče-né části hlavy vyrobeny z EPDM, membránu z EPDM/PP. Řada jednorázových čerpadel má čtyři typy – QF150, QF1200, QF4400, QF5050 a QF20K pro výkon 1–20 000 L/h. » www.quattroflow.com
interpheX 2013: wilden® uvede nA trh hygienickou řAdu čerpAdel sAniflo®
Přední světový výrobce membránových čer-padel, americká firma Wilden®, představí na
letošním veletrhu Interphex 2013 novou na-bídku pneumatických dvojčinných membrá-nových čerpadel (AODD) vhodných pro bio a farma provozy.
Obr. – Saniflo® Hygienic Series Metal AODD pump (foto: Wilden)
S ohledem na požadavky biotechnologic-kých a farmaceutických producentů Wilden obrátil svou pozornost na vývoj nových typů čerpadel, splňujících požadavky těchto odvět-ví a vyvinul řadu membránových vzduchem poháněných čerpadel Saniflo® Hygienic Se-ries Metal AODD pump. Čerpadla Saniflo byla vyvinuta striktně podle pravidel hygienického procesu čištění a provozu. Mají přímoprůtoč-nou konstrukci, dovolující dopravu kusových pevných látek a jiných provozních médií při zachování hygienických pravidel. Čerpa-dla Saniflo mají speciální revoluční rozvod vzduchu Pro-Flo X™ Air-Distribution System (ADS), který nabízí provozní pružnost díky svému systému Efficiency Management Sys-tem (EMS™). Umožňuje každému čerpadlu dodávat jen tolik vzduchu, kolik mu přidělí nadřazený řídicí systém EMS.
Čerpadla Saniflo mají omezený střižný efekt, jsou samonasávací, mohou být provozována „na sucho“ a samočinně se odstaví při záva-dě membrány. Nabízejí řadu postupů od CIP nebo COP sanitace po snadnou údržbu a ob-sluhu. Wilden Saniflo membránová pneučer-padla vyhovují standardům FDA, USDA, 3A, EHEDG a ATEX. Jsou k dispozici ve čtyřech velikostech PN od 2 do 76 mm v provedení 316L oceli pro průtok do 918 l/min a mohou dopravovat kusy pevných látek o průměru do 76 mm. Mají volitelné napojení v DIN spoj-kách, SMS a tri-clamp podle požadavků. » www.wildenpump.com
čerpAdlA biotech QuAttroflow™ Qf-150 pArtnerem prO BiO-rAD
Quattroflow™, přední značka objemových čtyřčinných membránových čerpadel fy Al-matec®, byla nedávno předváděna na Bio-Process™ International Conference & Exhibi-tion (BPI), která se konala 8.-11. 10. 2012 ve Rhode Island Convention Center, Providence, RI. Na této akci byl Quatroflow partnerem Bio--Rad Laboratories, Inc., Hercules, CA, před-ním dodavatelem technologií a vybavení pro chromatografii do life-science výzkumných center, do klinické biochemie a biofarmaceu-tických separačních technik.
V popředí zájmu na BPI byl chromatogra-fický proces skid 00 společnosti BioRad. Ten
Edit_Servis_3-2013.indd 8 28.5.2013 9:29:41
9 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
sErvis
představuje první průmyslový kompaktní skid (separační souprava vybavená pro farmaceu-tické nebo biofarnaceutické účely) navržený pro poloprovozní separace, optimalizovaná pro validované clean room prostory a výrobní časy. Technolog si může vybrat mezi předpro-gramovaným nebo ručně ovládaným proce-sem všech funkcí skidu při použití wifi tabletu PC na platformě SCADA. V kombinaci s chro-matografickou stanicí se zjednodušuje přípra-va kolon počínaje plněním stacionární fáze, přes pakování až po odpakování a čištění kolony pro všechny separační funkce proces-su skid00. To umožňuje uživateli tyto procesy kompletně automatizovat a získávat reprodu-kovatelné a přenositelné výsledky. Více o skid 00 naleznete na www.bio-rad.com/process.
Obr. – Skid 00 process fy BioRad s čerpa-dlem Quattroflow QF-150
Klíčovým prvkem chromatografického systé-mu fy BioRad je čerpadlo Quattroflow QF-150 Series Biotech Pump. Čerpadlo QF-150 je pro tyto aplikace velmi vhodné, protože dodává systému unikátní možnosti a je ideálním řeše-ním pro chromatografické purifikační procesy díky plynulému řízenému čerpání s nízkými pulzy a výhodným rozsahem čerpání, potřeb-ným pro různé a velmi odlišné průtoky podle použitých průměrů kolon. Čerpadla Qua-ttroflow mají 4 písty s excentrickým ústředním pohonem a membránami. Vyznačují se níz-kým střihem a jsou velmi ohleduplná k biolo-gickým materiálům, jako je krev a její deriváty nebo biologické roztoky.
“Být partnerem respektovaného inováto-ra, jakým je BioRad, a jeho účast na BPI je pro nás příležitostí ukázat standardní schop-nosti čerpadel Quattroflow QF-150 v oblasti biofarmaceutických purifikačních procesů,” uvedl Wallace Wittkoff, Hygienic Market Di-rector-Americas skupiny PSG. “Ty představují kritické a citlivé operace a ukazují možnosti efektivního nasazení čerpadel QF-150 v chro-matografických systémech.”
Čerpadla QF-150 dávají průtoky 1-150 l/hod při max. přetlaku 6 bar a teplotách od 80 do 130 °C. Průměr nerezové čerpací komory je 70 mm a je opatřená EPDM ventily a membrá-nami. QF-150 má certifikáty 3.1B, CFR FDA and USP Class VI. » www.quattroflow.com
nová technikA optické mikroskopie pro molekulární BiOlOgii
Paříž 16.5. 2012 – Vědci z Pasteurova insti-
tutu a CNRS (Le Centre national de la recher-che scientifique) sestavili nový optický mikro-skop, který kombinuje dvě známé zobrazovací techniky pro pozorování molekulárních systé-mů bez vlivu na jejich biologické funkce v roz-lišení 10x lepším než u tradičních mikroskopů. Použitím tohoto postupu byli schopni rozeznat virus AIDS a jeho capsidy (obsahující genom HIV) včetně buněk v měřítku 30 nm poprvé při světle. Tento nový postup představuje důleži-tý pokrok v molekulární biologii, který otevírá dveře do méně invazivní a více precizní ana-lýzy patogenních mikroorganizmů, přítomných v lidských buňkách. Tato studie je již publiko-vána v elektronickém vydání PNAS.
To má význam pro vědce, kteří potřebují po-zorovat patogenní mikroorganizmy v buněč-ném prostředí hostitele, aby mohli definovat interakce mezi hostitelem a patogenem vyvo-lávajícím virální infekce. Optická mikroskopie, kombinovaná s fluorescenčním značením (třeba jako GFP proteiny a protilátky naváza-né na syntetické fluorofory), umožňuje ukázat specifické buněčné struktury včetně proteinů. Avšak tento postup je limitován jeho nízkou rozlišovací schopností, jíž lze dosáhnout jen pomocí určitých buněčných a molekulárních struktur v měřítku 200–300 nm. Nejvíce pato-genních virů má daleko menší rozměry. Tudíž je pro lepší srozumitelnost a definování vnitř-ních struktur virů nezbytné získat preciznější zobrazovací techniky.
Studie koordinovaná Dr. Christophe Zimme-rem [1] (Institut Pasteur/CNRS), ve spolupráci s Dr. Nathalie Arhel [2] v laboratoři vedené Dr. Pierre Charneauem [3] (Institut Pasteur/CNRS) dokázala, že spojení dvou starších zobrazovacích technik pomáhá získat unikátní zobrazení molekulárních složek HIV-1 capsidů v rozlišení 10x lepším než u tradiční mikrosko-pie. Tento nový postup používá super rozlišo-vací zobrazení a FlAsH labeling a nemá vliv na schopnost vlastní virové replikace. To před-stavuje hlavní přinos pro studie v molekulární biologii, umožňující vizualizaci mikrobiálních komplexů v měřítku 30 nm bez ovlivnění jejich funkčnosti.
Nově vyvinutý přístup kombinuje super-rozli-šovací PALM zobrazení a fluorescentní FlAsH labeling. PALM zobrazení se opírá o sesku-pení tisíců málo rozlišených obrázků, z nichž každý zabírá jen několik fluoreskujících mole-kul. Molekulární pozice jsou zpracovány počí-tačem s vysokou přesností a kompilovány do jednoho obrázku s vysokým rozlišením. FlAsH labeling zahrnuje vložení 6-amino-acid pepti-du do vybraného proteinu. Vazba FlAsH fluo-roforu na peptid generuje fluorescentní signál, a tím umožňuje vizualizaci proteinu. Poprvé vědci zkombinovali tyto dvě metody, aby zís-kali obrázky molekulárních struktur fixovaných nebo živých buněk s vysokým rozlišením.
Tato nová metoda pomohla vědcům pozo-rovat virus AIDS a lokalizovat jeho capsidy v lidských buňkách v měřítku 30 nm. Capsidy jsou kuželovité struktury, které obsahují HIV genom. Tyto struktury se musí obnažit, aby se virální genom mohl integrovat do geno-mu hostitele. Avšak dlouho se vedla diskuze o době tohoto procesu. Podle převažujících názorů se capsidy rozpojují hned po infekci hostitelovy buňky a tudíž mezibuněčný trans-port viru do buněčného jádra hostitele nehraje důležitou roli. Nicméně výsledky, které získali vědci Pasteurova ústavu a CNRS, ukazu-jí, že řada capsid zůstává nedotčena do té
doby, než vnikne virus do jádra, což potvrzuje a opravňuje dřívější studie založené na elekt-ronové mikroskopii. Tudíž mohou capsidy hrát důležitější roli, než obecně se soudilo o repli-kačním cyklu HIV.
Vývoj nového přístupu k optické mikroskopii vědců Pasteurova institutu a CNRS nabízí je-dinečné perspektivy pro molekulární biologii. Tato nová zobrazovací technika se může stát klíčovým nástrojem při studiu řady mikrobi-álních komplexů a jejich interakcí s buňkami hostitele na molekulární úrovni. Tato neinva-zivní technika dovoluje pozorovat proteiny bez jejich poškození nebo provádění změn na je-jich biologických funcích. Navíc tato technika může eventuálně umožnit analýzy mikroorga-nizmů v několikananometrovém rozlišení, a tudíž zajišťuje přechod od mikroskopie k „na-noskopii“ a další kroky jsou již dílem vědecké komunity, jejího dalšího vývoje a jejích aplikací při studiu dalších patogenních organizmů.
Poznámky:[1] Dr Christophe Zimmer, Head of the Com-
putational Imaging & Modeling Group (In-stitut Pasteur); CNRS URA 2582
[2] Dr Nathalie Arhel, Molecular Virology and Vaccinology Unit (Institut Pasteur); CNRS URA 3015
[3] Pr Pierre Charneau, Head of the Molecular Virology and Vaccinology Unit (Institut Pas-teur); CNRS URA 3015
Reference:Super resolution imaging of HIV in infected cells with FlAsH-PALM– online Electronic Edi-tion of PNAS – May 14, 2012. Mickaël Lelek1, Francesca Di Nunzio2, Ricardo Henriques1, Pierre Charneau2, Nathalie Arhel2, Christophe Zimmer1.1. Institut Pasteur, Computational Imaging &
Modeling Group (Groupe Imagerie et Mo-délisation); CNRS URA 2582; 25 rue du Docteur Roux, 75015 Paris, France.
2. Institut Pasteur, Molecular Virology and Va-ccinology Unit (unité Virologie moléculaire et Vaccinologie); CNRS URA 3015; 28 rue du Docteur Roux, 75015 Paris, France.
» www.pasteur.fr, www.cnrs.fr
bio-rAd uvedl nA trh releAse of version 9.5 svého knowitAll® spectroscopy
Edit_Servis_3-2013.indd 9 28.5.2013 9:29:43
10 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
Editorský sloupEk
softwAre s řAdou nových funkcí
Hercules, CA, USA, 2.8.2012 – Bio-Rad La-boratories, Inc., globální výrobce a distributor produktů pro zdravotnický výzkum a klinickou diagnostiku, oznámil, že uvedl na trh nové verze některých databází a verzi 9.5 software KnowItAll®.
„Značné množství spektrálních dat, které byly přidány do nové verze, je pokračováním závazku fy Bio-Rad tvořit nové a platné data-báze spekter,“ uvedl Gregory M. Banik, Ph.D., General Manager, Bio-Rad Informatics a do-dal: „Věříme, že naši uživatelé budou spoko-jeni také s řadou významných zlepšení, které byly udělány na KnowItAll.“
Informační systém KnowItAll® je plně integro-vatelný balík software, který představuje mno-hostranný vědecko-výzkumný nástroj, včetně stavby a managementu databáze, hledání, analýzu, sestavování struktur a reportování čehokoliv pomocí jednoduchých uživatelských interface. Bio-Rad nabízí specializované edi-ce svého systému KnowItAll®, specificky ori-entovaného na spektroskopii a další oblasti výzkumu. Nová verze 9.5 zahrnuje následující vylepšení:
Spectral Search – nyní nabízí lepší schop-nost vizualizace výsledků ze simultánních vyhledávání z mnoha analytických technik a možnost ukázky dokonce více hledaných de-tailních parametrů a vložení do reportu.
Mixture Analysis – nyní nabízí možnost vý-běru algoritmu a schopnost vložit/vyjmout zná-mé komponenty pro zlepšení výsledků.
Spectral Viewing – nyní zahrnuje různá zvětšování zón spektrální osy-x, spektrální preview, schopnost výpočtu spektrálního „prů-měru“, derivativní spektra a lepší zacházení s reflektantními spektry.
Macros – rozšířenou schopnost tvoření maker v analytické technice.
Structure Drawing – nový nástroj pro klopení molekulových fragmentů a dodatečně podpo-rované formáty.
KnowItAll AnyWare (online prohlížeč vyhle-dávacího interface) – lepší vyhledávací rych-lost a vylepšení interface. » www.knowitall.com/literature
drůbežáři A krmiváři obrAcejí kvůli zvyšování nutriční hodnoty krmiv pozornost k nir spektrometrům firmy bruker
26.6.2012 – Na letošním setkání amerických drůbežářských odborníků se ukázal velký zájem o poslední vědecké výzkumy v oblasti výživy drůbeže. Při obou setkáních se proje-vil v oblasti zlepšení biologické dostupnosti a využívání krmivové výživy. Přístroje Bruker Optics byly citovány v řadě prezentací a záro-veň byly i vystavovány nové mlýny na krmiva Tango a Matrix F pro určené pro inline měření a real-time řízení výroby krmiv.
Rekordní teploty a sucho se negativně pro-jevilo na úrodě a výrobě drůbeže, díky všem souvislostem přirozeně snižujícím příjem kr-miv ve spojitosti s výkyvy teplot. Pro drůbežá-ře je teplotní stres faktor, který lze kontrolovat, ale hrozivější je zvyšování a kolísání ceny pří-sad do krmiva. Cena obilí se opět blíží k 8 $/bushel a ceny ostatních součástí krmiv také raketově stoupají. V posledních letech se sta-lo běžným a ustáleným kolísání cen přísad, čímž se výroba drůbeže a masa stávala čím dál riskantnější. Situace vyčerpala kapitál ně-kterých společností a ohrožuje přežití menších a méně zdravých.
Specialisté na výživu a vědci, podílející se na komplexu problematiky nutriční dostup-nosti a používání enzymů pro ovlivnění zaží-vání, obracejí svou pozornost na vyšší výkon-nost přístrojů. Na zmíněných akcích hovořili o NIR dva přední vědci, Dr. Cécile Gady z fran-couzské společnosti Adisseo, France, a S. F. (Sarge) Bilgili z Auburn University, Alabama (USA). Dr. Bilgili popsal práci na vývoji kalibra-ce aminokyselin. Dr. Gady ilustroval korelaci a kontrasty mezi NIR kalibracemi. V jejich práci a nedávné literatuře vědci nepoužívali mnoho různých značek NIR, jejichž spektra dostateč-ného rozsahu a statistika kalibrace v čase je nezbytná pro získání nejlepších výsledků. » www.brukeroptics.com
Edit_Servis_3-2013.indd 10 28.5.2013 9:29:43
11 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
sErvis
Edit_Servis_3-2013.indd 11 28.5.2013 9:29:43
12 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
Editorský sloupEk
Edit_Servis_3-2013.indd 12 28.5.2013 9:29:43
8 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
atoMová spEktroMEtriE
Tvorba aerosolu pro prvkovou analýzu pomocí Tepelného odpařování diodovým laseremFolTYnová p., kanický v., preisler J.CEITEC MU/Ústav chemie, PřF Masarykova Univerzita, Brno, [email protected]
Tepelné odpařování pomocí diodového laseru (diode laser thermal vaporization, DLTV) je nová technika tvorby aerosolu. Ve spojení s hmot-nostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem (inductively-coupled plasma mass spectrometry, ICP MS) umožňuje prvkovou analýzu v submikrolitrových objemech vzorků. Principem je nanesení vzorků o definovaném objemu na substrát s látkou absorbující při vlnové délce emise diodového laseru. Působením infračerveného laserového záření dochází k pyrolýze/hoření substrátu se vzorkem a k tvorbě suchého aerosolu. Byl sestrojen prototyp nízkonákladového zařízení pro DLTV a jeho použitelnost byla ověřena na stanovení obsahu olova v neupra-vované plné krvi. Ekonomicky nenáročná metoda je alternativou běžně používaných metod zavádění vzorků do indukčně vázaného plazmatu s výhodami jednoduché přípravy, archivování a přepravy vzorků, minimální spotřeby vzorku a krátké doby analýzy.
atomová spektrometrie v analytické chemiiMetody atomové spektrometrie nacházejí široké uplatnění v ana-lytické chemii, patří sem optické metody založené na schopnosti atomů za určitého stavu emitovat nebo absorbovat elektromagne-tické záření specifické pro daný prvek a anorganická hmotnostní spektrometrie, která využívá skutečnost, že elektricky nabité částice lze pomocí elektrického a/nebo magnetického pole oddělit a poté detekovat. V běžné praxi se nejčastěji využívá atomová absorpční/emisní spektrometrie (AAS/AES), atomová fluorescenční spektro-metrie (AFS) a hmotnostní spektrometrie (MS). Pro použití těchto technik je nutné převedení stanovovaných prvků analyzovaného vzorku do stavu volných atomů a v případě anorganické hmotnostní spektrometrie je potřeba tyto atomy také ionizovat. Atomizace, respektive ionizace, probíhá v tzv. budicím zdroji a právě podle použitého budicího zdroje se tyto techniky dále rozlišují. Běžným, rutinně používaným budicím zdrojem v atomové a hmotnostní spektrometrii je indukčně vázané plazma (ICP).[1, 2] Plazma vzniká v proudu plynu za atmosférického tlaku v plazmové hlavici, což je zpravidla soustava koncentricky uspořádaných trubic vyrobených z křemenného skla umístěná v indukční cívce, do které je dodávaná energie z vysokofrekvenčního generátoru. Teplota plazmatu je v řádu 10 000 K. V hlavici proudí tři toky pracovního plynu: vnější plazmový plyn (Ar) mezi vnější a střední trubicí, střední plazmový plyn (Ar) proudící mezi střední a vnitřní trubicí a sloužící k izolování plazmatu od střední trubice a nosný plyn (Ar nebo směs Ar a He), jenž prochází středem plazmatu a vytváří v něm analytický kanál. Do tohoto proudu nosného plynu je před vstupem do plazmatu vnášen vzorek ve formě aerosolu. Dochází zde k desolvataci aero-solu vzorku, atomizaci většiny molekul, excitaci a ionizaci atomů. Zavádění vzorku do plazmatu a tvorba aerosolu ze vzorku je jedna z nejkritičtějších částí metody.
Tvorba aerosolu pro metody atomové spektrometrieV současnosti existuje velké množství technik tvorby aerosolu pro kapalné i tuhé vzorky a suspenze. Pro zavádění kapalných vzorků ve formě aerosolu do plazmatu či plamene jsou nejčastěji využívány zmlžovače, které jsou zpravidla poměrně levné, ale mají některou z nectností, jako je velmi malá účinnost zmlžování, nespektrální interference, velká spotřeba vzorku nebo náchylnost k rozbití. V současné době existují již typy vysokoúčinné a nízkoprůtokové, ale ty jsou vzhledem ke svým malým rozměrům náchylné k ucpávání a jejich cena je v porovnání s běžnými zmlžovači vysoká. Zmlžovače jsou využívány také k tvorbě aerosolu z kapalných vzorků pro budicí zdroj plamen (plamenová atomová emisní nebo absorpční spek-trometrie – FAES/FAAS a atomová fluorescenční spektrometrie – AFS) i pro indukčně vázané plazma s hmotnostní či atomovou emisní spektrometrií (ICP MS/AES). Pro tvorbu aerosolu z malých množství kapalných vzorků (~ µl), suspenzí nebo práškových mate-riálů lze využít elektrotermického vypařování (ETV ICP MS/AES).
Tato technika je ovšem zatížena nestejnoměrným odpařováním prv-ků ze vzorku a matricovými efekty. Pro tvorbu aerosolu z pevných vzorků je možné využívat pulsní laser. Jedná se o tzv. laserovou ablaci (LA), která je používána především ve spojení s ICP MS/AES.[3, 4] Výhodou této techniky je minimální nebo žádná příprava vzorků, zkrácení doby analýzy, eliminace agresivních chemikálií a minimalizace nebezpečných odpadů. Dále se snižuje zředění vzorku a zmenšuje se riziko kontaminace a ztrát těkavých prvků. LA ICP MS je běžně využívána pro lokální mikroanalýzu nebo pro zjištění složení pevných vzorků, jako jsou keramika, oceli, slitiny a skla. LA ICP MS byla také použita pro analýzu kapalných vzorků ve formě vyschlé kapky nanesené na vhodném nosiči (dried-droplet analysis). Pro LA ICP MS jsou využívány komerční ablační systémy, většinou konstruované s pulsním laserem, ablační celou, posuvným stolkem pro pohyb vzorku a kamerou umožňující sledovat průběh ablace, jsou ovšem dosti nákladné jak na pořízení tak na provoz.
analýza biologických vzorkůObecně je ICP MS velmi citlivá, selektivní metoda s širokým dy-namickým rozsahem. Je vhodná pro stanovení kovů i některých nekovů při koncentracích s mezí detekce až pod 1 ppt. Stanovení těchto prvků v biologických tekutinách, jako je například krev, je však limitováno kontaminací a nečistotami během procesu přípravy vzorku jako je extrakce, zřeďování nebo mikrovlnný rozklad. Dalším omezujícím faktorem stanovení prvků v biologických a klinických vzorcích většiny analytických metod včetně ICP MS je přítomnost složité matrice lišící se vzorek od vzorku a nízká koncentrace sta-novovaného prvku znemožňující ředění vzorků. Analytické metody používané pro stanovení koncentrace kovů v biologických vzorcích zahrnují ETAAS, AFS/AAS s generováním hydridů, voltametrické techniky a hmotnostní spektrometrii nebo optickou emisní spek-trometrii s indukčně vázaným plazmatem. Tyto metody obvykle vyžadují odebrání až několika mililitrů vzorku od pacienta, a to kvůli nutnosti další přípravy vzorku (mineralizace, ředění, rozklad), který musí být po odebrání okamžitě vhodně upraven a skladován při velmi nízké teplotě. V posledních letech je k analýze biologických tekutin také využíváno nového přístupu a to nanesení biologické tekutiny na více či méně speciálně upravený papír. Analýza takového vzorku je provedena pomocí ETAAS nebo LA ICP MS. Žádná nebo jen minimální úprava vzorku a jeho minimální spotřeba vede k velké úspoře nákladů a času. Vzorky nanesené na papíře jsou navíc bez zvláštních skladovacích podmínek stabilní až šest měsíců.
Tepelné odpařování diodovým laserem (dlTv)Nedávno jsme představili novou techniku tvorby aerosolu z ka-palných vzorků pro atomovou spektrometrii, tepelné odpařování diodovým laserem (DLTV).[5] Principem je působení paprsku diodového laseru na submikrolitrové množství kapalného vzorku nanesené na nosič se substrátem a absorbérem. Dochází k pohlcení
DLTV.indd 8 28.5.2013 9:36:51
9 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
atoMová spEktroMEtriE
energie laserového záření absorbérem a při dostatečném výkonu laseru také k pyrolýze/hoření substrátu a tím ke vzniku aerosolu vzorku. Vzniklý aerosol je pak veden nosným plynem do ICP MS. Dosud používané laserové techniky atomové spektrometrie využívají k tvorbě aerosolu fyzikální děje – ablaci, přičemž energie laserového pulsu je absorbována vzorkem. K ablaci je třeba energie cca mJ/puls, k čemuž je zapotřebí nákladného laseru, např. frek-venčně násobeného laseru Nd:YAG. Při DLTV je oproti tomu využit kontinuální diodový laser, který je díky velkému rozmachu polovo-dičového průmyslu levný a dostupný v široké škále vlnových délek a výkonů. Přídavný absorbér je zvolen tak, aby dokázal absorbovat energii použitého laserového záření. Mohou jím být např. barviva absorbující v blízké infračervené a viditelné oblasti, k nimž patří i barviva běžně používaná v komerčních tiskárnách, cyaniny, indoly, dienylideny, rhodaminy, fluoresceiny, kumariny aj. Substrátem je látka, která podléhá hoření a/nebo pyrolýze vyvolané působením laserového paprsku. V případě papíru je nosič zároveň substrátem.
experimentální uspořádáníBylo studováno několik uspořádání s různými absorbéry (barviva absorbující v infračervené oblasti), nosiči (sklo, Al, papír) a substrá-ty (barviva, papír). Barviva byla nanesena na hliníkový, skleněný či papírový nosič o rozměrech 50x27 mm. V případě papíru mohla být použita běžná inkoustová tiskárna k jeho potištění černým inkous-tem, který plnil funkci absorbéru, ve formě obdélníků nebo čtverců (např. 1x1 mm). Vzorky standardního roztoku kovů o objemu 200 nl byly poté nanášeny mikropipetou. Odpařování bylo provádě-no v komerčním ablačním systému (UP 213, New Wave Research, Inc., Fremont, CA, USA) vybaveném pohyblivou ablační celou (model Supercell, New Wave Research, Inc.); pulsní laser Nd:YAG byl vypnut. K ablačnímu systému byl vyroben držák k diodovému laseru (model RLD808-300-3, Roithner LaserTechnik, Rakousko), jehož výkon byl 300 mW a vlnová délka emise 808 nm. Vzniklý aerosol byl veden nosným plynem (He, 1 l/min) do ICP MS (model 7500CE, Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA, USA). Proud argonu (0,6 l/min) byl přimícháván k nosnému plynu za výstupem z ablační cely. U všech variant byla sledována intenzita signálu, hodnoty pozadí a šumu. Jako nejvhodnější se ukázala varianta papíru s natištěným černým inkoustem, jehož příprava byla navíc nejjednodušší a jehož rozměry lze snadno upravit podle velikosti cely. Tato varianta byla používána pro všechna další měření.
Jednoduché zařízení pro dlTvVšechny výše popsané experimenty byly provedeny v komerční ablační cele vybavené diodovým laserem místo pulsního laseru, jenž je součástí komerčního ablačního systému. Jako náhrada nákladné-ho komerčního ablačního systému byl navržen a vyroben prototyp jednoduchého systému vhodného pro DLTV, viz obr. 1. Prototyp se skládá z běžně dostupné mikropumpy, diodového laseru s výkonem 1,2 W při vlnové délce 808 nm (model RLD808-1200-5, Roithner LaserTechnik), kohoutů a skleněné trubičky (délka 17 cm, vnitřní průměr 4 mm), do které se vkládá papírový proužek (100x3 mm) s 24 vzorky. Mikropumpa, na které je umístěn držák s diodovým laserem, slouží jako translační stolek zajišťující rovnoměrný line-ární pohyb laserového paprsku podél skleněné trubičky. Skleněná trubička představující celu má vnitřní objem 7,2 cm3. Komerčně dostupné ablační cely mají minimálně dvakrát větší vnitřní objem a jsou obvykle cylindrického tvaru, což často způsobuje pomalé vymývání cely, neuniformní průtok He v cele a recirkulaci aerosolu, což přispívá ke zvýšení disperze aerosolu. Byla provedena analýza vzorků nanesených na předtištěném papíru a to jak v prototypu, tak v komerční ablační cele. Intenzita signálu byla pro obě měření shodná; vymývání komerční ablační cely (čas od vypnutí laseru po pokles signálu na základní linii) trvalo 2,2 s, zatímco prototypu pouze 1,2 s. Poměr výšky k šířce píku byl v případě prototypu více než čtyřikrát větší než v případě komerční ablační cely. Z těchto výsledků vyplývá, že použití prototypu nezpůsobuje ztrátu aerosolu; redukce objemu cely navíc vede k významnému snížení
disperze aerosolu i doby vymývání cely oproti běžně používané komerční ablační cele. Optimalizována byla rychlost pohybu laseru (0,7 mm/s), poloha a zaostření laseru (vzdálenost mezi vzorkem a laserem 2,5 cm, zaostření 1 mm nad vzorek).
Obr. 1 – Prototyp zařízení pro DLTV
stanovení olova v krviTechnika DLTV je určena pro laboratoře analyzující kovy v kapal-ných vzorcích. Je možné ji využít v laboratořích nemocnic pro analý-zu olova nebo jiných kovů v lidské krvi, moči a dalších biologických tekutinách, v laboratořích průmyslových podniků pro stanovení těžkých kovů ve vodách a v potravinářských laboratořích pro sta-novení toxických kovů v potravinách. Jednoduchá příprava vzorku (smočení předtištěného papíru do vzorku nebo nanesení mikropi-petou) umožňuje nanášet vzorky mimo centrální laboratoř, např. v ordinacích lékařů, v terénu, v rozvojových zemích bez nutnosti odborného personálu a jednoduše v obálce poslat do laboratoře.
Příkladem aplikace může být stanovení olova v lidské krvi. Jako vzorek byl použit standard plné krve s certifikovaným obsahem olova 46 ± 5 µg/l (BCR-634, Sigma-Aldrich, Czech Republic). Byl připraven kalibrační set (2 a 20 pg Pb po třech opakováních) s třemi místy pro vzorek na předtištěném prouž-ku filtračního papíru o rozměrech 60x3 mm. Pro eliminaci vlivu možných matricových efektů byla použita metoda přídavku standardu tak, že 300-nl kapky neupravené krve byly naneseny mikropipetou na všechna místa v kalibračním setu, viz obr. 2. Analýza takto připraveného vzorku ukázala koncentraci olova 49 ±9 µg/l, což je ve velmi dobré shodě s certifikovaným obsahem. Analýza jednoho vzorku krve ve třech opakováních trvala cca 1,5 minuty a nebyly nutné žádné úpravy vzorku.
Obr. 2 – Stanovení olova v krvi. Fotografie znázorňuje proužek papí-ru s nanesenými vzorky krve a standardními přídavky pro kalibraci, nad ní je časový průběh signálu ICP MS získaný při laserovém skenu
Dokončení na další straně
DLTV.indd 9 28.5.2013 9:36:53
10 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
atoMová spEktroMEtriE
shrnutíPrototyp nového zařízení využívající techniky tvorby aerosolu DLTV kombinuje přednosti běžně používaných zavádění vzorků pro ICP MS – zmlžovačů (použití pro kapalné vzorky a nízká cena) a laserové ablace používané zvláště pro pevné vzorky (archivování, minimální nebo žádná příprava vzorku) při zachování vysoké citli-vosti. Prototyp zařízení pro DLTV je vyroben z přístrojů a pomůcek běžně dostupných v analytické laboratoři a je oproti současným komerčním ablačním celám velmi levný a konstrukčně jednoduchý. Místo pulsního laseru používaného pro laserovou ablaci je využit kontinuální diodový laser s cca o tři řády nižší cenou. Používáním nové techniky zavádění vzorků DLTV lze zlevnit, zkrátit a zjed-nodušit stanovení kovů v kapalných vzorcích, jako je krev, moč, kontaminované vody apod.
Poděkování: Autoři děkují za finanční podporu Grantové agentuře ČR (P206/12/0538) a projektu „CEITEC – středoevropský technologický institut“ (CZ.1.05/1.1.00/02.0068) z Evropského fondu regionálního rozvoje.
AbstractAEROSOL GENERATION FOR ELEMENTAL ANALYSIS USING DIODE LASER THERMAL VAPORIZATIONSummary: Diode laser thermal vaporization (DLTV) is a novel technique for aerosol generation. In combination with inductively-coupled plasma mass spectrometry (ICP MS) it allows elemental analysis of sample in submicroliter volume. The principle is sample deposition of a defined volume on a substrate with an additive absorbing light at the wavelength of employed diode laser. Infrared laser light causes pyrolysis/burning of the substrate with the sample and generation of dry aerosol. A low-cost prototype system for DLTV was con-structed and its applicability has been proved on determination of lead in whole blood without any pretreatment. The economical method is an alternative to conventional sample introduction methods to inductively coupled plasma with advantages of easy sample preparation, archiving and transportation, minimal sample consumption and short analysis time.Keywords: diode laser, mass spectrometry, sample introduction, analysis of biological samples, lead in blood
První a jedinýModulární plynový chromatograf
Nový plynový chromatograf Thermo Scientific TRACE řady 1300 má nejflexibilnější GC platformu na trhu
• uživatelsky výměnné nástřikové a detektorové moduly
• snadná implementace existujících metod
• Chromeleon™ CDS propracovaný software
www.pragolab.cz
DLTV.indd 10 28.5.2013 9:36:56
11 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analytiCká instruMEntaCE
AnAlýzA plynných směsí: chromAtogrAfická nebo hmotnostní sepArAce?
Pokud opomineme specifické senzory a optické detektory, jsem si jist, že tuto otázku máte již dávno vyřešenu a chromatografie pro Vás byla a je jasná volba. Slyšeli jste však někdy o hmot-nostních spektrometrech pro analýzu plynů bez předřazené separace? V současné době přichází na trh zajímavý stolní hmotnostní spektrometr, ale nepředbíhejme.
Thermo Scientific, jak jsme si již zvykli, nás nenechává vydechnout a produkuje jednu technickou novinku za druhou. nový autosampler triplus 300 pro headspace přípravu vzorku a nástřik na plynový chro-matograf pomocí vyhřívané smyčky skvěle doplňuje dávkovač triplus rsh postavený na platformě PAL systémů (Prepare And Load). Zůstává jen na uživateli, jakou cestu přípravy vzorku si zvolí při analýze parní fáze či ze vzorku uvolněného plynu.
Obr. 1 – Nový autosampler TriPlus 300 (vle-vo) pro headspace přípravu vzorku a dávko-vání pro plynový chromatograf Trace 1310
Obr. 2 – Autosampler TriPlus RSH s možností nástřiku headspace, kapalných extraktů či SPME; systém disponuje volbou automatic-ké výměny stříkačky, intenzivní třepačkou, čtečkou čarového kódu apod.
Pro analýzu permanentní plynné směsi se nejčastěji volí nástřikový ventil se smyčkou. Ne vždy stačí pro separaci jedna kolona, a proto se tento systém doplňuje dalšími ventily – přepínacími, které „pošlou“ nerozdělenou část směsi na další kolonu. Samozřejmě, toto není nic zvláštního i přes to, že v tomto zařízení musí být imple-mentováno více typů detektorů (nejčastěji
kombinace FID, TCD a ECD). Ale nešla by taková aparatura nahradit jednodušším a účinnějším systémem, kdy se celá směs bez chromatografické separace podrobí hmotnostní analýze (tedy analýze pomocí hmotnostní spektrometrie)? Ano, lze! Je tu novinka – stolní hmotnostní spektrometr prima bt od společnosti thermo scientific pro analýzu plynných směsí!
Obr. 3 – Systém nástřikového a přepínacích ventilů pro plynový chromatograf Trace 1310
Obr. 4 – Stolní hmotnostní spektrometr Prima BT pro analýzu plynů
Výrobce se od počátku své existence pyšnil špičkovými sektorovými analyzátory s excelentní detekcí (Farraday detektor) a tuto technologii použil i zde. Připojeno může být až 16 analyzovaných plynů spolu se šesti kalibračními směsmi, jejichž vstup do iontového zdroje spektrometru je multiple-xován. Ohromnou devízou tohoto zařízení je jak rychlost analýzy v řádu vteřin, dyna-
mický lineární rozsah 10 ppb až 100 %, tak hlavně přesnost stanovení, která (vyjádřeno standardní směrodatnou odchylkou) dosa-huje řádu tisícin molárních procent daných analytů ve směsi.
Obr. 5 – Schéma skenujícího magnetického sektorového analyzátoru Prima BT
Všimněte si analýzy na obr. 6., kde je de-monstrována extrémní přesnost stanovení O2/CO2 s jasnými trendy. Na Nobelovu cenu za důkaz fotosyntézy to zřejmě nebude, avšak na vážné úvahy o pořízení tohoto stroje již ano! Prima BT od Thermo Scien-tific je tu pro Vás!
Obr. 6 – Analýza běžného vzduchu se za-měřením na kyslík (modrá křivka) a oxid uhličitý (červená křivka) pomocí spektro-metru Prima BT
– Praha, Dorint Hotel Don Giovanni, 18. 6. 2013 –9:30–13.00 dopolední program
Úvod, novinky z ASMS 2013 – P. VernerTransforming Orbitrap MS – M. Oppermann
Metabolomika a metabolitové profilování v klinice – D. FriedeckýZměny v oblasti MS s trojitým kvadrupólem – M. Godula
Comparison of quantitative performance of Q Exactive HRMS and triple quadrupole for analysis of ilicit drugs in wastewater – G. Fedorova
Q Exactive – spolehlivá identifikace a kvantifikace – J. Pól
13:00–14:00 oběd / 14:00–15:30 odpolední programSpeciační analýza – spojení separačních technik GC, LC, IC
s novým ICP-MS iCAP-Q – L. Plaček, P. JanderkaTSQ 8000 pesticides analyzer – L. Plaček
Procesní hmotnostní spektrometry – L. Plaček
Registrace na bezplatný seminář: www.spectronex.cz
Pragolab_Plaček.indd 11 28.5.2013 9:36:10
12 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analytiCká instruMEntaCE
kompletní nabídka plynových chromatografů Shimadzu pro efektivní řešení analýz ve všech režimech, včetně ultrarychlých S hmotnoStní detekcí
Shimadzu, jeden z vedoucích světových vý-robců analytické instrumentace, rozšířil svoji nabídku v oblasti plynových chromatografů o nové přístroje GC-2010 Plus, GC-2025, GC Tracera a zároveň doplnil modelem QP-2010Ultra, QP-2010SE a TQ 8030 sorti-ment hmotnostních spektrometrů.
Při konstrukci nových modelů chroma-tografů i hmotnostních spektrometrů je pozornost firmy zaměřena především na tvorbu přístrojů umožňujcích přesné, vysoce reprodukovatelné a co nejrychlejší analy-tické postupy s velmi nízkými detekčními limity. Nová instrumentace Shimadzu je určena k pokrytí všech nároků moderních laboratoří včetně ultrastopových analýz, a to současně při jednoduché obsluze, finančně nenáročném provozu a snadné údržbě.
Úspěšný model GC-2010, jenž byl vyvinut jako vlajková loď firemní flotily plynových chromatografů Shimadzu, nastavil ve výše jmenovaných ohledech velmi vysoko laťku pro svého nástupce, jímž je nyní model gc-2010 plus. Využití pokročilých techo-logií a uplatnění několika nových patentů umožnilo posunout vlastnosti modelu GC-2010 Plus na absolutní špičku. A na-příklad i díky speciálně konstruovanému systému regulace toku plynů AFC (Advan-ced Flow Technology) může nyní Shimadzu nabídnout uživatelům plynový chromato-graf kombinující nejvyšší separační účinnost i citlivost detekce s vysokou produktivitou a úsporou času nutného pro analýzy.
Avšak snaha o neustálé zlepšování a zjednodušení postupů analytických metod vyžaduje od výrobců instrumentace nabídku nejen základních přístrojů, ale především vynucuje rychlý rozvoj doplňkových za-řízení – automatických dávkovačů, robotů pro zpracování vzorků a dalších „periferních částí“ laboratorních systémů. Jedním z pří-spěvků firmy Shimadzu do této kategorie výrobků je nový head space autosampler HS-20 na obrázku č. 1 zobrazený v kombi-naci s modelem GC-2010Plus. Má rozsah temperování vzorků až do 300 °C, velmi přesnou elektronickou regulaci toku a tlaku plynů, inertnost všech cest přicházejících do kontaktu se vzorkem, precizní smyčkový dávkovač a patentovaný způsob transportu vialek do vyhřívaného inkubačního bloku – zaručující vysokou reprodukovatelnost teplot.
Celkové kvalitní provedení autosampleru HS-20 je důvodem dosahovaných excelent-ních parametrů. Dle volby uživatele lze na-
bídnout verzi HS-20 v provední základním nebo s elektronickou kryofokusací. Velkou předností je přímé vedení analytů do kolo-ny bez rozmývání průchodem nástřikovou jednotkou (injektorem). Lze dosahovat velmi příznivých detekčních limitů a bez problémů pracovat v oblastech ultra sto-pových analýz s „klasickými detektory“ i hmotnostní detekcí MS či MS/MS.
Obr. 1 – Nový automatický headspace dáv-kovač HS-20
Trend zkracování a zjednodušování po-stupů přípravy vzorků, stoupající počet komponent sledovaných při jednotlivých analýzách, požadavek rychlého určení jejich identity a současně i jejich přesné kvantifi-kace vede uživatele k částečnému odklonu od tradičních selektivních detektorů (ECD, NPD, FPD, ...) a vzůstající oblibě detekce hmotnostními spektrometry. Zde přichází aktuálně Shimadzu s nejvyšším trumfem na poli trojitých kvadrupolů, jaký si může uživatel ve své laboratoři přát! Nový velmi rychle skenující trojitý kvadrupol nabízený v sestavě gcmS-tQ8030 (obr. 2) splňuje veškerá kriteria daná pro moderní analytic-ký přístroj zmiňovaná v úvodu tohoto textu.
Nově vyvinutá technologie velmi rychlého a účinného sběru a zpracování MS signálu uváděná firmou pod zkratkou ASSP™ (Advanced Scan Speed Protocol) umožňuje nejnovějším jednoduchým kvadrupolovým modelům Qp-2010ultra a Qp-2010Se, i trojitému kvadrupolu tQ 8030, pracovat s rychlostí skenování až 20 000 u/sec bez ztráty citlivosti detekce. Samozřejmostí je velmi rychlé střídání režimů SCAN/SIM, označované někdy za simultánní SCAN/
SIM, čímž je umožněno i u velmi rych-lých separací (FAST GC) dosažení obou cílů v jedné analýze – analýzy kvalitativní i kvantitativní.
Vzhledem k unikátnímu řešení středního kvadrupolu v systému TQ-8030, který je proveden ve formě oktapolu, je zajištěna kompatibilita i s nejrychlejšími separace-mi, včetně vícerozměrné komprehensivní (GCxGC). Maximální rychlost přechodů MRM je více než 600 MRM/sec! A citlivost je i při vysokých rychlostech nedotčena, zů-stává na absolutní špičce současné světové nabídky. Zde platí ono staré známé rčení „Nutno vidět!“, a není nic snazšího, než si při vážném zájmu dohodnout proměření vlastních vzorků.
Zcela pochopitelně nestačí u moderních plynových chromatografů a hmotnostních detektorů jen vysoká citlivost, rychlost, spo-lehlivost, snadnost použití, atd. Vhodnou vlasností je též jistá „flexibilita“, možnost daná uživateli pro okamžité či následné modifikace dle aktuálních potřeb. Jedním z příkladů může být zapojení dvou para-lelních kolon do GC-MS sestavy, jež je u modelů QP-2010Ultra i TQ 8030 umož-něno konstrukčním řešením efektivně fungujících vakuových čerpacích systémů, které zaručují stabilní hluboké vakuum i při přívodu nosného plynu z dvou kolon součas-ně nebo i při použití vodíku, jako levnější alternativy stále dražšího helia!
Modifikace systému pro použití dvou para-lelních kolon je velmi jednoduchá, instalace druhé injektorové jednotky a zapojení kolon do GC-MS inteface (obr. 3). A ještě mnoho dalších možností, včetně kombinací MS a ostatních detektorů, přepínání toků pro zpětný proplach kolon (zrychlení analýz „odříznutím“ nezajímavých analytů s vyšší retencí než mají sledované komponenty), vícedimenzionální sestavy, a třeba i „on--line“ kombinace kapalinového a plynového chromatografu, poskytují nyní plynové chromatografy Shimadzu.
Obr. 3 – Duální zapojení pro GCMS a GCM-SMS TQ-8030
Shimadzu_3-2013.indd 12 28.5.2013 10:12:04
13 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analytiCká instruMEntaCE
Ale obraťme od hmotnostní detekce po-zornost jinam. Ne vždy je nutno či vhodno pomýšlet při plánování experimentů jen na hmotnostní spektrometry. Stále jsou aplikační obory, kde ochotně a s výhodou užíváme starší osvědčené metody detekce. Jedním z takových případů je například ana-lýza směsí permanentních plynů a lehkých uhlovodíků, případně doplněná potřebou stanovení vodních par. A jistě každý najde dost podobných příkladů. Jak postupovat při volbě instrumentace? Klasickou bývá kombinace detektoru tepelné vodivosti (katharometru, TCD) a plameno – ioni-začního (FID), případně s methanizérem, a většinou stále s použitím náplňových kolon pro účinnou a robustní separaci, často s jejich automatickým přepínáním. V novějším provedení s kolonami kapilární-mi ale zde bývá, obzvláště při použití kolon kapilárních, limitujícím faktorem nedosta-tečná citlivost detektorů TCD, i když mají provedení mikro a jinak optimalizovaná.
Velkým příslibem těmto aplikačním směrům je nyní firmou Shimadzu nabízená novinka pod obchoním názvem „tracera“! Jaký zázrak se pod tímto označením skrý-vá?! Jak vidno na obrázku 4, jsme na prvý pohled zklamáni! Ano, Tracera je „obyčejný GC-2010Plus“ ovšem pod povrchem skrý-vající zcela nový detektor bid-2010plus. A to je něco zcela jiného než kombinace TCD/FID.
Obr. 4 – Plynový chromatograf pro stopové analýzy „Tracera“ vybavený univerzálním detektorem BID-2010 Plus
Jedná se o ve spolupráci s významným univerzitním pracovištěm nově vyvinutý, velmi citlivý, rychle se ustalující a dlouho-době stabilní ionizační detektor využívající plazmu s energií 17,7 eV. Díky tomu je dána schopnost ionizovat převážnou většinu analytů – čili jest to detektor „univerzální“. A navíc, jeho citlivost je přibližně 100x vyšší než u TCD a 2x vyšší než u FID! Jednoduché schéma konstrukce detektoru BID-2010Plus vidíte na obrázku č. 5 a jednu z možných aplikací na obrázku č. 6.
A co na závěr? Snad jen ono již zde zmíněné „Nutno vidět !“. A to lze z části i na web stránkách www.shimadzu.cz, kde naleznete mnoho dalších informací, které se do tohoto příspěvku nevešly.
Shimadzu_Chemicke_Listy 26.08.2008 11:52 Uhr Seite 1
Shimadzu_3-2013.indd 13 28.5.2013 10:12:09
14 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analytiCká instruMEntaCEShimadzu_Chemicke_Listy 26.08.2008 11:52 Uhr Seite 1
Shimadzu_3-2013.indd 14 28.5.2013 10:12:11
14 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
plynné standardy
Přísnější legislativa stuPňuje Požadavky na měření emisí tol
Těkavé organické látky – TOL (z anglického Volatile Organic Compounds – VOC) jsou látky početné, různorodé, všudypřítomné, vznikající převážně v průmyslové výrobě, přestože se vyskytují i ve volné přírodě napří-klad uvolňováním z pryskyřice jehličnatých stromů. Riziko spojené s průmyslovými TOL je komplikované tím, že nebezpečné koncen-trace jsou obvykle velmi malé a způsobované zdravotní problémy se kumulují a projevují se postupně.
Existují různé definice TOL vydané stát-ními úřady, výzkumnými či vzdělávacími pracovišti nebo zástupci průmyslových odvětví. Například Agentura EPA (United States Environmental Protection Agency) definuje TOL jako jakoukoliv sloučeninu uhlíku, kromě oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého, kyseliny uhličité, karbidů nebo uhličitanů kovů a uhličitanu amonného, který se účastní atmosférických fotoche-mických reakcí.
Evropská unie popisuje TOL jako jakou-koliv organickou látku, která má počáteční bod varu menší nebo roven 250 °C měřený při standardním tlaku 101,3 kPa a která může poškodit zrak nebo sluch.
Legislativa ČR upravuje TOL zákonem č. 201/2012 Sb. O ochraně ovzduší. Těkavou organickou látkou se rozumí jakákoli orga-nická sloučenina nebo směs organických sloučenin, s výjimkou methanu, která při teplotě 20 °C má tlak par 0,01 kPa nebo více nebo má odpovídající těkavost za konkrét-ních podmínek jejího použití.
Pro účely tohoto článku jsou TOL charak-terizovány jako sloučeniny uhlíku s bodem varu menším nebo stejným jako n-dodekan (C12H26), 216,2 °C.
nové výzvyV zájmu dodržení neustále se zpřísňující legislativy a také v zájmu minimalizace finančních dopadů ztrát TOL z výrobních procesů je nutno průběžně inovovat metody pro detekci a analýzu průmyslových TOL.
Rostoucí regulace vyvolává přísnější po-žadavky na měření; vyhodnocují se nové sloučeniny, laboratoře analyzující kvalitu ovzduší jsou neustále konfrontovány s no-vými výzvami. Nacházejí se pod tlakem na rozšíření rozsahu měření i kvalifikace. Nové technologie analýzy kvality ovzduší vyžadují kalibrační plynné směsi nové generace.
„Se zvyšujícím se povědomím o potenciálně negativních zdravotních následcích vlivem zne-čištěného ovzduší vzrůstá význam i požadavky kladené na kalibrační standardy s nízkým obsa-hem měřených složek a zajištěnou návazností“, uvádí Stephen Harrison, globální manažer pro speciální plyny a zařízení Linde Gas.
nepříznivé účinky na zdravíJe obecně známo, že TOL mohou způsobit vážné nepříznivé účinky na lidské zdraví v několika oblastech, které zahrnují po-dráždění smyslových orgánů, záněty tkání, anafylaktický šok a toxické nervové reakce. Několik TOL může rovněž narušit normální funkci centrálního nervového systému, způsobovat bolesti hlavy, únavu, malátnost a neklid. Výzkumy ukazují, že alkoholy, aromatické uhlovodíky a aldehydy mají potenciál k podráždění sliznic a horního dýchacího traktu. Několik TOL je navíc prokazatelně karcinogenních nebo poten-ciálně karcinogenních, například benzen, trichloretylen a formaldehyd.
„Je znepokojující skutečností, že jsme účin-kům TOL vystavováni každodenně – během řízení automobilu, při práci v kanceláři nebo dokonce i když jen odpočíváme doma“, říká Mike Hayes z oddělení environmentálních a kalibračních plynů Linde Gas USA. „Té-měř při každé aktivitě se můžeme dostat do kontaktu s TOL. Díky současné vzduchotěsné konstrukci budov je ve skutečnosti koncen-trace TOL větší uvnitř než vně budovy. Na téma kvality ovzduší uvnitř budov (Indore Air Quality – IAQ) existuje mnoho výzkumů, z Japonska pochází pro tento jev výstižný pojem „syndrom nezdravých budov“ (Sick Building Syndrome – SBS).“
vývoj nového plynného kalibračního standardu„Rostoucí požadavky na přesnou identifikaci a kvantifikaci TOL v našem vnějším i vnitř-ním prostředí vzbudily poptávku výzkumných pracovníků po vícesložkových kalibračních plynech s nízkou koncentrací složek“, pokra-čuje Hayes. „Proces přípravy nového plynné-ho kalibračního standardu pro TOL zahrnuje několik kroků. Nejdříve je nutno zjistit, zda je
požadovaná sloučenina komerčně dostupná v relativně vysoké čistotě. Občas zjistíme, že požadovaná sloučenina komerčně dostupná není, ale dodá nám ji přímo zákazník.“
Laboratorní technici začínají proces pří-pravy nového plynného standardu určením bezpečnostních rizik spojených s prací se sloučeninou, stejně jako s novým kali- bračním plynem – a to v zájmu nastavení příslušných bezpečnostních postupů pro pracovníky výzkumné laboratoře.
Dalším krokem je přezkoumání tlaku par sloučeniny pro posouzení, jestli bude možné vyrobit plynný standard v tlakové lahvi pod plným tlakem v požadované koncentraci. Je nutno určit takovou kombinaci koncentrace a tlaku, která umožní přípravu standardu. Pokud je to nezbytné, ve spolupráci se zákazníkem se přistoupí ke snížení tlaku (objemu) nebo koncentrace anebo se sníží zároveň tlak i koncentrace.
„Za předpokladu, že získáme potřebnou sloučeninu a postihneme všechna zdravotní a bezpečnostní rizika, přikročíme k volbě typu tlakové lahve a lahvového ventilu“, vysvětluje Hayes. „Pro výrobu lahví existuje několik ma-teriálů, které se dále liší zpracováním, stejně jako několik druhů lahvových ventilů. Lahve mohou být vyrobeny z hliníku, oceli, nerezové oceli a dalších materiálů. Lahvové ventily pro speciální plyny jsou obvykle vyrobeny z nerezo-vé oceli nebo mosazi. Tyto tradiční materiály se navíc upravují procesem povlakování, který napomáhá zvýšit stabilitu plynné směsi.
Pokud dále vezmete v úvahu několik různých metod přípravy lahví, vznikne potenciálně velké množství kombinací typů lahví, jejich přípravy a vhodných lahvových ventilů, které je třeba posoudit a vybrat takovou kombina-ci, která zajistí potřebnou stabilitu plynného standardu.“
Obr. 1 – Vyhodnocování analýzy na plynovém chromatografu
Linde_čl.indd 14 28.5.2013 10:18:43
15 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
plynné standardy
Příprava kalibračního standarduJako surovinu pro kalibrační standard TOL Linde Gas používá komerčně dostupný produkt nejvyšší čistoty. Téměř všechny kalibrační standardy TOL jsou připravovány ve směsi s dusíkem. Vysoce čistý kapalný du-sík se odebere ze zásobníku, odpaří, stlačí a projde několika stupni čištění, teprve potom se použije jako standard. Výsledná čistota dusíku je obvykle 99,99999 %; dusík je zba-ven veškerých příměsí, které by reagovaly ve směsi s TOL nebo jinak ovlivnily analýzu, běžně ale obsahuje určité množství jiného inertního plynu – argonu.
Obr. 2 – Dávkování vzorku do plynového chromatografu
analýzaPoté, co je směs naplněna do tlakových lahví, je obsah každé lahve zanalyzován – ověřují se skutečné koncentrace složek směsi.
Jelikož složky v plynné směsi jsou obsa-ženy ve velmi nízkých koncentracích, ana-lytická procedura začíná zakoncentrováním vzorku zchlazením. Plyn se průchodem přes vysoušedlo zbaví vlhkosti a naplní se do skleněné vzorkovnice ochlazené kapalným dusíkem. TOL poté zkapalní a vykrystalizuje na povrchu vzorkovnice, zatímco dusík jako nosný plyn odchází mimo nádobu. Jakmile
vzorkovnicí projde určené množství plynu, průtok se uzavře. Vzorkovnice se zahřeje a odpařený vzorek se nadávkuje do plyno-vého chromatografu.
návaznostPro některé TOL již existují referenční standardy národních metrologických in-stitucí, nicméně pro velkou část sloučenin standardy vytvořené nejsou.
Pro zajištění návaznosti složek, pro které neexistují národní standardy, se využívají gravimetrické techniky s využitím řady interních referenčních materiálů laboratoří Linde Gas.
stabilitaStabilita plynných směsí se určuje pomocí statistických metod; její hodnota může být ovlivněna koncentrací složek, chemickou reaktivitou různých komponent a také nečistotami v surovinách, kde je nezbytné minimalizovat zvláště obsah vlhkosti a kyslíku. Materiál, ze kterého je vyrobena tlaková lahev, její čištění, sušení a pasivační proces, jsou rovněž důležitými podmínkami pro stabilitu hotového plynného standardu.
Zápis do guinnessovy knihy rekordů„Potenciál našich laboratoří nám umožňuje vyrábět stabilní vícesložkové směsi s velmi nízkými koncentracemi složek se zajištěnou návazností“, říká Hayes. „Dokážeme při-pravit kalibrační plyny obsahující více než 60 složek v koncentracích 100 ppb a nižší. Největší počet komponent, který jsme dodali v jediné lahvi, je 110 a tento fakt nám vynesl zápis do Guinnessovy knihy rekordů.“
Tento průkopnický 110-složkový kalibrační standard představuje jediný známý kalibrač-
ní plyn s největším počtem složek včetně více než stovky TOL, který je komerčně používán.
Společnost Linde Gas vyvinula 110-slož-kovou směs pro environmentální laboratoř firmy TestAmerica z Texasu. Pracovníci laboratoře pomocí tohoto standardu ana-lyzují TOL ve vzorcích vzduchu z vnitřního i vnějšího prostředí, aby bylo možné určit bezpečnou úroveň nebo také identifikovat potenciální zdroje znečištění.
„Vývoj společnosti Linde Gas nám umožnil zahrnout většinu ze sloučenin, o které se zají-máme, do jednoho analytického standardu a zároveň nám ušetřil čas potřebný pro nastave-ní a kalibraci našich vlastních laboratorních přístrojů tak, že můžeme analyzovat více vzorků“, poznamenal William Elcoate, řídicí pracovník společnosti TestAmerica.
BudoucnostZatímco dnes spočívá úloha monitoringu TOL v měření jejich emisí, v kontrole do-držování platné legislativy a v prevenci ztrát z úniku cenných látek, Stephen Harrison předpovídá, že v blízké budoucnosti by se mohla tato oblast rozšířit i na obchodování s emisemi (tzv. emisními povolenkami).
„Pokud k tomu dojde, tato změna bude mít přímý finanční dopad na petrochemické společnosti“, pokračuje. „Jakmile budou TOL zahrnuty do obchodování s emisemi, zaměření jejich monitoringu se dramaticky změní z pouhého udržování emisí v rámci povolených limitů ke směně výsledků dob-rého ekologického chování za peníze anebo za možnost nadále provozovat svůj výrobní závod.“
Z tiskových materiálů The Linde Group zpracovala Ing. Diana JeNNe a Ing. Pavla
Suché, bezolejové vývěvy představují nejno-vější technologii membránových vývěv ame-rického výrobce čerpacích technologií pro prů-myslové a laboratorní použití – KNF.
Suché vývěvy řady KNF N920 se stabilizáto-rem membrány, jsou mimořádně vhodné jako pohotový, výkonný zdroj vakua pro laboratorní aplikace vyžadující hlubší vakuum s možností čerpání lehce agresivních nebo korozivních plynů a par.
Obr. – Suchá vývěva KNF N920AP.29.18
Jedná se o třístupňové vývěvy s napojením na externí sběrač kondenzátu. Jsou dostupné v provedení s motorem 90–264 VAC, 50–60 Hz nebo bezkartáčovým DC motorem, včetně integrované řídicí logiky. Mají plynotěsnost 6x10-3 mbar x l/s a dosahují mezního vakua 1,5 mbar. Jsou k dispozici i jako OEM model. » www.knf.com
příručka cheMical enginering guidbook
Přední chemicko-inženýrské vydavatelství Chemical Engeneering vydalo před ne-dávnem třídílnou příručku CPI Safety Plant, určenou pro technology a krizové manažery v podnicích chemického průmyslu (CPI plant), které obsahují případové studie hlavních pří-čin mimořádných událostí v chemické výrobě.Vol. 1 – Managing Pressure Risk and Mini-mizing LeakageObsahuje 18 článků, které popisují praktické scénáře strategie snížení rizika při procesech vedených za vysokého tlaku. Diskutují náleži-tou konstrukci, provoz a údržbu přetlakových
ventilů, tlakových systémů a zásobníků. Má sloužit jako pomůcka při školení např. před na-jížděním destilačních kolon a provozu potrubí a potrubních tras. Vol. 2 – Managing Explosion and Fire Risks Druhý díl obsahuje 19 technických statí na téma snížení rizika exploze a požáru v podni-cích CPI. Je zaměřena na dopravu a operace s práškovými látkami, statickou elektřinu, ne-bezpečnou atmosféru a odprašovací zařízení.Vol. 3 – Managing Safety Systems to Re-duce RiskObsah třetí příručky je zaměřen na množství praktických rad v oblasti bezpečnosti práce v podnicích CPI. Některé články jsou zaměřeny na vhodnou konstrukci a provoz bezpečného zařízení safety-instrumented systems (SIS) a dalších aspektů řízení výroby a průmyslové bezpečnosti. Uvádí rizika spojená se sklado-váním a manipulací s kyselinami, vodíkem, teplosměnnými kapalinami, rozpouštědly a dalšími potenciálně nebezpečnými kapali-nami. Je zaměřena také na minimalizaci úkapů z potrubí. » http://store.che.com/product/book/
Linde_čl.indd 15 28.5.2013 10:18:44
16 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
čisté prostory
Technika počíTání čásTic ve vzduchu MeT one
Historie značky Met One sahá až před rok 1980, kdy byl vyroben první čítač s typovým označením 209, odvozeným od tehdejší normy Fed-Std-209D pro čisté prostory. Jako zdroj světla byla použita speciální žárovka. Histo-ricky zlomový byl rok 1985 a dodávka čítačů pro výrobce pevných disků Seagate, kdy byl jako zdroj světla, coby standard moderních čítačů, použit laser.
Technické předpoklady pro spolehlivé měřeníVšechny současné přístroje Met One jsou osazeny lasery typu Long Life™ na bázi GaAs s vlnovou délkou 830 nm. Výrobcem testovaná střední doba mezi poruchami (MTTF) je u Met One větší než 100 tis. hodin, což při 8 760 hodinách za rok předsta-vuje více než 11 let nepřetržitého provozu.
Normální provozní teplota polovo-dičového laseru je 30 °C s tím, že při zvýšení teploty o každých 8–10 °C se životnost zkracuje faktorem 2. Pro chla-zení laseru se běžně používají termo- elektrické chladiče nebo je, jako pasivní chlazení, snížen výkon laseru, což se nega-tivně projevuje v citlivosti detekce. V pří-strojích Met One je naproti tomu použita patentovaná technologie modulace laseru na 50% výkonu, která vedle prodloužení životnosti poskytuje vyšší odstup signálu od šumu, a tím i vyšší citlivostí na nejmen-ší částice. Z grafu v obr. 1 je patrné, že v případě selhání 0,5 % Long Life™ laserů lze předpokládat výpadek laseru až u 10 % konkurenčních přístrojů.
Na základě důkladných testů životnosti laseru lze ze statistických propočtů MTTF odvodit, že u čítačů Met One dojde po dvou letech jejich provozu k poruše laseru u 0,16 % přístrojů, po 12 letech potom u 0,51 % přístrojů. U konkurencí používa-ných laserů lze po 12 letech předpokládat selhání laseru až u 50 % přístrojů, viz tab. 1.
Tab. 1 – Porovnání spolehlivosti Long Life™ laserů Met One a konkurence
Počet kusů: 6000Servisní
rokOdhadováná selhání laseruMet One Konkurence
1 4 0,06 % 93 1,55 %
3 9 0,16 % 480 8,01 %
5 15 0,24 % 999 16,64 %
7 19 0,32 % 1574 26,24 %
9 24 0,40 % 2162 36,03 %
10 26 0,44 % 2450 40,83 %
12 30 0,51 % 3000 50,00 %
data Management – simply paperlessVedle samotné techniky měření částic je u Met One věnována značná pozornost zpracování dat z měření, a tak je, pod obchodním názvem Simply Paperless, pro přístroje Met One řady 3400 dostupné unikátní řešení přímého tisku výsledků do chráněného PDF souboru a uložení dat do Excel kompatibilního souboru. Data lze jednoduše stáhnout na USB paměť a dále, bez potřeby dalšího software, počítačově zpracovat a archivovat. Implementace toho-to systému ve většině případů na straně uži-vatele předpokládá pouze minimální změny standardních operačních postupů (SOP).
Pokud není prováděn kontinuální moni-toring pomocí trvale instalovaných senzorů napojených na centrální zpracování dat, potom standardní způsob shromažďování a správy údajů z individuálního počítání částic typicky zahrnuje třídění a kontrolu tiskových výstupů, přepis do digitálních systémů pro vyhodnocení dat a kopírování do archivovaných souborů. Při těchto časově náročných činnostech, které odhadem kaž-dodenně zaberou více než dvě hodiny, nelze vyloučit selhání lidského faktoru. Toto je funkcí Simply Paperless eliminováno.
přístroje Met one
Ruční čítače částic
Řada HHPC+ je novinkou mezi ručními čítači částic, které jsou určeny pro širokou škálu měření v čistých prostorech od farma-ceutické výroby a medicíny přes high-tech zpracovatelský průmysl po aseptické balení potravin a nápojů.
Základní model HHPC 2+ je dvou-kaná-lový, kde k základu 0,5 µm je možno přiřadit jednu z velikostí 1,0; 2,0 nebo 5,0 µm. Tří--kanálová verze s označením 3+ umožňuje přiřadit další dvě z velikostí. Nejvyšší model 6+ pracuje od velikosti 0,3 µm a umožňuje pracovat buď s celou škálou (0,5; 1,0; 2,0; 5,0 a 10,0 µm), nebo vybrat velikosti kanálů, které jsou pro uživatele důležité. Všechny přístroje HHPC+ mají průtok 2,83 litrů za minutu.
Mezi hlavní přednosti této řady patří er-gonomický tvar, snadné intuitivní ovládání, přehledný grafický displej a v neposlední řadě hmotnost 0,7 kg. Vestavěný akumulá-tor umožňuje měřit nepřetržitě 5,5 hodin.Při běžném způsobu měření je výdrž delší než 10 hodin. Kapacita interní paměti je 5 tis. záznamů v chráněném režimu CFR 21 Part 21, nebo 10 tis. nechráněných dat. Přenos výsledků měření do počítače nevyžaduje žádný speciální SW, je možný buď pomocí USB kabelu, Ethernetu nebo prostřednictvím USB flash disku. Přenesené soubory jsou v xls kompatibilním formátu.
Obr. 2 – Možnosti konfigurace přístroje HHPC 6+
Obr. 3 – Zobrazení výsledků měřeníObr. 1 – Trend spolehlivosti Long Life™ laserů Met One a konkurence
Denwel_3-2013.indd 16 28.5.2013 10:24:46
17 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
čisté prostory
Přenosné čítače částic
Čítače částic řady 3400 jsou navrženy speciálně pro validace čistých prostor s dis-tribucí měřicích kanálů standardně od 0,3, případně 0,5 µm do 10,0 µm. Pro speciální aplikace je možné rozšíření až do 25,0 µm. Mezi modely 3400 je možno zvolit verze s průtokem 28,3 případně 50 nebo 100 litrů za minutu. Vysoce kvalitní vývěva umožňu-je použít přístroje 3400 i pro kontinuální měření. Soulad s ISO 21501-4 normami a hlavními lékopisy, včetně 21 CFR Part 11, je samozřejmostí.
Obsluha přístrojů 3400 je velice snadná, veškerá nastavení se provádí pomocí do-tykového displeje. Rutinní monitorování čistých prostor lze nakonfigurovat pomocí průvodce, uložit a opakovaně používat. Na základě zadané normy, třídy čistoty a rozměrů místnosti přístroj automaticky stanoví parametry měření, zejména počet míst měření, a tak do jisté míry kontrolovat obsluhu a soulad s normami. Konfiguraci lze archivovat na USB flash disk a případně kopírovat na další přístroje.
Obr. 4 – Přístroj Met One 3400
Komunikační rozhraní čítačů 3400 vyhoví všem podmínkám a uživatelům. Sahá od RS-232, přes Ethernet až po wi-fi přenos. Se dvěma Li-Ion akumulátory, zapojenými v režimu hot-swap, lze nepřetržitě měřit až 6 hodin.
S doplňkem Simply Paperless jsou čítače řady 3400 efektivním nástrojem pro měření a správu dat.
Obr. 5 – Průvodce nastavení 3400
senzory pro kontinuální monitoringSenzory Met One 6000 a 7000 jsou ideální nástroje pro monitoring čistých prostor. Kompaktní design s flexibilním dimenzo-váním průtoku a možnosti komunikace řeší specifické potřeby provozovatelů čistých prostor.
K farmacií užívaným velikostem 0,5 a 5,0 µm, při průtoku 28,3 l/min lze nakon-figurovat další dva kanály, obvykle 1,0 a 10,0 µm. V elektronickém průmyslu je typický průtok 2,83 l/min a měření 0,3 a 0,5 µm s případným rozšířením o 1,0 a 10,0 µm. Vysokou přesnost a dlouhodo-bou spolehlivost senzorů zajišťuje laserová dioda Long Life™.
Díky otevřené komunikační architek-tuře je implementace senzorů Met One snadná i do dříve vybudovaných systémů. U senzorů lze variantně zvolit komunikační rozhraní – analogové, sériové, Ethernet nebo bezdrátové. Dále připojení vakua s měřením, případně bez měření průtoku. Vedle elektronického přenosu informací o stavu senzoru a dat měření je lokálně,
pomocí vícebarevné diody, indikován chod čidla, alarmy při překročení limitu počtu částic, selhání komunikace nebo poklesu průtoku.
Při výběru senzorů je vždy nutné brát v úvahu místo instalace a míru rizika vnik-nutí aerosolů do skříňky senzoru s násled-ným poškozením elektroniky. Senzory Met One 7000 mají utěsněnou skříňku, která odolává peroxidovým aerosolům a přímé-mu ostřiku vodou. Po stránce vnitřního vybavení a výkonu jsou senzory řad 6000 a 7000 shodné.
Obr. 6 – Senzor Met One 6000
Obr. 7 – Senzor Met One 7000
Ing. Rudolf KOtaš, DENWEL, spol. s r.o., www.denwel.cz
Denwel_3-2013.indd 17 28.5.2013 10:24:51
18 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
stlačený vzduch
Tandemové sušiče anTaRes: další kRok vpřed v hledání eneRgeTických úspoR při sušení sTlačeného vzduchu
Provozovatelé kompresorových stanic a roz-vodů stlačeného vzduchu si z důvodu ochrany venkovních potrubí před zamrznutím pořizují energeticky náročná zařízení – adsorpční sušiče. V letních měsících pak zbytečně platí elektrickou energii a náklady na jejich údržbu, aniž by je vlastně od jara až do podzimu plně využili.
Uživatelé technologií pracujících se stlače-ným vzduchem o tlakovém rosném bodu na úrovni –20 °C nebo –40 °C s trvalým úsilím kalkulují své provozní náklady a hledají všemožné úspory při provozu klasických adsorpčních sušičů. Přitom si ale neuvědo-mují, že provozují systémy, které nebyly kon-struovány s ohledem na maximální účinnost a úspornost provozu, mají k dispozici mno-hem ekonomicky výhodnější alternativu.
Tandemové sušiče Antares mohou přinést obeznámeným provozovatelům a uživate-lům kýžený efekt – úsporný pružný provoz podle sezónní potřeby nebo minimalizaci provozních nákladů na technologicky nutné sušení stlačeného vzduchu se záporným rosným bodem.
hiross antares – nový „tandemový“ systém sušení stlačeného vzduchu Společnost Parker Hannifin a její divize Hiross uvedla v letošním roce na náš trh novinku, tzv. tandemový sušič stlačeného vzduchu. Název „tandemový“ v tomto tech-nickém případě znamená sériové zapojení a jednotné řízení dvou klasických technik sušení – kondenzačního a adsorpčního – v jednom skříňovém zařízení (hybridní sušič). Jde o nové využití ověřených technologií, zaměřené na flexibilitu provozu a s ní spojený tlak na minimalizaci nákladů na spotřebovanou elektrickou energii, popř. na redukci spotřeby stlačeného vzduchu.
Základem úspěchu systému Antares je rutinní využití předností systémů pro chla-
zení vzduchu a technik cyklické adsorpce vlhkosti a jejich chytré spojení do jednoho celku, zajišťujícího proces postupného su-šení stlačeného vzduchu.
nová myšlenka v reálné podobě Vlhký neupravený vzduch vstupuje do zaří-zení a nejprve prochází přes hrubší předfiltr. Po tomto prvním stupni filtrace se vzduch zchlazuje prostřednictvím tepelné směny s chladicím okruhem, obsahujícím několik patentově chráněných konstrukčních prvků. Zde dochází ke snížení teploty a tím ke zkondenzování větší části vody, obsažené ve stlačeném vzduchu. Po této první fázi kondenzačního sušení je vzduch filtrován vysoce účinným jemným koalescenčním submikrofiltrem. Na tomto druhém stupni filtrace je odstraněna zbytková olejová mlha a případně i zbylé mikrokapénky vody.
Částečně upravený stlačený vzduch s rosným bodem v rozmezí od +3 do +5 °C je dále upraven pomocí druhé fáze sušení – kompaktní adsorpční jednotkou, pracující na bázi kombinovaného systému tlakové cyklické adsorpce (PSA) a tepelné cyklické adsorpce (TSA). Zde se snižuje vlhkost stlačeného vzduchu na zaručený rosný bod –40 oC. Je však na volbě zákazníka, zda mu vyhovuje tento standardní výstupní rosný bod, anebo se rozhodne pro splnění přes-ných požadavků aplikace v rozmezí od +3 do –70 °C, popřípadě pro flexibilní řízení provozu podle ročních období.
Po vysušení na požadovaný rosný bod vstupuje chladný suchý vzduch na třetí stu-peň filtrace – prachový filtr, který zachycuje postupně se uvolňující prachové částice z adsorbentu (filtry všech tří použitých tříd filtrace jsou certifikovány podle nor-my ISO12500). Ve finální fázi se stlačený vzduch ohřívá na cca 25 °C při pasivní te-
pelné směně s teplým stlačeným vzduchem vstupujícím do zařízení z kompresoru nebo z potrubního rozvodu.
výhody nekonvenčního řešeníPři porovnání nového tandemového systé-mu s klasickým adsorpčním sušičem nebo s častou kombinací za sebou řazeného kon-denzačního a adsorpčního sušiče zjistíme, že nové řešení nabízí jednoznačné technické výhody. Tou hlavní výhodou je skutečnost, že se stlačený vzduch po úpravě na kon-denzační chladicí fázi sušení (před vstupem na adsorpční jednotku) nachází ve 100% nasyceném stavu a má nízkou teplotu. Tyto dva parametry výrazně zlepšují technické podmínky ve druhé fázi adsorpčního sušení. Provoz na výrazně zlepšených charakteris-tikách tlakové a tepelné cyklické adsorpce systému Antares přináší mnohem nižší spo-třebu energie na finální dosušení vzduchu:– regenerace se provádí s radikálně menším
množstvím vzduchu na proplach adsorbé-rů, než je tomu u klasických adsorpčních sušičů se studenou regenerací;
– využitím ohřívače s nízkou energetickou náročností dochází k úspoře spotřeby elektřiny, ve srovnání s podobnými běžně dostupnými systémy až o 44 %.
Celý systém je v jakémkoli provozním reži-mu řízen podle požadovaného rosného bodu. Integrace obou zmíněných technologií sušení do jednoho zařízení navíc vede k úspoře prostoru a ke zjednodušení řízení provozu.
Sušiče Antares jsou volitelně vybaveny obtokovým ventilem, takže uživatel má v létě (kdy nemůže docházet k zamrznutí venkovního potrubí) možnost zcela de-aktivovat nákladově náročnější adsorpční jednotku. V takovém případě dodává sušič Antares stlačený vzduch se spolehlivým rosným bodem v rozmezí od +3 do +5 °C, a to s řádově nižší spotřebou energie než v zimním režimu.
modelová řada První generace sušičů Antares se vyrábí pro vzduchové výkony od 2,5 do 34 m3/min a pracovní tlaky 2 až 16 barg podle konkrétní velikosti stroje. Všechny modely mají ve standardu řízení podle rosného bodu a po 1 stupni pružně nastavitelný tlakový rosný bod od +3 do –70 °C. Teplotní limity jsou následující: teplota stlačeného vzduchu +5 až +65 °C, teploty okolí +5 až 50 °C.
Systém Antares byl poprvé představen distri-butorům Parker Hannifin, odborné veřejnosti, zájemcům a uživatelům v České republice a na Slovensku na začátku roku 2013.
www.parker.cz
Obr. – Tandemové sušiče stlačeného vzduchu Antares
Sterilizace ethylenoxidem pomocí Suchoběžných vakuových SyStémů
Sterilizace produktů a materiálů je zásadní oblastí pro farmacii a zdravotnictví. Existuje několik metod jak sterilizace dosáhnout. Mezi tyto metody patří například sterilizace horkým vzduchem, párou, elektronovým paprskem (E-beam), gama zářením (γ) nebo chemic-ky. Více než 60 % sterilizačních procesů je založeno na použití ethylenoxidu (EtO) [1], který řadíme do kategorie nízkoteplotních chemických sterilizátorů. Sterilizace ethyleno-xidem je především používána pro sterilizaci zdravotnických a farmaceutických produktů, které nelze sterilizovat konvenčními vyso-koteplotními metodami. Mezi tyto produkty patří například plastové obaly, plastové kon-tejnery nebo výrobky obsahující elektronické komponenty.
Ethylenoxid proniká do obalů i výrobků a likviduje mikroorganismy, které zde byly zavlečeny v průběhu výrobního procesu. Zpravidla je pro sterilizační proces použita směs EtO s dusíkem nebo CO2. Sterilizační proces obvykle obsahuje tři kroky: před-přípravu, sterilizaci a odplynění (zbavení komory a výrobků zbytků EtO). Ethylenoxid je velmi výbušný plyn (mez výbušnosti 3 až 100 %) a má také toxické účinky na lidský organismus. Vzhledem k těmto nebezpečím je nutno dbát na bezpečností opatření při konstrukci, provozu i servisu takovýchto sterilizačních zařízení nebo jejich kompo-nent – především pak na požadavky ATEX, ochrany lidského zdraví a přírody.
Vakuum (čerpání) je jedním ze základních prvků tohoto sterilizačního procesu. Je proto klíčové, aby byla zajištěna co nejvyš-ší bezpečnost při dosažení co nejnižších celkových nákladů na provoz („cost of ownership”). Suchoběžné vakuové čerpa-cí systémy Edwards, série EDP Drystar, obsahující unikátní systém ochrany proti výbuchu – jediný, který je nezávisle certifi-kován zvládnout výbuch ethylenoxidu v celé mezi jeho hořlavosti, splňují tyto požadavky beze zbytku.
Suchoběžné vakuové čerpací systémy jsou tak ideálním řešením pro tyto sterilizační procesy a jsou z hlediska celkových nákladů vynikající náhradou tradičních rotačních olejových vývěv a nevyžadují téměř žádný pravidelný servis mezi generálními opra-vami. (Suchoběžné systémy standardně na EtO procesech nevyžadují pravidelný servis po dobu 2 až 5 let. Toto nezahrnuje stan-dardní bezpečnostní kontroly elektrických a mechanických částí.)
maximální bezpečnostEthylenoxid je jedním z nejvíce výbušných materiálů, které známe. Mnoho čerpacích systémů je proto testováno s 45% vodíko-vou atmosférou, která má simulovat EtO.
Nezávislé testy však ukazují, že toto není dostačující. Edwards jako jediný vyvinul a certifikoval systém pro použití se všemi koncentracemi EtO – systém Drystar.
minimální náklady na provoz a údržbuRotační olejové vývěvy mají vysoké nákla-dy na provoz a údržbu = vysoké celkové náklady. Vysoké náklady na údržbu jsou způsobeny především výměnami oleje a generálními opravami. Suchoběžné vývěvy DRYSTAR však mají daleko nižší celkové náklady na provoz než rotační olejové vývěvy. Podle zkušeností zákazníků BOC Edwards, později Edward Limited, ve Velké Británii, Brazílii a Německu je typická doba návratnosti výměny 18 měsíců.
Tradiční olejové rotační vývěvy, které se do značné míry na EtO procesech použí-vají, mají vysoké celkové provozní náklady především protože [1]:
– Vodní páry a ethylenoxid z procesu jsou a b s o r b o v á n y olejem a velmi rychle zhoršují výkon vývěvy. K o n t a m i n o -vaný olej musí být vyměněn a zlikvidován jako nebezpečný od-pad. Někteř í uživatelé tak musí činit každé 2 měsíce.
– Zhoršení výkonu vývěvy někdy vede k nedosažení požadované hodnoty vakua a takto ovlivněné dávky musí být přeruše-ny (za vysokých sekundárních nákladů).
– Jelikož všechen EtO by měl být z procesní komory odstraněn, často je sterilizační proces vybaven na výfuku scrubbery nebo katalyzátory. Provozní olej z vývěv může tyto katalyzátory poškodit (zanést), což může vést ke zvýšeným nákladům (až 10 tis. EUR/rok).
– Rotační olejové vývěvy jsou také více náchylné na poruchy a je nutno u nich častěji přistupovat k velkým nebo gene-rálním opravám.
Suchoběžné vakuové systémy těmito pro-blémy netrpí, a tak při náhradě stávajících vakuových systémů bývá často dosaženo návratnosti 18 až 24 měsíců (viz reálné porovnání vakuového systému GV600/EH1200, B Braun, Brazílie r. 2000). Tyto suchoběžné vakuové čerpací systémy jsou ideálním řešením pro uživatele, kteří mají problémy s tradičními olejovými rotačními vývěvami, nebo chtějí zajistit pro své procesy maximální bezpečnost a snížit celkové náklady na provoz. Vzhle-dem k tomu, že suchoběžné vakuové systémy nepotřebují pro svůj provoz olej nebo jinou provozní kapalinu, zatěžují mnohem méně životní prostředí, příro-du i rozpočty uživatelů na servis. Olej je použitý pouze v převodovkách. Tento olej není vzhledem ke konstrukčnímu řešení v přímém styku s procesními plyny a párami. Není tak významně kontamino-ván EtO nebo vodou.
[1] Dle výzkumu BOC Edwars, později Edwards Limited, Dr. Don Collins
Ing. Martin PaPula, activair s.r.o. – distributor a servisní partner Edwards
pro ČR a SR, e-mail
Obr. 2 – Porovnání nákladů olejové rotační vývěvy vs suchoběžný vakuový systém (B Braun, Brazílie, r. 2000)
organIzátor místo konání partneřI doproVodného programu
LABOREXPO_CH_3-2013.indd 1 28.5.2013 10:35:43
22 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
měření a regulace
ElEktronické přEvodníky a rEgulátory tlaku Bronkhorst
Možnosti měření a regulace tlaku plynů, sta-bilizace tlaku reaktorů řízením průtoku a tlaku vstupujících /vystupujících médií.
El-prEss – digitální elektronické převodníky a regulátory tlakuHolandská firma Bronkhorst High-Tech BV je známa především jako výrobce přesných a spolehlivých hmotnostních průtokoměrů pro plyny a kapaliny. Poněkud méně známé jsou elektronické převodníky a regulátory pro oblast laboratorních i průmyslových aplikací.
Bronkhorst High-Tech zde nabízí svá inovativní řešení, kdy každý elektronický převodník tlaku nebo regulátor je vyroben podle specifikací aplikace a podle podmínek použití; provedení může být laboratorní nebo do průmyslového prostředí se zvýše-nou prašností, vlhkostí nebo nebezpečím výbuchu.
Přístroje řady EL-PRESS jsou vybaveny membránovým piezoelektrickým snímačem tlaku a navazující digitální elektronikou; přístroje nabízejí vysokou přesnost, stabi-litu a spolehlivost. Kromě standardního sériového rozhraní RS232 má uživatel k dispozici vždy jedno ze čtyř klasických analogových rozhraní. K dispozici je rovněž volitelné sběrnicové rozhraní: DeviceNet™, PROFIBUS-DP, Modbus® RTU nebo Flowbus, které bylo navrženo firmou Bronk-horst pro vlastní hmotnostní průtokoměry a nabízí společné řízení všech připojených průtokoměrů a převodníků a regulátorů tlaku tohoto výrobce (max. počet až 100). Sběrnice Flowbus je komplexně podporo-vána: výrobce dodává veškeré potřebné hw prvky, sw moduly jsou dodávány zdarma a zajišťují bezproblémové připojení přístrojů od nejzákladnější programovací úrovně a standard. programů v prostředí Windows (např. Excel) až po aplikace ve vyšších sw prostředích (Lab-View, Control-web apod.) prostřednictvím Flow-DDE serveru.
Regulační proporcionální elektromagne-ticky ovládaný ventil může být integrován jako nedílná součást EL-PRESS měřicího převodníku – potom mluvíme o regulátoru tlaku (EPC); nebo může být připojen jako samostatný ventil s ohledem na specifickou potřebu aplikace. K použití jsou různé řady regulačních ventilů: od nejjednodušších přímo ovládaných ventilů, přes doustupňo-vé, tzv. pilotně ovládané ventily, s vyšším koeficientem průtoku Kv až po speciální ventily pro vysoké tlaky (tzv. Vary-P ventily použitelné až do tlak. diferencí 400 bar), případně ventily s kovovým vlnovcem pro účinnou kompenzaci diferenčního tlaku ventilu.
– el.analogové rozhraní : 0...5 (10) V, 0 (4)...20 mA
– digitální komunikace: RS232, Device-Net™, PROFIBUS-DP®, Modbus-RTU nebo Flowbus.
Oblasti použití:
Výroba polovodičů, stabilizace tlaku v pro-cesních komorách a reaktorech, plynová chromatografie, výrobní procesy MOCVD, stabilizace ochranné plynové atmosféry u tlakového lití.
Obr. 1 – Modelová řada převodníků a regu-látorů EL-PRESS
a) P-502C – Měření tlaku P1, rozsah (1:50)
b) P-506C – Měření rozdílového tlaku; ΔP = P1–P2
c) P-602C – Dopředné řízení tlaku, rozsah (1:20); P1 = tlak vstupujícího plynu, P2 = regulovaný tlak
d) P-702C – Zpětné řízení tlaku, rozsah (1:5); P1 = regulovaný tlak, P2 = tlak vystupujícího plynu
e) P-602C – Řízení rozdílového tlaku; ΔP = P1–P2 dopředným řízením hodnoty P1
typické aplikace
Řízení tlaku v kombibaci s měřením průtoku
Toto uspořádání se používá pro experi-mentální ověření závislosti vstupního tlaku hořáku na průtoku plynu a velikosti vrtání trysky hořáku.
Obr. 2 – Řízení tlaku v kombinaci s měřením průtoku
Plyn
Dopředná regulace tlaku plynového chromatografu
V plynové chromatografii umožňuje do-předná regulace tlaku uživateli zvolit po-žadovaný tlakový profil pro analýzu; tlak je velmi přesně udržován na konstantní hod-notě i při velmi nízkých hodnotách průtoků.
Obr. 3 – Dopředná regulace tlaku plynového chromatografu
Plyn
Zpětná stabilizace tlaku – nezávislá na průtoku vstupujících plynů
Složení směsi plynů je řízeno dvěma hmot-nostními průtkoměry; v reaktorové komoře je testován účinek katalyzátoru, přičemž tlak v komoře je stabilizován nezávisle na celkovém průtoku a složení směsi plynů.
Obr. 4 – Zpětná stabilizace tlaku – nezávislá na průtoku vstupujících plynů
Plyn 1
Plyn 2
Procesníkomora(reaktor)
Stabilizace tlaku reaktoru – řízením průtoku vstupujícího plynu
Regulační ventil hmotnostního průtoko-měru tvoří uzavřený regulační obvod systému s převodníkem tlaku P-502C: hmotnostní průtokoměr F-201CV měří a reguluje po-žadovaný průtok pro udržení nastaveného tlaku; odporový dělič napětí umožňuje uživateli nastavit optimální podíl součin-
P-602CV (dopředný režim) min. 5…100 mbar max. 3,2…64 bar
P-612CV (dopředný režim) max. 5…100 bar
P-702CV (zpětný režim) min. 20…100 mbar max. 12,8…64 bar
P-712CV (zpětný režim) max. 20…100 bar
nosti tlaku a průtoku pro zvýšení stability regulačního obvodu a omezení bezpeč-nostního maxima průtoku. (Schema je symbolické-analogové; podíl součinnosti lze na digitálních přístrojích nastavit na úrovni rozhraní RS232 Master-Slave řízení).
Obr. 5 – Stabilizace tlaku reaktoru – řízením průtoku vstupujícího plynu
Plyn
Reaktor
příklad praktické aplikaceOdpařovací systém CEM se stabilizací tlaku vodních par v reaktoru (4 bar) zpětným regulátorem P-702CV – viz obr. 6; nasta-vení požadovaného tlaku, průtoků vody a nosného plynu a rovněž teploty odpařovací komory CEM probíhá z řídicího PC pomocí komunikačního rozhraní RS485/Flowbus.
Obr. 7 – Regulátor P-602CV s integrovaným ventilem
Obr. 8 – Regulátor P-502CV s externím ven-tilem P-004AC
KRÜSS GmbH představil nový modul pro dynamický analyzátor pěn DFA100 určený k optickému určování struktury kapalných pěn na veletrhu European Coatings Show 2013 v Norimberku.
Přístroj používá obrazovou analýzu pro určování počtu, velikosti a distribuci velikostí bublinek pěny vytvořené přístrojem. Modul struktury pěny obsahuje výškově nastavitel-nou kameru s rychlým snímáním pro měření strukturních změn v čase, čímž se zviditelňuje vnitřní destabilizace pěny dlouho před tím, než dojde k jejímu skutečnému rozpadu.
Obr. – Screenshot software s bublinkami pěny
Torben Schörck, vedoucí vývoje firmy KRÜSS, vidí hlavní aplikace nového modulu v potravinářství, výrobě kosmetiky a čisticích prostředků, kde dotykové vlastnosti spojené se
strukturou pěny hrají spolu se stabilitou pěny významnou roli. „Speciálně zákazníci z oblasti pivovarnictví projevili zájem již v počátečních etapách vývoje. Od našich nadcházejících pre-zentací na veletrzích očekáváme další pozitivní odezvy“, vysvětluje Schörck. Mezi prezenta-cemi plánovanými pro rok 2013 jsou například CESIO v Barceloně a SEPAWA ve Fuldě.
Firma má velmi dobrou pozici na trhu s ten-ziometry a přístroji pro měření kontaktního úhlu. V roce 2010 otevřela novou řadu výrob-ků představením svého přístroje pro analýzu pěn DFA100. Původně se tento modulární přístroj zaměřoval na měření rozpadu nesta-bilních pěn. Modul pro měření obsahu kapali-ny představený v roce 2012 plus nový optický modul jsou zaměřeny na měření stabilních a metastabilních pěn. » www.kruss.de
D-Ex.indd 23 28.5.2013 10:37:04
24 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
laboratorní tECHnika
EZ-produkty – inovované produkty pro membránovou filtraci a stanovení biozátěže pro usnadnění Vaší práce v mikrobiologické laboratoři.
Skupina EZ-produktů obsahuje EZ-Fit™ Manifold, EZ-Pak® Dispenser Curve, EZ-St-ream™ Pump a v neposlední řadě EZ-Fluo™ Rapid Detection System – v této kombinaci získáváte optimální sestavu pro provádění membránových filtrací a rychlé analýzy biozátěže Vašich vzorků.
EZ-Fit™ Manifold usnadňuje laboratorní filtrace. Jeho jedinečný design je založe-ný na využití bajonetových spojek, které umožňují sestavení i rozebrání sestavy bez použití nářadí a nízkém profilu pro zvýšení uživatelského komfortu. Přístup ke všem vnitřním plochám navíc umožňuje jejich snadné vyčištění, což pomáhá při prevenci tvorby biofilmu. Různé filtrační hlavy – všechny s bajonetovými spojkami – činí ma-nifold kompatibilním jak s jednorázovými filtračními nálevkami, tak i s nerezovými či skleněnými nálevkami.
Dalším členem této produktové skupiny je EZ-Pak® Dispenser Curve. Tento dávkovač zajišťuje vysokorychlostní bezdotykové dáv-kování sterilních membrán. Zároveň nový, vylepšený design dovoluje rychlé a pohodlné zakládání membrán.
Pro zvýšení efektivity je možné tuto se-stavu doplnit o pumpu EZ-Stream™ Pump. Odtékající kapalina prochází pumpou přímo do odpadu, čímž se eliminuje potřeba me-zičlánku, a sice odpadní nádoby. Pumpa je konstruovaná pro tichý provoz a úroveň vakua splňuje předepsané parametry.
Rychlý detekční systém EZ-Fluo™ Rapid Detection System je systém pro rychlou detekci a stanovení počtu mikrobiální kon-taminace ve filtrovatelných vzorcích. Jedná
Rodina EZ-pRoduktů pRo mikRobiologické RoZboRy
se o nedestruktivní systém, který je založený na fluorescenčním barvení mikroorganismů.
EZ-Fit™ manifoldEZ-Fit™ Manifold byl konstruován s cílem snížit rizika kontaminací a zároveň učinit filtrace pohodlnějšími.
Snížení rizika falešných výsledků
Při filtraci vody, nápojů a jiných kapalin mo-hou být zbytková množství vzorku zachycena v nepřístupných oblastech filtračního zaří-zení. To může vést k tvorbě biofilmu, který může eventuálně způsobit falešně pozitivní výsledky testu. Jedinečná konstrukce EZ--Fit™ Manifoldu usnadňuje prevenci vůči tvorbě těchto biofilmů. Každá součástka může být vyjmutá bez použití nářadí. Všechny vnitřní plochy jsou přístupné a je možné je tedy snadno vyčistit. Pro zabránění zpětného toku kapaliny ze strany vakuového systému je do spojky pro připojení hadice integrován kontrolní ventil.
Flexibilita systému
Hadice může být napojená na jakoukoliv stranu manifoldu dle potřeby prostorové orientace. EZ-Fit™ Manifold je navíc kompatibilní s různými filtračními hlavami, které jsou uzpůsobené rychlému připojení a umožňují použití jednorázových filtračních nálevek a nálevek pro opakované použití. Nová filtrační hlava pro nálevky Microfil® je konstruovaná tak, aby zvýšila jednoduchost použití, snížila údržbu a omezila riziko kon-taminace. Souvislý lem umožňuje snadný a bezpečný přenos membrány pinzetou. Jiná filtrační hlava se osazuje gumovou zátkou – v tomto případě je možné použití s Merck Millipore nálevkami Monitor 55-Plus™, Microfil® V a Microfil® S. Další filtrační hlava je kompatibilní s nerezovými a skleněnými nálevkami.
Jednoduchost použití
Dvoucestné ventily jsou konstruovány pro usnadnění použití. Nízká konstrukce mani-foldu zvyšuje uživatelský komfort, zvláště při práci v laminárních boxech. Rovněž nastave-ní je snadnější díky systému pro zajištění jeho stability, dokonce i na nerovných pracovních plochách. Celková hmotnost 3-místného ma-nifoldu je pouze 2,9 kg – je možno jej snadno přenést tam, kde jej právě potřebujete.
V souhrnu EZ-Fit™ Manifold nabízí:
– různé filtrační hlavy pro použití jak jed-norázových nálevek, tak i nálevek pro opakované použití,
– snadnou prevenci vůči tvorbě biofilmu,
– rychlé připojení ke zdroji vakua,
– nízkou konstrukci pro pohodlné použití v laminárních boxech.
EZ-pak® dispenser curveEZ-Pak® Dispenser Curve poskytuje rych-lejší a snadnější dávkování membrán.
Rychlejší příprava k práci
Nově konstruovaný EZ-Pak® Dispenser Curve umožňuje nasazení krabičky s filtry za méně než 30 sekund. Po nasazení krabičky není nutné provádět žádné nastavení – membrány jsou automaticky nastavené pro perfektní dávkování.
Rychlejší práce
Průmyslový infračervený senzor dovoluje bezdotykové dávkování membrány za méně než 1 sekundu. Již není zapotřebí tisknout páčku a riskovat kontaminaci. Membrány jsou rozbalovány do polohy, umožňující její snadné odebrání a přenos pinzetou – celý proces můžete provádět jednou rukou. Díky své jedinečné konstrukci může být EZ-Pak® Dispenser Curve snadno přenášen mezi laboratorními stoly a jeho hladký tvar usnadňuje čištění.
Flexibilita a kvalita
Široká rozmanitost EZ-Pak membrán s velikostí pórů od 0,2 µm po 0,8 µm, průměry 47 mm nebo 50 mm, bílou, černou nebo zelenou barvou pokrývá ja-koukoliv aplikaci. Tisk těchto parametrů, včetně katalogového čísla, čísla šarže a čísla membrány na každé pozici usnadňu-je přehled o dávkovaných membránách. Poskytovaná kvalita filtrů je vyjádřená kontrolovanými parametry, uvedenými v certifikátu kvality.
Robustní provoz
Všechny komponenty dávkovače EZ-Pak® Dispenser Curve jsou voleny tak, aby zaru-čovaly dlouhodobé a vysokokapacitní dáv-kování. Pomocí senzoru dochází k dávkování
Obr. – EZ-Fit™ Manifold, EZ-Stream™ Pump, EZ-Pak® Dispenser Curve a EZ-Fluo™ Rapid Detection System
Merck_3-13.indd 24 28.5.2013 10:39:58
25 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
laboratorní tECHnika
vždy pouze jedné membrány. Dávkovač je možné navíc použít bez kabelu: při plně nabité Li-ion baterii může být nadávkováno až 10 000 membrán.
EZ-Stream™ pumpVakuová pumpa EZ-Stream™ je speciálně konstruovaná pro mikrobiologické analýzy.
Díky jejímu kompaktnímu designu je pum-pa ideální pro použití jak na laboratorním stole, tak i v laminárním boxu, kde díky svým rozměrům (š 20 cm, d 17 cm, v 22 cm) nezabere příliš místa. Vakuum je vytvářeno bezúdržbovou membránou a specifickými ventily, které umožňují průtok kapaliny skrz pumpu. Jednoduché připojení pumpy k manifoldu nebo filtrační sestavě a umís-tění odpadní hadice do výlevky umožňuje snadnou přípravu k filtraci.
Není tedy nutné používat žádnou odpad-ní nádobu, která se běžně zařazuje mezi
manifold a zdroj vakua. To zároveň přináší úsporu místa na pracovním stole a eliminuje nutnost rutinního vyprazdňování těžké odpadní nádoby.
Pumpa EZ-Stream™ vytváří vakuum až do hodnoty 600–700 mbar, což je ve shodě s požadavky normy ISO 8199 na jakost vod. Přímý průtok kapaliny pum-pou je transformován do vyššího průtoku. Pumpa tak umožňuje snadnou obsluhu vícemístného manifoldu při poskytnutí srovnatelného průtoku s tradičními va-kuovými pumpami.
V souhrnu pumpa EZ-Stream™ nabízí:
– odstranění manipulace s kapalným od-padem,
– shodu provedení mikrobiologických ana-lýz podle ISO standardů,
– snížení úrovně hluku,
– kompaktní design,
– bezúdržbovou technologii.
EZ-Fluo™ Rapid detection SystemRychlý, nedestruktivní systém pro mikro-biální detekci, založený na fluorescenčním barvení mikroorganismů.
Reader EZ-Fluo™ využívá pro detekci nedestruktivní metodu, která umožňuje, abyste po obarvení a detekci mikroorga-nismů pokračovali v kultivaci do stavu, umožňujících jejich identifikaci pomocí standardních identifikačních technolo-
gií. Toto je ohromná výhoda ve srovnání s jinými rychlými systémy, které nemohou použít pro identifikaci stejný vzorek, jaký byl použitý pro detekci kontaminace. Navíc tato metoda umožňuje získat výsledky za 1/3 doby, která je potřebná při použití tra-dičních kultivačních technik. Po provedení standardní membránové filtrace se tedy výrazně zkracuje doba inkubace membrány na agarovém médiu.
Rychlejší propuštění produktů
V současné době se laboratoře kontroly kva-lity více a více zaměřují na využití rychlých metod pro detekci mikrobiální kontamina-ce. Je to zejména z toho důvodu, že tradiční kultivační techniky potřebují pro poskytnutí výsledku několik dní, a jsou proto limitují-cím faktorem, který nedovoluje propuštění produktu do tržní sítě.
Aplikace
Reader EZ-Fluo™ může být využit pro detekci a stanovení počtu mikrobiální kontaminace v jakémkoliv filtrovatelném vzorku. Potenciálních aplikací je celá řada s následujícími typy vzorků:
MeMbránové vývěvy na 24v DC určené do oEM aplikací
Německý přední dodavatel vakuové techniky Vakuubrand GmbH+Co KG vyrábí kromě řady dalších vývěv i vývěvy do OEM aplikací podle přání zákazníka. Ten si může volit bar-vu, motor, elektrickou výzbroj, upevnění a mnoho dalšího podle konstrukčních potřeb.
Obr. – Vývěva VACUUBRAND MD 1C VARIO--SP™ 24V DC
Membránové vývěvy VACUUBRAND VA-RIO-SP™ s 24V ss pohonem jsou navrženy pro zabudování do zařízení již napojeného na řídicí systém. Kombinují osvědčený membrá-nový systém s válcovou hlavou s nejmoder-nější technologií pohonu a řízení do systémo-vých komponent, tzv. SystemPump – SP. Ten je používán v aplikacích, od nichž se očekává možnost řízení vakua. Elektronicky komuto-
vaný, bezúdržbový, bezkartáčový stejnosměr-ný 24 V motor a jeho rozměry nemají konku-renci. Mají vysoce kvalitní a přizpůsobivou elektroniku zabudovanou do vývěvy, včetně možnosti řízení otáček dovolující přesné řízení hodnoty vakua změnou odsávacího výkonu. Řízení motoru usnadňuje rychlost čerpání, dosažení požadovaného vakua a má vliv na životnost membrány, vibrace, hlučnost a spo-třebu energie. Rychlost otáček lze řídit interně (stálé otáčky) nebo pomocí externího digitální-ho nebo analogového signálu.
Membránové vývěvy VARIO-SPTM nabízejí:– pružnost otáček od 400 do 2200 min-1 do-
volující zkrácení čerpacího času vysokými otáčkami,
– konečné vakuum i při nízkých otáčkách,– zvýšení životnosti membrány a ventilů,– mimořádnou kompaktnost a nastavitelnost
při montáži,– tišší a méně vibrační chod,– nižší spotřebu energie a nižší zahřívání,– ovládání pohonu fixním nebo externím digi-
tálním nebo analogovým signálem,– napájení 24 V DC, které je dostupné na ce-
lém světě.Zájmy VAKUUBRAND v ČR zastupuje spo-
lečnost SciTech s.r.o., Praha. » www.scitech.cz
Vlastní Výroba suchého lEdu
Americká společnost Polar Tech Industries Inc., Genoa, IL, dodává kompletní vybavení pro vlastní výrobu suchého ledu.
Obr. – Absolute Zero® dry ice snow maker
Ruční trysky Absolute Zero® dry ice snow makers jsou ergonomicky navrženy a vyrobeny z nerezi pro vysokou účinnost (až 47 %) výroby o výkonu až 17 lb/2 min. Suchý led je vhodný pro vyplnění prázdného prostoru v izolovaných kontejnerech a je nepostradatelný pro bio-tech, farmacii, klinické laboratoře, konzervace tkání, přepravu balených vzorků a v komerčních a průmyslových procesech. Tuto nabídku ocení každý, kdo se občas snaží o vlastní přípravu suchého ledu z tlakové lahve, nebo je nucen využívat jeho komerčních dodávek. » www.polar-tech.com/main_dryicemaker.htm
SERIVS
Merck_3-13.indd 25 28.5.2013 10:39:59
26 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
rozHovor
Dotace v laboratorní praxi
Žijeme v době, kdy je slovo „dotace“ skloňo-váno ve všech pádech a ve všech oblastech našeho žití. Mnozí z nás si však stále častěji klademe otázku ohledně praktického využití těchto finančních prostředků, efektivity je-jich využití a významu pro náš každodenní život. Uvítal jsem proto pozvání k návštěvě do brněnské společnosti Merci, s.r.o, která má s dotacemi hluboké zkušenosti, abych se na příkladu této společnosti pokusil nalézt odpovědi u jejího generálního ředitele rNDr. Libora reichstädtera, cSc.
tr: pane doktore, před několika málo dny jste slavnostně otevřeli nové školicí středis-ko vaší společnosti. Řekněte nám, prosím, co předcházelo této, pro vaši firmu a i pro odbornou veřejnost, velké události?
LR: Je pravdou, že historie využití dotací v naší firmě je relativně dlouhá a cesta k nim nebyla a není jednoduchá. Klade totiž poměrně vysoké nároky na celý tým pracovníků a vyžaduje mimořádné nasazení všech zúčastněných, pokud má přinést nejen okamžitý efekt, ale současně i pomoci firmě otevřít nové možnosti a zhodnotit takto získaný potenciál.
Proto jsme již před několika lety vy-tvořili úspěšný projekt na vzdělávání našich zaměstnanců, a jelikož jsme nejen obchodní, ale i výrobní firmou, jednalo se o projekt skutečně plošného zvýšení kva-lifikace našich pracovníků od výroby, přes administrativu až po odborné obchodní a servisní pozice. V průběhu tohoto projektu, na který se nám podařilo získat dotaci z fon-dů EU v rámci programu OPLZZ, jsme si plně uvědomili, jaké možnosti se nabízejí, pokud je dotační projekt pojat seriózně a s přihlédnutím spíše k dlouhodobým než k okamžitým cílům. S odstupem času vidíme a vyhodnocujeme pozitivní přínos projektu pro naši výrobní a obchodní čin-nost, protože nám umožnil výrazně zvýšit úroveň a kvalitu našich služeb zákazníkům a podpořil i náš úspěšný vstup na zahraniční trhy. Na základě této pozitivní zkušenosti jsme se rozhodli využít možností, které se naskýtají v současnosti v podstatě každému.
Systém evropských dotací nám umožnil vypracovat v rámci programu OPPI projekt, jehož cílem bylo zkvalitnění zázemí pro naši práci a další zvyšování vlastní konkurence-schopnosti, a který nám poskytnul možnost zahrnout do projektu vzdělávání širokého okruhu našich zákazníků. Zároveň urychlil i zavádění nových technologií do výzkumné a výrobní praxe nebo pomohl s proškolením uživatelů námi dodávaných technologií. Na-víc nám povaha dotačního titulu umožnila nabídnout část kapacity školicího střediska i externím subjektům, ať již z řad našich zákazníků nebo partnerských organizací a využití této kapacity k účelům, o kterých jsem hovořil.
tr: vaše firma patří ale již dlouhou mezi přední a velmi úspěšné dodavatele labo-ratorního vybavení. Máte vůbec zapotřebí využívat dotace a s tím spojené a poměrně složité administrativní úkony? Mohli byste si přece dovolit jako ryze česká firma bez zahraniční kapitálové účasti, proinvestovat takový projekt z vlastních zdrojů a nebýt vázáni na účel užití dotace, neřešit nále-žitosti povinné publicity, monitorovacích zpráv a podobně?
LR: To máte sice pravdu, ale za prvé. Jako správný hospodář bychom řešili takový projekt skromněji, zatím co dotace nám umožnila pojmout ho v celé šířce možností účelu užívání. Tedy jak jsem zmínil, nejen pro naše vlastní zaměstnance, ale i pro účely vzdělávání našich klientů. Za druhé. Právě dotace nám umožnila proinvestovat projekt, který je dimenzován k reálnému vy-užívání i v dlouhodobém výhledu a který má potenciál se přizpůsobovat potřebám, jak našim vlastním, tak i potřebám a podnětům vnějším, tedy z trhu. A víte, že právě vnější podněty se vzhledem k rychlosti s jakou se vyvíjí současné „top“ oblasti vědy a výzku-mu, mění rychle a často. Ať již hovoříme o genetice, bioinformatice, nanotechno-
logiích a podobně. V tom vidíme nejvyšší přidanou hodnotu v dotacích obecně.
tr: takže jste s pomocí dotace z eU posta-vili multifunkční školicí středisko v brně. Jaké tedy je? Můžete pár slov k tomu, co se za tímto honosným označením skrývá?
LR: Celý projekt je skutečně koncipován pro širokou škálu využití a přitom s ohledem na nízké provozní náklady a šetrnost k ži-votnímu prostředí. Právě provozní náklady bývají při plánování projektů hrazených z dotací opomíjeny a my se nechtěli dostat do situace, že budeme mít budovu, jejíž provozní náklady budou natolik neúnosné, že by nás mohly v budoucnu ekonomicky zatěžovat.
Postavili jsme proto budovu s nízkou ener-getickou náročností a s možností flexibility jejího vnitřního členění, která je navíc celá postavena takříkajíc na základech budo-vy stávající, bez nutnosti záboru nového pozemku. Původní jednopodlažní kance-lářský objekt byl esteticky zakomponován do tělesa budovy nové, která čítá další dvě nadzemní podlaží. V rámci původního objektu bylo vybudováno foyer s recepcí a vstupem do prostor školicího střediska. Celá budova je nyní také plně přístupná i handicapovaným spoluobčanům. Samotné školicí středisko je rozděleno na část teore-tického a praktického vzdělávání. Učebny a sál teoretické části jsou plně audiovizuálně vybaveny a umožňují i tzv. Remote educa-tion, tedy školení na dálku, kdy lektor je například v Německu a pomocí kamery je snímán a obraz a zvuk přenášen do našeho střediska. Navíc, lektor může například provést posluchače na dálku výrobním pro-vozem, kam za normálních okolností není možný vstup. Učebny praktické výuky jsou pro studijní účely osazeny typickými prvky všech nabízených řad laboratorního nábytku MERCI® a umožňují tak prezentace a výuku
Obr. 2 – Nová budova školícího střediska společnosti MERCI, s.r.o. v Brně
Merci.indd 26 28.5.2013 10:42:26
27 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
rozHovor
jak projektování, tak montáže, údržby i řád-ného užívání v případě zákazníků a servisu.
Obr. 3 – Výukové prostory společnosti Merci, s.r.o.
Školicí středisko poskytuje samozřejmě i sociální zázemí s kuchyňkami a pracovnami školitelů a moderní IT infrastrukturu.
tr: co tedy vidíte jako hlavní přínos vašeho dotačního projektu a především, komu je určen? pokud totiž hovoříme o dotacích, často slýcháme tvrzení, že jsou přínosem pro úzkou skupinu vyvolených a systém čerpání dotací je jen plýtvání finančních prostředků občanů evropské unie.
LR: Jak jsem řekl již v předcházejících vě-tách, náš projekt bude sloužit ke vzdělávání a zvyšování znalostí a dovedností nejen na-šich zaměstnanců, ale především i odborné veřejnosti. Důraz klademe na výchovu nás všech k ekonomickému chování řádných
hospodářů a k šetrnosti k životnímu prostře-dí nejen v současnosti, ale i v budoucnosti, a to je myslím hlavní náplní našeho projektu. Musím také zmínit, že pojetí projektu, díky dotačnímu titulu, vedlo i k vytvoření nových pracovních míst v naší firmě. Domnívám se, že právě toto naše, řekněme jiné pojetí sou-kromého podnikání, vyneslo firmu MERCI, s.r.o. na čelní pozici na trhu a jsme rádi, že se nám úspěšně daří zcela naplnit heslo všech EU dotací: „Investice do Vaší budoucnosti“.
tr: Děkuji za rozhovor a přeji vám mnoho dalších úspěchů.
Přední světový výrobce nanoanalytické instru-mentace JPK Instruments AG, oznámil, že u příležitosti Biophysics Annual Meeting ve Filadelfii uvedl na trh novou generaci optic-kých tweezrů (pinzet) pro kvantitativní měření NanoTracker™ 2.
Jedná se o optickou pinzetovou platformu založenou na invertovaném optickém mikro-skopu pro výzkumné účely a navrženou pro citlivé manipulace, silová působení a sledovací experimenty. Pomocí trackeru NanoTracker™ 2 si může uživatel uchopit a přenést částice o velikosti řádu od µm do 30 nm a být schopen řízeně takové vzorky sledovat, manipulovat s nimi s nanometrickou přesností, při půso-bení sil s rozlišením v oblasti femtoNewtonů. Tato technologie znamená precizní, kvantita-tivní a reprodukovatelné měření interakcí čás-tic nebo buněk.
Obr. – NanoTracker™ 2 optical tweezers system fy JPK Instruments
Systém NanoTracker™ 2 podává přesné informace o mechanice jednotlivých molekul a může být využit i pro určování mechanických charakteristik, jakými jsou adheze, elasticita nebo jejich tvrdost. Tudíž je tato technika evi-dentním přínosem pro ty, kteří chtějí mít abso-lutní kontrolu nad silami působícími na jednot-livé molekuly nebo nanočástice a není určena pro elektroniky nebo strojaře, ale pro biology a chemiky. Dává jim použitelný systém obvyklý při mikroskopii, včetně nenáročného softvéru,
nicméně mimořádně vhodného a účinného při optických experimentech.
JPK má velkou reputaci v oblasti AFM a for-ce mikroskopie pro širokou vědeckou obec, do které patří biofyzikové, biochemici, biologové a pracovníci ve výzkumu polymerů, kteří jsou schopni pracovat s jednotlivými molekulami a nanočásticemi a mají v úmyslu sledovat je-jich vlastnosti a jejich interakce při citlivé mani-pulaci. Optická pinzetová platforma poskytuje měřitelnou sílu s minimálním šumem a vyso-kou stabilitou a zároveň optickou mikroskopii doplněnou o spektroskopické techniky. Je vy-bavena novou silovou úchytkou se schopnost-mi multiplexování a de-multiplexování signálu přizpůsobením akusticko-optických deflektorů s prostorovým řízením optického paprsku.
Nový systém přichází s celkovým zvýšením výkonnosti, speciálně u nastavování paprs-ku díky vysoce přesným pivot-point piezozr-cátkům a detekčnímu systému, který přináší kompletní přepracování optické cesty. Výsled-kem je lepší linearita a oslabení přeslechů, zvyšující citlivost měření všech sil. Jsou také implementovány nové funkce ke zvýšení přes-nosti kalibrací pastí, což umožňuje získání dalších materiálových charakteristik.
Všechny schopnosti systému NanoTra-cker™ 2 jsou uvedeny v osmistránkovém prů-vodci, který je dostupný na stránkách JPK. » www.jpk.com
Blackmer® přichází s BezmazNými pístovými kompresory řady hd a hds
Blackmer®, globální lídr v konstrukci a výrobě objemových a odstředivých čerpadel a pís-tových kompresorů, reagoval u bezmazných pístových plynových kompresorů řady HD a HDS na obavy ohledně kontaminace recy-klovaných par a kondenzátů z ropných a ply-nových polí.
Pro maximální výkon a spolehlivost za nej-těžších provozních podmínek má kompresor
velmi účinné ventily, lité ocelové písty, samo-nastavitelná těsnění pístu a řadu dalších ro-bustních konstrukčních prvků.
Bezmazné (oil-free) kompresory řady HD a HDS mají zcela oddělený prostor mezi válcem a klikovou skříní. Přívody jsou situovány v hor-ní a dolní části válce a mohou sloužit k pro-plachu, kompresi nebo ventilaci výparů. Díky tomu má kompresor výpary zcela pod kontro-lou, protože u jiných typů se normálně přepou-štějí do klikové skříně. Tím je umožněna kon-trola potenciálně škodlivých výparů, které se dají vést do speciálního bezpečného prostoru k likvidaci a nemohou uniknout do ovzduší.
Obr. – Pístový kompresor řady HD
Pístové kompresory série HD a HDS fy Backmer®, které jsou k dispozici v jednostup-ňovém nebo dvoustupňovém uspořádání, jsou konstruovány pro maximální výkon a spolehlivost za nejsložitějších podmínek. Pro-to jsou opatřeny ventily s těsněním z PEEK, litou hlavou a válcem, dvěma sadami pístních PTFE těsnění na každé pístnici pro maximální těsnost proti úkapům, pístními kroužky s TFE a tlakově mazanou klikovou skříní. Bezmaz-nou konstrukci představuje to, že prostor nad pístem není mazán olejem, kterým není konta-minován proud plynu.
Model HDS je konstruován pro kyselé plyny, pročež je použit speciální materiál v souladu s NACE a plyn může obsahovat až 8 % H2S. » www.blacmer.com
SERIVS
Merci.indd 27 28.5.2013 10:42:28
28 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
skladování CHEMikálií
Skříně a Sklady na nebezpečné látky
Řešíte skladování nebezpečných nebo hořla-vých látek? Potřebujete tyto látky umístit do výrobních prostor nebo již existujících skladů?
Již více než 25 let se společnost DENIOS zabývá vývojem a výrobou prostředků a systémů pro bezpečnou manipulaci a skla-dování pohonných hmot, olejů, hořlavých látek, odpadů a jiných nebezpečných látek. Tento kompletní výrobní program předsta-vuje širokou škálu nabízených řešení od samostatných záchytných van z oceli nebo plastu různých záchytných objemů, podla-hových plošin, regálů, skladovacích skříní až po skladovací kontejnery určené pro vnější i vnitřní umístění. Vrcholem nabídky a technických možností jsou individuální projekty, ve kterých dokáží naši projek-tanti a technici připravit skladovací systém přesně podle zadání a potřeb zákazníka. Při navrhování těchto projektů vycházíme z dlouholetých praktických zkušeností získa-ných při realizacích zakázek po celé Evropě. Touto činností zároveň umožňujeme našim zákazníkům plnit legislativní požadavky na skladování nebezpečných chemických látek. Zaměstnavatel – právnická, či fyzická osoba, je povinen chránit bezpečnost a zdraví zaměstnanců, a proto je povinen skladovat nebezpečné chemické látky jen na místech k tomu určených, v předepsaném množství, správných obalech, dbát pokynů ke sklado-vání daných výrobcem a dodržovat zásady společného skladování – tj. neskladovat společně reagující látky. Toto vše umožňují naše skladové systémy pro skladování vět-ších množství nebezpečných látek a skříně pro skladování menších množství nebez-pečných látek.
Skříně na nebezpečné látky – ekologické a chemické skříněBezpečné skladování menšího množství nebezpečných a chemických látek umož-ňují speciální bezpečnostní skříně. Při skladování nebezpečných látek je důležité zajistit základní legislativní požadavky, a to hlavně zabránit úniku těchto látek do okolí a podzemních vod (Zák. č. 254/2001 Sb.).
Na dně bezpečnostní skříně musí být instalována záchytná vana. Tato vana musí být navržena tak, aby při náhodném rozlití tekutin v jednotlivých policích došlo k jejich stečení do této vany. Kapacita této vany by měla být minimálně 10% z celkového objemu látek skladovaných ve skříni nebo minimálně 100% objemu největší skladova-né nádoby. Bezpečnostní skříně jsou uzamy-katelné, je možné je vybavit polyetylénovými vložnými vanami a jsou zejména vhodné pro skladování nebezpečných chemických látek a jejich směsí (Zák. č. 350/2011 Sb.). Bezpečnostní skříně nabízí rovněž řešení v případě zákazu společného skladování některých látek. Jejich vzájemnému půso-
bení lze totiž zamezit umístěním do různých samostatných nebo speciálně rozdělených skříní. Tyto skříně tak mohou často plně nahradit stavění a vybavení nákladných skladovacích prostor.
Obr. 1 – Skříň na chemikálie
Skříně na hořlaviny – protipožární skříněBezpečné skladování menšího množství hořlavých látek umožňují speciální proti-požární skříně, které jsou konstruované zejména pro skladování hořlavin 1. a 2. třídy nebezpečnosti.
Pro skladování hořlavých kapalin (HK) platí požadavky ČSN 650201. Každé skla-dování hořlavých kapalin je nutné vždy posoudit individuálně. Sklady HK jsou klasifikovány v závislosti na skladovaném množství hořlavých kapalin všech tříd ne-bezpečnosti.
Volné skladování hořlavých a nebezpeč-ných látek přímo na místě jejich užití je velice nebezpečné vzhledem k vysokému riziku vzniku požáru. Těmto událostem lze částečně předejít použitím certifikovaných protipožárních skříní určených k bezpečné-mu skladování hořlavin a jiných nebezpeč-ných látek. Požadavky na vlastnosti těchto produktů a příslušné kontrolní mechanismy řeší evropská norma EN 14470-1, účinná od 1. 7. 2004.
Norma EN 14470 obsahuje tři hlavní bezpečnostní požadavky na skladování hořlavin:
– minimalizace nebezpečí vzniku ohně spo-jeného se skladováním hořlavin a ochrana skladovaných hořlavin v případě požáru,
– minimalizace množství výparů vypouště-ných do prostoru pracoviště,
– záchyt rozlitých tekutin uvnitř skladového prostoru.
Obr. 2 – Protipožární skříň na hořlaviny
Bezpečnostní protipožární skříně se dodá-vají s požární odolností 15, 30, 60 a 90 minut.
V případě požáru se dveře bezpečnost-ních protipožárních skříní musí automatic-ky uzavřít při okolní teplotě 50 °C ±10 °C. Všechny ventilační otvory se musí uzavřít následně při dosažení teploty 70 °C ±10°C. Potom bude skříň bezpečně uzavřena z hlediska ochrany uskladněných hořlavin před ohněm. Například hořlaviny usklad-něné v bezpečnostní protipožární skříni typu 90 budou chráněny proti vznícení minimálně po dobu 90 minut od vzniku požáru. To znamená, že během 90 minut teplota uvnitř skříně nevzroste o více jak 180 °C v porovnání s počáteční teplotou 20 °C ±5 °C. V případě požáru tak bude mít personál dostatečný čas na odchod z pracoviště a hasiči na vstup do těchto prostor a uhašení požáru.
V bezpečnostních protipožárních skříních mohou být hořlavé kapaliny bezpečně ulo-ženy a chráněny před požárem v jejich okolí. Nejdůležitějším ochranným cílem těchto skříní je, aby byla pracujícím v tomto pro-storu poskytnuta dostatečná doba k úniku. Kromě toho bude poskytnuta dostatečná doba také hasičům a záchranářům k zása-hům v pracovních prostorách.
Pro další případné informace, objednání hlavního katalogu s kompletním sortimen-tem, či sjednání schůzky s naším obchodním zástupcem se obracejte na naše odbor-níky na bezplatné tlefonní lince 800 383 313 nebo navštivte naše webové stránky www.denios.cz.
VyhodnocoVání experimentálních dat (3)JaVůrek m., taufer i.Univerzita Pardubice, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Katedra řízení procesů, [email protected], [email protected]
V tomto dílu seriálu jsou uvedeny další nástroje exploratorní analýzy dat pro odhalování míry symetrie, lokální koncentrace dat a případné odlehlé body v analyzovaném výběru dat. Tento postup slouží především k rozhodnutí o normalitě či nenormalitě dat, od které se odvíjí další postup vyhodnocení.
1 ÚvodExploratorní analýza je vysoce objektivní nástroj pro posuzování statistických zvláštností reálných experimentálních dat. Používá především řadu grafických pomůcek, které pomocí různých způ-sobů zobrazení vzájemných kombinací pořadové pravděpodobnosti a kvantilů dokáží zobrazit specifické odchylky dat od teoretic-kých rozdělení. Právě tyto grafické pomůcky mají podstatně vyšší vypovídací schopnost v porovnání s kumulativními numerickými testy, které veškeré vlastnosti dat shrnují do jednoho či několika číselných údajů.
2 nástroje exploratorní analýzy
2.1 Graf rozptýlení s kvantily
Jedná se o velmi jednoduchý graf, ovšem s vysokou vyjadřovací schopností. Na vodorovné ose vynášíme pořadovou pravděpo-dobnost Pi a na svislé ose pořádkové statistiky xi. Pro symetrické rozdělení průběh představuje symetrická sigmoidní křivka. Dále se do grafu vynáší poloha základních kvantilů – medián, dolní i horní kvartily, oktily a sedecily. Tyto pak spojením tvoří obdélníky – kvar-tilový, oktilový a sedecilový (svislé hrany kvartilového obdélníku jsou na souřadnicích 0,25 a 0,75, oktilového na souřadnicích 0,125 a 0,875, sedecilového na souřadnicích 0,0625 a 0,9375). Úsečka uvnitř kvartilového obdélníku určuje interval spolehlivosti mediánu. Tyto obdélníky by pro symetrická rozdělení měly být symetrické podle mediánu. Pro výběry sešikmené k vyšším hodnotám je sig-moida konvexně rostoucí, pro výběry sešikmené k nižším hodnotám je konkávně rostoucí. Odlehlá pozorování způsobují prudký nárůst směrnice sigmoidy, vícemodální rozdělení tvoří na sigmoidě části s téměř nulovou směrnicí. Princip grafu viz obr. 1, jeho vzhled pro různá rozdělení viz obr. 2 [1].
Obr. 1 – Konstrukce grafu rozptýlení s kvantily. Vlevo umístěn graf rozptýlení, vpravo vrubový krabicový graf. Na svislé ose vy-značeny polohy základních kvantilů (M – medián, FD,H – kvartily, ED,H – oktily a DD,H – sedecily). Číselné hodnoty vyznačené na vodorovné ose označují rozsahy pořadové pravděpodobnosti pro jednotlivé obdélníky
Obr. 2 – Grafy rozptýlení s kvantily pro a) rovnoměrné, b) normální, c) exponenciální a d) Laplaceovo rozdělení
2.2 Jádrový odhad hustoty pravděpodobnosti
Tento graf modeluje rozložení hustoty pravděpodobnosti pro ana-lyzovaná data. Shoda průběhu funkce se standardním průběhem typickým pro Gaussovo rozdělení je další vodítko pro posouzení šikmosti a špičatosti ev. lokální koncentrace dat. Průběh funkce je dán rovnicí (1):
(1)
kde
Pro složitější průběhy hustot je vhodnější konstruovat jádrové odhady s proměnlivou šířkou pásu h, viz [2].
2.3 Histogram
Je to obrys sloupcového grafu, který má na ose x jednotlivé třídy dat, které definují šířky sloupců, a na ose y empirické hustoty pravděpodobnosti. Z tvaru histogramu pak usuzujeme na shodu s některým rozdělením. Nejdůležitější je volby šířky třídy – je-li velká, ztratí se proměnlivost tvaru, je-li malá, ztrácí se trendy průběhu. Pro přibližně symetrická rozdělení lze užít rovnici (2) pro počet tříd L:L = int (2√n) (2)univerzální využití má však vztah (3):L = int (2,46 (n–1)0,4) (3)
Dokončení na další straně
Vyhodnocování3.indd 31 28.5.2013 10:52:21
32 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analýza dat
Pokud není příliš sešikmené rozdělení, lze užít šířky tříd o stejné velikosti, dané rozdělením intervalu počtem tříd L.
Výška sloupce je pak dána počtem prvků v dané třídě. Pro účely porovnání se histogram doplňuje teoretickými hustotami pravdě-podobnosti, viz obr. 4.
Obr. 3 – Jádrové odhady hustoty pravděpodobnosti pro výběry z rozdělení a) rovnoměrného, b) normálního, c) exponenciálního a d) Laplaceova. Čárkovaně je znázorněna hustota Gaussova rozdě-lení s parametry a plnou čarou jádrový odhad hustoty pravděpo-dobnosti empirického rozdělení výběru
Obr. 4 – Histogramy s konstantním dělením (plná čára) pro výběry z rozdělení a) rovnoměrného, b) normálního, c) exponenciálního a d) Laplaceova. Čárkovaně je vyznačena hustota Gaussova rozdělení
V dalším si ukážeme grafy pro porovnání empirického rozdělení dat výběru vůči některému z teoretických rozdělení. Jelikož nejdů-ležitější je posouzení shody s normálním rozdělením, bývá nejčastěji právě toto jako teoretické.
2.4 Kvantil – kvantilový graf (Q – Q graf)
Porovnává kvantilovou funkci QE(P) vyjádřenou pomocí pořádko-vých statistik vůči kvantilové funkci QT(P) zvoleného teoretického rozdělení. Při shodě rozdělení musí platit přibližná shoda kvantilů, závislost by měla být lineární (nazýváme ji Q – Q graf). Linearitu průběhu je možno hodnotit pomocí nástrojů lineární regrese – např. korelačního koeficientu.
Typické průběhy viz obr. 5. U těchto grafů je obtížné rozlišit normální a Laplaceovo rozdělení.
Obr. 5 – Grafy Q – Q pro porovnání výběru z normálního rozdělení s teoretickým a) rovnoměrným, b) normálním, c) exponenciálním a d) Laplaceovým rozdělením. Přímka znázorňuje teoretický průběh
2.5 Rankitový graf
Zde se provádí porovnání kvantilů normovaného normálního rozdělení (osa x) a pořádkových statistik (osa y). Umožňuje orientační zařazení výběrového rozdělení podle šikmosti, špičatosti a délky konců. Konvexní příp. konkávní průběh indikuje zešikmené rozdělení výběru, esovitý průběh ukazuje na rozdílnost délek konců při porovnání s normálním rozdělením. Lze indikovat směs více rozdělení a přítomnost vybočujících bodů. Typické průběhy viz obr. 6, na obr. 7 jsou ukázány anomálie rankitových grafů, které umožňují dělat bližší závěry o datovém výběru.
Obr. 6 – Rankitové grafy pro výběry z rozdělení a) rovnoměrného, b) normálního, c) exponenciálního a d) Laplaceova. Přímka znázor-ňuje teoretický průběh
2.6 Pravděpodobnostní graf (P – P graf)
Tento graf je obdobou Q – Q grafu, ale porovnáváme distribuční funkci výběru, tj. pořadovou pravděpodobnost, se standardizovanou distribuční funkcí zvoleného teoretického rozdělení. Standardizo-
Vyhodnocování3.indd 32 28.5.2013 10:52:23
33 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
analýza dat
vaná veličina je definována rovnicí (2):
(2)
kde Q – parametr polohy, R – parametr rozptýlení (používají se momentové odhady).
V případě shody výběrového rozdělení se zvoleným teoretickým je grafem přímka s jednotkovou směrnicí a nulovým úsekem. Tyto grafy jsou citlivé na odchylky od teoretických rozdělení ve střední části, kdežto Q – Q grafy spíše v oblastech konců, tudíž se vzájemně doplňují.
2.7 Kruhový graf
Tento graf umožňuje ověření, zda výběr pochází z rozdělení defi-novaného distribuční funkcí Fe(x), která je úplně definována včetně svých parametrů. Transformací
Z(i) = Fe(x (i)) (3)
získáme veličiny Z(i) téměř rovnoměrně rozdělené v intervalu [0,1]. Pak se definuje soustava vektorů vi o délce l0 a směru πZ(i):
(4)
Složky vektorů vi jsou dány:
vxi = l0 cos (πZ(i))
vyi = l0 sin (πZ(i)) (5)
Vlastní kruhový graf vznikne spojením vektorů v1, v2, …, vn, –v1, –v2, …, –vn, čímž se vytvoří polygon o 2n vrcholech. Jako distribuční funkce Fe se zpravidla volí distribuční funkce normálního rozdělení a graf pak slouží k ověření normality výběru. Tento graf bývá pova-žován za velmi významný při posuzování neznámých dat. Typické průběhy jsou znázorněny v obr. 8.
2.8 Některé numerické charakteristiky
Pro posouzení typu rozdělení datového výběru se kromě zmíněných grafických nástrojů používá řada numerických testů, které popíšeme v dalším pokračování seriálu. Tyto testy jsou sice jednodušší pro vytvo-ření závěru o datech uživatele, ale jejich účinnost je nižší. Rozhodně neobsáhnou mnohotvárnost různých typů experimentálních dat.
Zde si pouze uvedeme některé charakteristiky robustního typu, jejichž hodnoty také vypovídají o vlastnostech výběru. Nahrazují nám centrální momenty platné pouze pro normální rozdělení.
V oblastech oktilů a sedecilů není příliš výrazný rozdíl mezi nor-málním a Laplaceovým rozdělením. Rozdělení sešikmená k vyšším hodnotám mají SL záporné, sešikmená k nižším hodnotám mají SL kladné. Hodnota pseudosigmy GL s prodlužováním konců roste.
3 ZávěrV příspěvku navazujícím na předchozí díl seriálu je předložena řada dalších nástrojů pro posouzení statistických odlišností dato-vých výběrů. Jsou zdůrazněny především grafické nástroje, které mají podstatně vyšší rozlišovací schopnost pro různé reálné datové výběry. O to větší nároky však kladou na vyhodnocení a tvorbu závěrů – je třeba jistá praxe a zkušenost.
literatura[1] MELOUN, M.; MILITKÝ, J. Statistická analýza experimen-
tálních dat. Praha: Academia, 2004. 953 s. ISBN 80-200-1254-0
[2] MELOUN, M.; JAVŮREK, M.; MILITKÝ, J. Chemometrie II. Aplikace počítačů v analytické a fyzikální chemii. Pardubice: VŠCHT Pardubice, 1988. 322 s.
AbstractEVALUATION OF ExPERIMENTAL DATA (3)Summary: In this part of the series, further tools are presented of exploratory analysis of data for revealing the symmetry measure, local data concentration and potential outlier points in the data selection analyzed. This procedure serves, first of all, the decision about normality or non-normality of data, wherefrom the further procedure of evaluation is deduced.
Key words: exploratory data analysis, diagnostics graphs, evaluation of data
Obr. 7 – Některé anomálie rankitových grafů: a) symetrické a ploché rozdělení, b) symetrické a špičaté rozdělení, c) vlevo sešikmené rozdělení, d) vpravo sešikmené rozdělení, e) směs dvou rozdělení a f) přítomnost vybočujících měření
Obr. 8 – Kruhové grafy pro výběry z rozdělení a) rovnoměrného, b) normálního, c) exponenciálního a d) Laplaceova
Tab. 1 – Charakteristiky šikmosti a špičatosti
Název Definice Vyjadřuje Pro kvantil LPolosuma ZL 0,5 (LD + LH) symetrii při ZL = 0 E, E, D, …
Problematika Přenosu tePla u deskových výměníkůkubín m.VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav Technických zařízení budov, [email protected]
V příspěvku je nastíněna problematika přenosu tepla u deskových výměníků. Na rozboru součinitele přestupu tepla, který je funkcí mnoha proměnných, je ukázána složitost celé problematiky. Součinitel přestupu tepla podstatným způsobem ovlivňuje velikost přenosu tepla. To má velký vliv na optimální využití deskového výměníku v technické praxi.
1 ÚvodProblematika přenosu tepla látkou je všeoobecně poměrně velmi složitá. Pokud látky nemění své skupenství, teplo se mezi nimi může šířit nebo přenášet jen tehdy, pokud mají tyto látky rozdílnou teplo-tu. Formy přenosu tepla (vedení, proudění, sálání) se vzájemně od sebe značně liší, a proto se řídí různými zákonitosmi.Přenos tepla, který je vázaný na přenos látky (plynná fáze tekutiny), nevyžaduje rozdíl teplot, ale rozdíl koncentrací, popřípadě parciálních tlaků látky, v různých částech jejího objemu.
Ve skutečnosti se uvedené druhy přenosu tepla nevyskytují vů-bec samostatně a nebo velmi zřídka. Ve většině případů je jeden způsob přenosu tepla doprovázen způsobem jiným. To je také případ přenosu tepla v deskových výměních, ve kterých se přenos tepla uskutečňuje nejčastěji z proudící teplejší tekutiny 1 do druhé chladnější tekutiny 2 přes pevnou dělicí stěnu (desku), která je navzájem od sebe odděluje (rekuperační výměníky tepla), kde se druhy přenosu tepla vyskytují v různých kombinacích. Tento složený způsob šíření, neboli přenosu tepla, pak nazýváme prostup tepla. Podívejme se nyní v krátkosti, čím je přenos tepla charakteristický u deskových výměníků tepla.
2 charakteristika přenosu teplaPřenos tepla výměníkem obecně závisí na těchto faktorech:
– vstupní a výstupní teploty tekutin proudících výměníkem (charakteristická teplota Δt),
– směr a charakter proudění tekutin ve výměníku tepla,
– druh a vlastnosti proudících tekutin,
– velikost teplosměnné plochy S a profilace desek výměníku,
– materiál, tloušťka desek a jejich vzdálenost od sebe, (poměr vzdá-lenosti desek k výšce desky vyjádřený vztahem δ/L1 se označuje jako charakteristický rozměr Δh (–) při šířce desky B = 1 m),
– ostatní.
Přenos tepla Q výměníkem je charakterizován základní výpočto-vou rovnicí ve tvaru:Q = k.S.∆t [W],
kde k – součinitel prostupu tepla [W/m2 .K], S – plocha přenosu tepla [m2], ∆t – střední rozdíl teplot proudících tekutin ve výměníku [K].
Po rozepsání pro deskový výměník platí:
– součinitel prostupu tepla k se určí obecně ze vztahu: 1k = ———————— 1/α1+dd/λd+1/α2
[W/m2.K],
kde α1 – součinitel přestupu tepla mezi proudící tekutinou 1 a deskou výměníku na primární straně [W/m2.K], α2 – součinitel přestupu tepla mezi deskou a proudící tekutinou 2 na sekundární straně [W/m2.K], dd – tlouštka desky výměníku [m], λd – tepelná vodivost materiálu desky výměníku [W/m2.K].
– plocha přenosu tepla, neboli teplosměnná plocha, se určí ze vztahu:
S = m.Sd,kde Sd je oboustranná teplosměnná plocha jedné desky [m2] při počtu desek m.
– střední logaritmický rozdíl teplot je dán vztahem:
∆t = ∆tln = ∆t1–∆t2/ln∆t1/∆t2 [K],
kde ∆t1, ∆t2 – rozdíly vstupních a výstupních teplot tekutin 1 a 2 proudících výměníkem [K].
Pro praktické výpočty je možné použít hodnoty k uvedené v od-borné literatuře – viz tab. 1.
Tab. 1 – Informativní hodnoty součinitele prostupu tepla k [7]
Výměníky kapalina-plyn, cca 0,1 MPa (ohřívače vzduchu ze žebrovaných trubek, trubkové výměníky, kotle na odpadní teplo,
sprchové chladiče)
15–80
Trubkové výměníky plyn-plyn, 10 až 20 MPa, výměníky voda-voda,
voda-pára v tepelných stanicích
150–500
Výměníky kapalina-kapalina různých konstrukcích
200–1200
Odparky, výparníky, kondenzátory 300–3000
Kondenzátory parních turbín 1 500–4 000
Když se podrobněji podíváme na uvedené vztahy, zjistíme, že největší problém způsobuje stanovení hodnot součinitele přestupu tepla α1, α2 respektivě α, který je funkcí mnoha proměnných:
α = f (w, λ, ρ, c, η, ∆t, t, l,………),
kde w – rychlost proudění tekutiny [m/s], λ – tepelná vodivost teku-tiny [W/m K], ρ – hustota tekutiny [kg/m3], c – měrná tepelná kapa-cita [J/kg K], η – dynamická viskozita [Pas], ∆t – rozdíl teplot [K], T – teplota proudící tekutiny [°C], l – charakteristický rozměr [m].
Obr. 1 – Průběh teplot tekutin ve výměníku tepla při protiproudovém uspořádání s různou hodnotou tepelné kapacity průtoku tekutiny Ċ [4]
Kubín3.indd 34 28.5.2013 10:58:40
35 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
chemické inženýrství
Hodnoty součinitele přestupu tepla α1 (na straně tekutiny 1) a α2 (na straně tekutiny 2) je možné za předpokladu:
– přibližně shodných fyzikálních a chemických vlastností tekutin 1 a 2 ve výměníku,
– přibližně shodných velikostí teplosměnných ploch desek S1, S2 a jejich profilace na straně tekutin 1 a 2 ve výměníku, kdy α1 S1 ≈ α2 S2 → uvažovat stejnou hodnotou α1 ≈ α2 ≈ α, kdy hodnoty α jsou uvedeny v odborné literatuře – viz tab. 2.
Tab. 2 – Hodnoty součinitele přestupu tepla α pro různé druhy tekutin [3]
Praktické rozsahy α [W/m2.K]Laminární proudění vody 100–400
Turbulentní proudění vody 2 000–6 000
Var vody 6 000–50 000
Kondenzace vodní páry 4 000–15 000
Ohřívání a ochlazování olejů 60–1 500
Kondenzace chladiv (freonů) 400–3 000
Pro jednoduché porovnání velikostních řad různých typů a druhů deskových výměníků může být výpočet přenosu tepla Qv ve výmě-níku obecně vztažen na:
a) charakteristický rozměr Δh,
b) maximální přenášený tepelný výkon Qpr výměníkem z jedné tekutiny do tekutiny druhé.
2.1 Výpočet vztažený na charakteristický rozměr Δh výměníku tepla
Charakteristický rozměr je definován vztahem:
Δh = δ/L1 (–) při šířce desky B = 1 m nebo
Δhx = δx/Lx (–) při šířce desky Bx, = x, kdy x < 0, ∞ >, jestliže
δ/L1 ≈ δx/Lx, pak Δh/B = Δhx/Bx, z toho
Δh = (B.Δhx)/Bx nebo Δh = Δhx.(B/Bx), Δh = Δhx.bx, kdy bx = (B/Bx).
Vypočtený tepelný výkon výměníku tepla Qv se pak vztahuje k charakteristickému rozměru Δh.
Výhodou tohoto postupu je možnost porovnání vypočteného tepelného výkonu Qv z jedné tekutiny do druhé pro různé druhy deskových výměníků při vztažení na charakteristický rozměr Δh při jednotkové šířce desky výměníku B = 1 m.
2.2 Výpočet vztažený na maximální přenášený tepelný výkon Qpr
Pro stanovení hodnot, které se přibližují nejvíce k hodnotám skutečným, se doporučuje uvažovat maximální přenášený tepelný výkon na příslušný počet desek neměnných daných rozměrů, tj. výšky a šířky desky.
3 rozbor stanovení součinitele přestupu tepla αVýznamnou veličinou podílející se na ovliňování přenosu tepla ve výměníku a také ztráty tepla do okolního prostředí je součinitel pře-stupu tepla α. V příspěvku jsou uvedeny pouze vybrané výpočtové vztahy a kriteriální závislosti z odborné literatury.
Pokud se bude uvažovat výměník s protiproudovým nebo sou-proudovým uspořádáním toku tekutin, typ kapalina-kapalina (voda-voda), tak pro výpočet součinitele přestupu tepla α se používá běžných kriteriálních závislosti při kontrole Re. Proudění kapalin by mělo být všeobecně turbulentní (Re > 5 000), poněvadž při nižších Re jsou nejisté podmínky, neboli při laminárním proudění může být přenos tepla poměrně nízký (tím ale i tepelná ztráta výměníku do okolí). Často je problémem stanovení pro Re charakteristický roz-měr (délka, šířka mezery mezi deskami, ekvivalentní průměr atd.). Nejčastěji se používá pro vyjádření ekvivalentího průměru vztah:
dekv = 4S/O [m],
kde S – průtočný průřez [m2], O – omočený obvod [m].
Tato závislost je oprávněná pro turbulentní proudění, používá se ale také i pro proudění laminární, kdy je použití tohoto vztahu problematické.
Při nízkých hodnotách Re má zanedbatelný význam Gr, takže je nutné provést vhodný výběr vztahů pro výpočet. Velmi podstatný význam má i délka proudu ustálené kapaliny.
U deskového výměníku se mezera mezi deskami pohybuje v rozsahu mezi 2 až 6 mm (rovna tloušťce vrstvy protékající teku-tiny). Teplosměnná plocha je tu tvořena počtem desek m a jejich účinnou plochou B.L1 (B – účinná šířka, L1 – účinná výška nebo délka). Poměr B/L1 je zpravidla 1:2, avšak může být také předmětem optimalizačního výpočtu.
Princip funkce deskových výměníků je založen na rozdělení celko-vého proudu na množství tenkých paralelních proudů tekutiny. Pro tenkou a širokou mezideskovou mezeru tloušťky δ platí, že ekvi-valentní hydraulický průměr průtočného průřezu dekv je přibližně rovný dvojnásobku tloušťky mezery δ. Za předpokladu, že tloušťka vrstvy tekutiny δ se zmenší x-krát, tak při konstatntním průtoku tekutiny se rychlost w proudící tekutiny zvětší také x-krát. Tlaková ztráta ∆p1 se pak proti původnímu stavu změní podle vztahu [2]:∆p1 = (λ.L1)/dekv.1/2w2.ρ.x3 [Pa],tedy vzroste x3 – krát. Tato skutečnost brání neomezenému snižování vzdálenosti desek od sebe, čímž by se naopak zvyšoval součinitel přestupu tepla α na stěnách desek. Kompromisní řešení k dosažení velmi dobré hodnoty součinitele α a zároveň udržení tlakových ztrát v přijatelném rozsahu vedla ke tvarování (profilování) desek výměníku.
Změnami směru proudění tekutin a změnami průřezu mezer mezi deskami výměníku [1] nastává víření proudů i při hodnotách Re daleko pod hranicí turbulentního proudění v přímém kanálu, počítaných pro celkový proud. Soubor tvarovaných desek opat-řených mezideskovým tvarovaným těsněním se stáhne mezi dvě masivní čela (přední a zadní) opatřená přírubami. Přední z nich s hrdly nebo nátrubky pro přívod a odvod obou tekutin se ozna-čuje jako pevné, zadní čelo připevněné svorníky jako snímatelné. Pro dosažení protiproudového průtoku musí mít desky různě tvarované těsnění. Tak se rozlišuje deska počáteční, deska vnitřní pro primární proud tekutiny, deska vnitřní pro sekundární proud tekutiny a deska závěrná. Průtok kapaliny tvarovanou mezerou mezi deskami lze přirovnat k náhlým rozšířením a zúžením průřezu, kde se rychlosti periodicky mění a vznikají víry. Při pohybu tekutiny v hladkém kanálu konstatního průřezu se na určité vzdálenosti od vtoku tekutiny ustálí teplotní a rychlostí profil proudící tekutiny. Podle Re je za těchto podmínek podle [2] součinitel přestupu tepla α ze stěny do kapaliny dán vztahemα = (λt.w.ρ.c.e)/8 [W/m2.K],kde λt – součinitel odporu kapaliny v mezideskovém prostoru (–), e – opravný součinitel na pohyb mezní vrstvy (–).
U mezideskového prostoru vytvořeného ze zvlněných desek po celé délce je možné si představit, že jde o sestavu z úzkých pruhů hladkých desek, které vytvářejí náhlé rozšíření a zúžení průřezu (Bordova ztráta) jdoucí těsně za sebou.
Dosazením do Reynoldsova vztahu pro přestup tepla dostaneme vztah pro výpočet součinitel α, kdyα = (ζ.w.Q.c.e)/8 [W/m2.K],kde ζ – celkový součinitel odporu mezideskového prostoru (–).
Z uvedeného vztahu vyplývá protichůdnost požadavků co nej-většího přestupu tepla a co nejmenšího hydraulického odporu. Hlavní příčinou zvětšení přestupu tepla je rozrušení mezní vrstvy (respektive laminární podvrstvy) při náhlém rozšíření průřezu. Pro-to v takových kanálech začíná turbulentní režim značně dříve než v kanálech přímých hladkých. Zvlněné desky výměníku jsou tužší, tlakově odolnější a při stejných hlavních rozměrech jako hladká deska mají větší teplosměnnou plochu a delší dráhu proudů. Jejich
Pokračování na další straně
Kubín3.indd 35 28.5.2013 10:58:40
36 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
chemické inženýrství
nevýhodou je náročnější výroba a zvýšené požadavky na tažnost nerezavějících ocelí. Proto se nejdříve používaly desky výměníku rovné a hladké, mezi něž se vkládaly turbulizující vložky z plastů. Ty pak působily také jako ztužující distační prvek. Dosažení zvýšení součinitele přestupu tepla α bylo ale v těchto případech do značné míry kompenzováno snížením účinné teplosměnné plochy desek vzhledem ke kontaktní ploše plastových vložek. Proto se další vývoj ubíral již směrem rozšiřování zvlněných desek používaných ve výměníku, kdy řada desek paralelně řazených vytváří již svazek paralelních kanálů.
Součinitel přestupu tepla α se obecně stanovuje z kriteriálních rovnic pro určitý typ zvlnění desek. Vztahy [2] jsou typu:
kde A, a jsou experimentálně zjištěné konstanty pro různé typy desek výměníku.
Opravný člen (Pr/Prst)0,25 byl zaveden M.A. Michejevem pro
vyjádření vlivu směru tepelného toku při ochlazování a ohřevu kapaliny. Jeho střední hodnota bývá 1,05 až 1,1. Někdy se také tento člen zanedbává vzhledem k rozptylu platnosti kriterální rovnice. Z vypočteného Nu se následně určí součinitel přestupu tepla α podle vztahu:α1,2 = Nu1,2.λ1,2/dekv = Nu1,2.λ1,2/2δ [W/m2.K].
3.1 Deskové výměníky tepla rozebíratelné a nerozebíratelné
Někteří výrobci těchto výměníků v současnosti nejčastěji nabízejí vlnovitý tvar profilování desek [5] zobrazený na obr. 2 (chevron type plate), pro který je charakteristický sinusový tvar vlny s amplitudou â a délkou vlny Λ, přičemž vlna je skloněná o úhel φ proti směru hlavního proudění a na desce je vylisovaná v jednom anebo ve více pásech šířky B. Desky v jedné sadě navzájem drží tak (pootočení každé druhé desky okolo své normály plochy o 180°), že se hřebeny vlnovitého profilování navzájem dotýkají na více místech. Výrobci tak nabízejí desky v odstupňovaných velikostech se stejnými sinu-sovými vzory se dvěma anebo s více rozličnými úhly φ. Přitom se desky s malým úhlem (0°<φ<45°), a tedy s menší tlakovou ztrátou, označují jako měkké desky, desky s velkým úhlem (45°<φ<90°) a následně také s větší tlakovou ztrátou se označují jako tvrdé desky.
Obr. 2 – Profilovaná deska výměníku tepla [5]
V důsledku periodické struktury průtokových kanálů lze přestup tepla a hmoty přibližně vyčíslit z asymptotického řešení podle vztahu: Nu = 1,615 [(ξ.Re/64) Re.Pr.dh/L]1/3 ,kdy za délku L se musí dosadit vzdálenost mezi dvěma křižujícími se body podle vztahu:dh/L = (dh/Λ) sin(2φ)(0°<φ<90°).
Jakmile je znám přestup tepla pro některou ze struktur desek, např. pro úhel profilování φ = 45° (tj. sin2φ = 1), lze z této hodnoty s vysokou pravděpodobností určit úhlovou závislost φ. Relativní součinitel přestupu tepla α* se pak určí podle vztahu: α(φ) β(φ)α* = ——— = ——— α(45°) β(45°)
Tyto limitní případy nejsou ale pro technické aplikace důležité, protože bez křižujících se bodů a bez dodatečných distančních držáků se nedají vyrobit žádné mechanicky stabilní sady desek.
Parameter ξ Re2 je přímo úměrný gradientu tlaku Δp/Lp podle vztahu: 2Δp.dh
3 . ρξ Re2 = —————
Lp η2
Geometrický parameter (dh/Λ) se účelově zahrne do předběžného faktoru (cq = 0,122), který se potom taktéž musí empiricky modifi-kovat, a to z toho důvodu, že většina výrobců neuvádí geometrické podrobnosti svých profilovaných vzorů desek. Pak Nu = cq.Pr 1/3 [(η/ηw)1/6 [ξRe2 sin(2φ)] q .Konstanty pro technické deskové zařízení se po vyhodnocení údajů mohou dosadit hodnotami cq = 0,122 a q = 0,374.
Tato rovnice obsahuje také korekci (η/ηw)1/6 a to z toho důvodu, aby se zohlednila závislost dynamické viskozity η od teploty.
Protože parameter ξRe2 je přímo úměrný gradientu tlaku Δp/Lp, dostaneme při stejném Δp pro tvrdé desky s např. φ = 60° a pro měkké desky s φ = 30° (a s ostatními stejnými rozměry) stejný součinitel přestupu tepla α, a tedy také stejný součinitel prostupu tepla k. Funkce sin(2φ) symetricky klesne z maximální hodnoty 1 při φ = 45° jak pro menší, tak také pro větší úhly φ.Prostupnost se přitom ale odlišuje o více jak o faktor dva. V důsledku toho dochází při stejné tlakové ztrátě tvrdé desky s velkými úhly φ k větším ča-sovým prodlevám kapaliny v mezideskových mezerách výměníku, což vede následně k výraznějším změnám teploty.
Existuje také velké množství různých typů vlnitých desek [6], u nichž je potřebné při navrhování výměníku tepla zvolit desky s příslušným vzorem vlny, které vyhovují zadaným mechanickým a tepelným požadavkům. Zvlnění povrchu zintenzívňuje turbulentní výměnu a způsobuje zvětšení povrchu výměny tepla o cca 15 až 25 %. Několik uspořádání z nejrozšířenějších typů vlnitých desek je uvedeno na obr. 3. Desky se stupňovitou vlnou (obr. 3a) mají maximální výšku vlny, která přesahuje výšku stlačených těsnění mezi deskami. Při montáži výměníku tepla se tyto desky umisťují tak, aby se výstupky na deskách shodovaly. Při takovém umístění desek se stupňovitou vlnou se plocha průřezu proudu kontinuálně mění po celé délce a tím vzniká dodatečná turbulizace proudu tekutiny v důsledku změny rychlosti. Maximální mezera mezi deskami se obvykle pohybuje v rozsahu 2 až 6 mm, minimální mezera je cca 1,5 až 2 mm. Rychlost proudící kapaliny při turbulentním režimu je cca 0,2 až 3 m/s v závislosti na tlakovém spádu. Desky s vlnou ve tvaru šípu anebo klasu jsou uvedeny na obr. 3b.Výška vlny se v tomto případě rovná výšce stlačených těsnění. Hřebeny (vrcholy) vlny na desce jsou umístěny pod určitým úhlem vzhledem k hřebe-nům sousedních desek. Jak ukazuje obr. 3b., a 3c, průřez proudu tekutiny se přitom nemění, ale nepřetržitá změna směru proudu napomáhá jeho turbulizaci.
Obr. 3 – Profilace vytvořených kanálků desek [6]
Hloubka vlny se pro běžné desky pohybuje od 2 do 6 mm a rychlost při turbulentním režimu je cca 0,1 až 1 m/s. Desky se stupňovitou vlnou a s vlnou v tvaru šípu jsou typickým příkladem dvojrozměrné nebo trojrozměrné vlnitosti desek. Tepelně hydraulické charakte-ristiky při proudění tekutiny mezi vlnitými deskami s různým vzo-rem vlny mohou být určeny pomocí ekvivalentního hydraulického průměru, který se určuje v tomto případě podle vztahudekv. = 4V/S , kde V – objem mezi deskami, S – plocha mokrého povrchu.
Kubín3.indd 36 28.5.2013 10:58:41
37 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
chemické inženýrství
Charakteristiky přestupu tepla v deskových výměnících tepla se stanovují také pomocí kriteriálních rovnic, ve kterých konstanty a exponenty odpovídají určitému typu výměníku tepla.
Pro malé deskové vvýměníky, ve kterých jsou umístěné desky se stupňovitým profilem vlny (obr. 3), mají rovnice pro výpočet součinitele přestupu tepla α tvar:
a) pro turbulentní režim proudění
Nu = 0,2(Re)0,67.Pr0,4(η/ηw)0,1
b) pro laminární režim proudění
Nu = 0,67(Re.Pr.dl/L)0,4. Pr0,4.(η/ηw)0,1.
Při přechodovém režimu proudění se hodnoty součinitele pře-stupu tepla α získávají z hodnot určených pro laminární nebo turbulentní režim proudění.
Vzhledem k rozsahu příspěvku zde nejsou uvedeny přesné kriteriální výpočtové vztahy zohledňující zvláštnosti konkrétních desek. Individuální charakteristiky desek se mění v širokých mezích a vztahy zde uvedené se mohou použít pro přibližné hodnocení plochy povrchu přenosu tepla při daném výkonu, při úplném tur-bulentním nebo laminárním režimu proudění.
Při použití uvedených kriteriálních rovnic se doporučuje použít hodnoty L v rozsahu 0,7 až 2 m a hodnoty dl řádově 4 mm pro malé desky a 5 až 7 mm pro desky většího rozměru. Obyčejně se poměr délky desky a její šířky rovná 2. V hodnotových výpočtech se může vzdálenost mezi deskami zvolit polovině dl.
Vliv charakteristik nenewtonských kapalin na přestup tepla se projevuje v menší míře než vliv na tlakové ztráty a je zpravidla podstatně menší než vliv teploty na viskozitu.
Podstatně důležitější problém, kterým je tepelná nestabilita, vzni-ká na straně chlazení při proudění viskózních kapalin nezávisle na tom, zda-li jsou to kapaliny newtonské nebo ne. Jakmile je proud tepelného média nedostatečně rozdělený po vlastním povrchu desky nebo po svazku desek, může vzniknout podchlazení kapaliny. Sní-žení teploty vede následně ke zvýšení viskozity, k snížení rychlosti proudění a probíhá další snižovaní teploty kapaliny. Přitom kapalina vlastně obtéká stále menší úseky desky a takto se velká část povrchu teplosměnné plochy stává prakticky neúčinnou. Tento nežádoucí účinek nevzniká na straně ohřevu tekutiny.
Při výpočtu součinitele přestupu tepla α je samozřejmě možné použití vztahů uvedených v následující části 3.2.
3.2 Deskové výměníky tepla nerozebíratelné
U nerozebíratelných výměníků tepla je podstatně jiná celá konstruk-ce včetně způsobu spojení desek (jako teplosměnných ploch) než u rozebíratelných výměníků. Princip funkce přenosu tepla z jedné proudící tekutiny do druhé je ale stejný. Stahovací síla potřebná ke stažení jednotlivých desek výměníku do kompaktního svařeného nebo pájeného celku je vlastně vyvozována (zajišťována) vnějším obalovým krycím pláštěm (kovovým popř. z jiného materiálu), který zároveň vytváří ochranný kryt (masku) před vnějším poškozením a možným pronikáním protékajících látek směrem do okolního prostředí.
U svařovaných výměníků tepla může být problematika stanovení hodnoty součinitele přestupu tepla α rozšířena o stanovení souči-nitele přestupu tepla vzduchové mezery mezi deskami výměníku a vnějším obalovým krycím pláštěm výměníku (viz obr. 4).
součinitel přestupu tepla αv uvnitř uzavřené vzduchové mezery tloušťky δm, mezi vnitřním tvarovaným krycím plechem a vnějším obalovým pláštěm výměníku o rozměrech odpovídajících vystupu-jící části jedné dvojice svařených desek o výšce hl(L1) a šířky šl(B) k vnějšímu obalovému plášti, se vzdálenosti mezi dvěma dvojicemi svařených desek ld a to po celém obvodu výměníku, se stanoví:
1) Při uvažování volného proudění tekutiny (vzduchu) v uzavře-né svislé a vodorovné rovinné mezeře tloušťky δm mezi vnitřním krycím plechem desek a vnějším obalovým pláštěm výměníku s obecně různými povrchovými teplotami stěn je charakterizováno
tím, že vztlakové proudění ohřáté tekutiny a gravitační proudění ochlazované tekutiny se navzájem ovlivňuji. Kromě toho nucené proudění tekutiny 1 (ohřívací) a tekutiny 2 (ohřívané) protékající v mezideskových kanálcích také ovlivňuje teplotu vzduchu uvnitř této vzduchové mezery. Přenos tepla ve vzduchové mezeře můžeme obecně vyjádřit podle Fourierova zákona vztahem [3]:
ts1–ts2q = λek.——— [W/m2], δm
kde λek – součinitel ekvivalentní tepelné vodivosti vrstvy tekutiny (vzduchu) zahrnující přenos tepla jak vedením tak volným prou-děním tekutiny (vzduchu) v mezeře [W/m.K], ts1, ts2 – teploty stěn vnitřního povrchu krycího plechu a obalového pláště výměníku uvnitř vzduchové mezery [oC], δm – tlouštka mezery [m].
Součinitel ekvivalentní tepelné vodivosti vrstvy tekutiny λek se určí ze vztahu
λek = ελ.λ [W/m.K],
kde λ – součinitel tepelné vodivosti vrstvy tekutiny (vzduchu) [W/m.K], ελ – opravný součitel na volné proudění, který se:
a) pro rovinnou svislou mezeru o výšce h určí podle vztahu:
0,0236.(Grδ.Pr)1,393
ελ = 1 + ————————— (Grδ.Pr) + 1,01.104
b) pro rovinnou vodorovnou mezeru o šířce š s ohřevem tekutiny (vzduchu) na spodním povrchu určí podle vztahu:
0,07.(Grδ.Pr)1,333
ελ = 1 + —————————— (Grδ.Pr) + 0,32.104
Platnost těchto vztahů je omezena podmínkou (Grδ.Pr) < 108.
Pro vzduch ve svislé rovinné mezeře s tlouštkou δm a výškou hl platí vztah:
ελ = 0,18.Grδ0,25.(hl/δm)–1/9 (–) s platností 2 000<Grδ<20 000
nebo ελ = 0,065.Grδ0,33.(h/δm)–1/9 (–) s platností 20 000<Grδ<
<200 000.
Společné vztahy pro svislou rovinnou, vododrovnou válcovou a kulovou mezeru mají tvar:
ελ = 0,105.(Grδ.Pr)0,3 (–) s platností 103 <Grδ.Pr<106
nebo ελ = 0,40.(Grδ.Pr)0,2 (–) s platností 106<Grδ.Pr<1010.
Je-li Grδ.Pr<1700, pak je ελ≈1 a teplo se šíří ve vrstvě tekutiny v mezeře pouze vedením. Laminární charakter volného proudění tekutiny je omezen podmínkou Grδ.Pr<108.
Určujícím rozměrem je zde vždy tloušťka mezery δm.
2) nucené proudění tekutiny (vzduchu) v uzavřené rovinné me-zeře (svislá, vodorovná) není uvažováno, poněvadž se vzhledem k malým rozměrům mezery nepředpokládá.
Obr. 4 – Uspořádání desek svařovaného výměníku tepla
Dokončení na další straně
Kubín3.indd 37 28.5.2013 10:58:42
38 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
chemické inženýrství
U deskových pájených výměníků tepla jsou mezideskové průtoko-vé kanálky vytvořeny profilováním jednotl. desek s těsnicí vrstvou z tenkého měděného plechu, který vytváří zároveň po celé obalové ploše výměníku mezi deskami ochranný plášť.
Metodika výpočtu stanovení součinitele přestupu tepla α u vzdu-chových dutin je stejná jako u deskových svařovaných výměníku tepla.
4 Parametry přenosu tepla Pro stanovení maximálního přenášeného tepelného výkonu Qpr deskami výměníku je metodika výpočtu shodná pro rozebíratelné a nerozebíratelné deskové výměníky tepla.
Pro dosažení metodicky správného postupu je výhodné rozdělit výpočet Qpr do třech částí pomocí měrných tepelných toků qpr při uvažování stacionárního průtoku tekutin ve výměníku. Obecně platí, že:
qpr = q1+q2+q3 [W/m2],
kde q1 – měrný přenášený tepelný tok prouděním uvnitř výměníku z prostředí 1 (tekutiny 1) na desky výměníku [W/m2], q2 – měrný přenášený tepelný tok vedením deskami výměníku z prostředí 1 do prostředí 2 [W/m2], q3 – měrný přenášený tepelný tok prouděním z desek výměníku do prostředí 2 (tekutiny 2) [W/m2].
Jednotlivé měrné přenášené tepelné toky můžeme vyjádřit podle vztahů:
a) q1 = α1.(∆tp1–td1) [W/m2],
b) q2 = λd/dd.(td1–td2) [W/m2],
c) q3 = α2.(td2–∆tp2) [W/m2],
kde ∆tp1 – střední teplota tekutiny 1 [°C], ∆tp2 – střední teplota tekutiny 2 [°C], td1 – povrchová teplota desky v prostředí 1 [°C], td2 – povrchová teplota desky v prostředí 2 [°C].
U svařovných a pájených výměníků tepla se při stanovení hodnoty q1 a q3 může do výpočtu zahrnout i vliv součinitele přestupu tepla αv vzduchové mezery. Tento vliv se projevuje zejména při stanovení tepelné ztráty výměníku do okolního prostředí.
Pro celý výměník pak platí:Qpr = Q1+Q2+Q3 [W], kde Q1 = q1.S1 [W], Q2 = q2.S [W], Q3 = q3.S2 [W],kde S1, S2 – teplosměnná plocha desek výměníku na straně prostředí 1 (tekutiny 1) a prostředí 2 (tekutiny 2) [m2], S – celková plocha desek výměníku, na které dochází k přenosu tepla vedením [m2].
5 ZávěrStanovení hodnotových parametrů přenosu tepla deskových vý-měníků, které se přibližují reálným podmínkám předpokládaného provozu, je nezbytnou podmínkou pro správné technologické využití deskových výměníků v technické praxi v různých procesech. Pokud tomu tak není, jedná se často o neekonomický provoz výměníků spojený s jejich častou údržbou a končící většinou jejich výměnou ještě před dosažením doby jejich technické a ekonomické životnosti. Proto je nutné otázce přenosu tepla v deskových výměnících při tepelných výpočtech věnovat náležitou pozornost. Vyvarujeme se tím potížím, které mohou nastat po uvedení deskových výměníků do provozu.
literatura[1] Kubín M.: Analýza procesu zanášení v mezideskovém prostoru
výměníku. TZB HAUSTECHNIK, Technická zařízení budov. č. 01/2013. ČR. ISSN 1803-4802
[2] Výměníky tepla. Sborník Dům techniky ČSVTS Praha.1993. ISBN 80-02-99321-7
[3] Sazima M. a kol.: Sdílení tepla. Technický průvodce 78. SNTL Praha. 1993
[4] Ferstl K., Masaryk M.: Prenos tepla. STU Bratislava. 2011[5] VDI – Wärmeatlas. Berechnungsblätter für den Wärmeübergang.
Springer Verlag. 1997[6] Spravočnik po teploobmennikam. Tom 2. Moskva. Energoato-
mizdat. 1987[7] Hlavačka V.: Termická účinnost výměníků tepla. Technické pří-
ručky 10. SVÚSS Praha. 1988
SERVIS
Wilden® zvyšuje bezpečnost svých tandemových membránových pneumatických čerpadel při čerpání silně agresivních kyselin
Wilden®, přední světový výrobce pneumatic-kých membránových čerpadel, uvádí na trh inovovanou řadu dvojčinných membránových čerpadel s pneumatickým pohonem (air-ope-rated double-diaphragm (AODD) Advanced™ Series Plastic AODD Pumps. Mají zvýšenou ochranu obsluhy proti agresivním kyselinám při jejich čerpání v chemických provozech.
Čerpadla, která mají čerpat látky jako je kys. dusičná, fluorovodík, kys. chlorovodíko-vá a fosforečná nebo peroxid vodíku, musí být opatřena robustními ucpávkami. Naproti tomu čerpadla Advanced Series Plastic AODD Pumps žádnou ucpávku z konstrukčních dů-vodů nemusí mít, takže odpadá nebezpečí jejího poškození a úniku nebo úkapů velmi
škodlivých a agresivních látek do pracovního prostředí. Jsou navíc opatřeny šroubovací-mi přírubami a kompaktní konstrukcí pístu a membrány z jednoho kusu, což dále eliminuje potenciální místo úniku.
Obr. – Wilden’s Advanced™ Series Plastic pump
Celoplastová čerpadla řady Advanced™ Se-ries Plastic pumps jsou nabízena v provedení PVDF a PFA s elastomery Buna-N®, Neopre-ne, EPDM, Viton®, Wil-Flex™, Saniflex™, PU a PTFE podle potřeby. Jejich přírubové spoje zajišťují plnou průchodnost i při změnách po-trubní trasy a jsou dodávány v DN od 6 mm
do 76 mm (1/4” až 3”) se schopností čerpat sypké látky od světlosti 12,7 mm (1/2”). Mají maximální výkon 784 l/min (207 gpm).
Tyto vylepšené pumpy také představují nej-modernější Pro-Flo X™ air distribution system (ADS) podle Efficiency Management Sys-tem (EMS™), který umožňuje obsluze volit aktuální čerpací parametry podle výrobních požadavků nebo velikosti čerpadla. » www.psgdover.com/en/chemicalmicrosite-home nebo www.wildenpump.com
• Archiv časopisu, Burza, Kalendář akcí, Videa a další odkazy
• Objednávka, zrušení nebo změny bezplatného zasílání časopisu
CHEMAGAZÍN
Kubín3.indd 38 28.5.2013 10:58:42
39 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
EkonoMika a ManagEMEnt
Z výše uvedených důvodů je nezbytné stále hledat a zdokonalovat procesy a systémy řízení rizik v chemickém a farmaceutickém prů-myslu s cílem dále snižovat jak pravděpodobnost vzniku rizikové situace, tak i intenzitu jejího dopadu. Článek diskutuje vybrané principy a přístupy ke komplexnímu řízení rizik v chemickém průmyslu a anticipuje trendy, kterými se rizikový management bude ubírat v budoucnosti, jmenovitě potom koncept holistického nazírání na rizikový management, který je zosobněn konceptem Enterprise Risk Management.
1 Pojem rizika a jeho základní charakteristikyPojem riziko procházel v průběhu staletí vývojem, tento termín lze najít již v 17. století, kdy italští mořeplavci pojmenovávali jako „risico“ úskalí, kterému bylo nutno se vyhnout [11; 12]. Ve stejné době Francouzi označovali slovem „risque“ jevy nejisté. Obsahové vymezení pojmu riziko již není jednoznačné. Význam tohoto ter-mínu lze vykládat jako možný negativní vývoj, popř. skutečnost, že k očekávanému kladnému vývoji nedojde, a lze ho matematicky vyjádřit jako ztrátovou funkci. Je zřejmé, že riziko, jak je věcně veřejností vnímáno, představuje pouze tzv. „čisté“ riziko, které je spojeno se vznikem ztráty. Vnímání rizika jako pouhé pravděpo-dobnosti odchylky od předpokládaného stavu je v manažerské praxi nedostačující, takže je nutno koncept rozšířit o další dimenzi, a tou je závažnost dopadu, resp. kvantitativní rozsah dané události. Po-jem riziko tudíž zastřešuje kombinaci nepříznivého výsledku spolu s nenulovou možností jeho výskytu a zároveň je riziko vždy spojeno s objektem, na který působí. V souvislosti s pojmem riziko je tedy třeba usilovat o jeho kvantitativní nebo alespoň semikvantitativní vymezení. Lze mluvit o úrovni rizika, která je dána pravděpodob-ností výskytu hrozby a intenzitou dopadu hrozby. Úroveň rizika lze potom charakterizovat např. pomocí semikvantitativních pojmů jako vysokou, střední a nízkou. Dalším relevantním pojmem je zbytkové riziko, což představuje riziko, které zůstává po eliminaci pomocí protiopatření a které by mělo být nižší, než je tzv. referenční úroveň rizika. Referenční úroveň rizika (tzv. risk appetite) předsta-vuje úroveň rizika, kterou je organizace ochotna akceptovat, popř. tolerovat. Velikost akceptovatelného rizika závisí na řadě okolností, např. známá či kontrolovatelná rizika jsou přijatelná ve větší míře [3]. V této souvislosti je používán i pojem kapacita rizika a jeho kvantitativní metrikou je obvykle vývoj některého významného finančního ukazatele (poměrového nebo absolutního).
Ekonomika a řízEní Podniků v chEmickém Průmyslu (13)řízEní rizik v chEmickém Průmyslu – koncEPt a PrinciPy
Řízení rizik v chemickém průmyslu představuje integrální a zásadní součást strategie preventivní eliminace ztrát [6]. Na rozdíl od jiných prů-myslových odvětví představuje chemický průmysl odvětví s velice závažnou mírou dopadu rizikových událostí, která může vyústit v závažné poškození lidského zdraví, přírody a majetku. Spouštěcími mechanismy, které vyvolaly nutnost věnovat se systematicky managementu rizik na podnikové, vládní a unijní úrovni, byla bezpečnostní selhání chemických firem Givaudan, patřící koncernu Hoffman-La Roche, v roce 1976 v italském Sevesu, kdy do ovzduší unikly 2 kg smrtelně jedovatého dioxinu, Union Carbide v indickém Bhopálu v roce 1984, kdy uniklý metylisokynát připravil o život až 20 tisíc lidí, přičemž zdraví dalších stovek tisíc lidí bylo nevratně poškozeno, a BP Texas v roce 2005, kde po iniciaci explodovaly benzinové páry, přičemž důsledkem byla smrt patnácti a zranění 180 pracovníků (vyšetřování odhalilo zásadní selhání při vypracovávání návrhu jednotky). K haváriím technologických celků docházelo nepravidelně i v České republice, např. následkem živel-ných katastrof (v 60. letech minulého století ve Spolaně Neratovice došlo nejprve k úniku dioxinů z provozu výroby herbicidů, v roce 2002 v souvislosti s ničivými povodněmi došlo k úniku chloru do vodního toku). Obdobně došlo v roce 2006 v Draslovce Kolín k technické závadě na bezpečnostním regulačním prvku a následnému úniku kyanidu do vodního toku a úhynu ryb. Přes veškeré úsilí, které celosvětově věnují nejen chemické a farmaceutické firmy, ale i regulatorní orgány, řízení rizik, nelze vyloučit pravděpodobnost selhání technologického prvku nebo lidského činitele. Aktuálním případem je podcenění bezpečnostních standardů výrobce umělých hnojiv West Fertilizer Co. v USA, které má za následek několik desítek mrtvých, přičemž nedostatečné pojištění společnosti na pouhý jeden milión dolarů s největší pravděpodobností vyústí v bankrot firmy.
1.1 Identifikace, analýza a měření rizik
identifikace rizik představuje systematickou činnost spočívající ve vyhodnocování informací s cílem identifikovat nebezpečí týkající se otázek rizika nebo popisu problému. Identifikace rizika se sou-střeďuje obvykle na pojmenování těch skutečností či jevů, které by mohly být postiženy některým z efektů rizika. V této souvislosti je účelné pojmenovat procesy, jejichž funkčnost a návazně příspěvek k tvorbě hodnoty společnosti je významný (např. klíčové obchodní kontrakty, funkčnost stěžejního výrobního zařízení, přítomnost a akceschopnost klíčových pracovníků společnosti atd.). Proces identifikace rizik či rizikových faktorů je založen na využití expert-ních znalostí a kompetencí klíčových firemních pracovníků, kteří dovedou organicky propojit minulé zkušenosti s uvažováním ve strategických variantách budoucího vývoje společnosti. Informace mohou zahrnovat historická data, teoretické analýzy, erudované názory či zájem jednotlivých zainteresovaných stran. Identifikace rizika je věcně spojena s otázkou „co by mohlo fungovat špatně“, resp. „jaké mohou být následky“.
analýza rizika představuje odhad rizika spojeného s identifiko-vaným nebezpečím. Jedná se o proces spojený zejména s otázkami „jaká je pravděpodobnost, že věci budou fungovat špatně“ a „jaké jsou možné následky“. Podstatou analýzy rizika je tudíž vyhodnotit, s jakou pravděpodobností se již jednou identifikované riziko může vyskytnout a jaká je naše schopnost ho detekovat. Analýza rizika představuje proces zahrnující obvykle definování hrozeb, určení pravděpodobnosti jejich uskutečnění a stanovení závažnosti dopadu.
Problém měřitelnosti jakéhokoli rizika úzce souvisí s možností kvantifikovat budoucí vývoj rizika, který už lze s výhodou porovnat s jeho skutečným vývojem. Přístupy užívající určitých kvantitativních ukazatelů rizikovosti daného jevu obvykle využívají statistických charakteristik, z nichž bezesporu nejpoužívanější jsou rozptyl a směrodatná odchylka.
Určitým nadstavbovým přístupem je využití modelů počítačových simulací, z nichž nejznámější je simulace pomocí metody Monte Carlo. Výhodou simulačních metod je zejména to, že dokážou pro-počítat pravděpodobnost, s jakou dosáhne požadovaný ekonomický parametr určité limitní hodnoty, popř. se bude nacházet v určitém tolerovaném rozsahu. Určitou alternativu představují stress testy,
Pokračování na další straně
Chemanagement13.indd 39 28.5.2013 11:02:32
40 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
EkonoMika a ManagEMEnt
kdy na základě známých korelací mezi fluktuací zvolených para-metrů a efekty těmito změnami vyvolanými se usuzuje na vlastnosti a chování systému.
1.2 Řízení rizik
Výběr optimálních opatření představuje vždy kritickou fázi procesu řízení rizik. Výběr chybné varianty vede k nezajištění expozice vůči riziku a podle charakteru či intenzity dopadu může vést až ke krachu firmy. Implementační plán managementu rizik odvisí od toho, zda se jedná o řízení rizik na strategické nebo operativní úrovni. Výběr vhodného nástroje snižování rizika postrádá jakoukoli universalitu a je determinován charakteristikou podnikatelského prostředí a specifičností konkrétního typu rizika. Odborná literatura (viz např. [11, 12]) standardně popisuje nástroje snižování rizika, jejichž výčet je uveden dále:
1. retence rizik znamená, že žádná opatření proti snižování rizik nejsou implementována. Retence rizik může být vědomá či nevědomá. Přístup je vhodný použít v situacích, kdy dopad ri-zika je minimální či pravděpodobnost vzniku nepatrná. Přístup nelze použít v případě, kdy hrozí kolize s existujícími právními ustanoveními.
2. redukce rizika zahrnuje odstraňování příčin rizika, transfer rizika, vertikální integraci, diverzifikaci, pojištění.
3. sdílení rizika zahrnuje strategické aliance, fúze, joint-ventures.
4. vytváření rezerv znamená tvorbu materiálových, finančních, lidských i technologických rezerv.
5. získávání dodatečných informací je realizováno s cílem učinit předběžná opatření proti vzniku či závažnosti dopadu rizika.
6. vyhýbání se rizikům je spojeno s případy extrémně závažného dopadu rizika, resp. s případy pravděpodobnosti vzniku rizika, která hraničí s jistotou.
Řízení rizika zahrnuje rozhodovací proces s cílem snížit a v určité míře i akceptovat riziko. Účelem řízení rizika je snížit riziko na akceptovatelnou úroveň. Úsilí vyvinuté na řízení rizika by mělo být tudíž úměrné významu rizika. Manažeři odpovědní za procesy rozhodování mohou k tomuto účelu využívat různé postupy pro pochopení optimální úrovně řízení rizika. Typickou metodou může být výnosově nákladová analýza. Proces řízení rizika se zaměřuje převážně na následující otázky:
– Převyšuje riziko akceptovatelnou úroveň?
– Co může být uděláno, aby se riziko snížilo, kontrolovalo nebo eliminovalo?
– Jaká je přiměřená rovnováha mezi přínosy, rizikem a zdroji?
– Je zařazení nových rizik výsledkem identifikace rizik, která jsou kontrolována?
snížení rizika se zaměřuje na procesy nebo vyhnutí se riziku kvality v okamžiku, kdy překročí akceptovatelnou úroveň. Snížení rizika může zahrnovat jak zmírnění závažnosti jeho dopadu, tak snížení pravděpodobnosti jeho vzniku. Je proto důležité, aby se proces zaměřený na zlepšení detekovatelnosti rizik stal nedílnou součástí strategie firemního řízení rizik. V rámci implementace opatření vedoucích ke snížení rizika mohou tak být do systému zařazena nová rizika, případně může být přehodnocen význam již evidovaných a monitorovaných rizik. Z tohoto hlediska se ukazuje jako potřebné pravidelně revidovat a přehodnocovat systém řízení rizik a operativně provádět nezbytné změny.
akceptace rizika představuje formální rozhodnutí akceptovat zbytkové riziko, případně může být i pasivním rozhodnutím, v jehož rámci není zbytkové riziko identifikováno. Pro většinu firemních procesů, dokonce i pro řízení rizika kvality, je typické, že i ty nejlepší manažerské praktiky zcela riziko neodstraní. Za těchto okolností je nezbytné volit určitou optimální strategii řízení rizika kvality, které redukuje zmíněné riziko na akceptovatelnou úroveň. Akceptova-telná úroveň rizika závisí na řadě parametrů a její stanovení se liší případ od případu.
komunikací rizika se rozumí výměna nebo sdílení informací o samotných rizicích či jejich řízením mezi osobami s rozhodovacími pravomocemi a ostatními. Formální proces komunikace rizika je obvykle částí systému řízení rizik. Obvykle zahrnuje vzájemnou komunikaci mezi mnoha zúčastněnými stranami, např. regulačními orgány a průmyslovou sférou, mezi pacienty a průmyslovým sekto-rem a nakonec i v rámci zmíněných skupin. Předmětná témata této komunikace se potom mohou vztahovat k různým aspektům rizika kvality, jako jsou jeho existence, podstata, forma, pravděpodobnost, závažnost, akceptovatelnost, nakládání s ním, detekovatelnost atd. Není však nezbytné, aby takovýto proces výměny informací na témata spojená s rizikem byl iniciován při každé příležitosti, která vyvozuje nutnost akceptovat riziko. Například v rámci komunikace mezi průmyslovou sférou a regulatorními orgány lze s výhodou využívat již existující komunikační kanály.
Výstupy či výsledky procesu řízení rizika by měly být náležitě zhodnoceny, aby byly vzaty v úvahu všechny nové znalosti a zku-šenosti. Jakmile je jednou iniciován proces řízení rizika kvality, měl by tento proces pokračovat s vědomím, že bude vždy využit v situacích, které by mohly ovlivnit původní rozhodnutí manage-mentu týkající se řízení rizika kvality, a to bez ohledu na to, zda byla či nebyla plánována. Sem spadají rozhodnutí vážící se k výsledkům přezkoumání produktu, inspekcím, auditům, změnovému řízení i zásadní případy vyplývající ze selhání vyšetřovacích procesů či stažení výrobku. Management rizika by tudíž měl být trvalým proce-sem v rámci nadřazeného procesu řízení kvality a současně by měly být implementovány mechanismy periodického přezkoumávání případů. Frekvence takového přezkoumávání by měla být založena na stupni rizika. Přezkoumání rizika může zahrnovat znovuzvážení rozhodnutí o akceptaci rizika.
monitoring rizika představuje proces sledování změn v průběhu procesu měření rizika v probíhajícím čase, přičemž získané a vyka-zované hodnoty jsou poměřovány vůči limitům nebo benchmarkům. controlling rizika potom představuje proces postupné a průběžné modifikace úrovně rizika tak, aby byla v souladu s úrovní akcepto-vatelného rizika a politikou akcionářů, exekutivních i statutárních orgánů vůči riziku, včetně transferu, eliminace a redukce rizik, financování protirizikových opatření atd. Výstupy či výsledky pro-cesu řízení rizika by měly být náležitě zhodnoceny, aby byly vzaty v úvahu všechny nové znalosti a zkušenosti. Management rizika musí tudíž být trvalým procesem.
2 rizika v chemickém průmyslu a jejich specifikaTypickým rysem chemického průmyslu ve vztahu k riziku a jeho řízení je, že intenzivněji než kterékoli jiné odvětví využívá nebez-pečných substancí, které mohou v důsledku svých fyzikálně-chemic-kých a toxikologických vlastností poškozovat lidské zdraví, přírodu a hmotný majetek. Účinky jednotlivých chemických substancí se mohou dále kombinovat a vyvozovat synergické a multiplikační efekty. Řada z těchto efektů působí dlouhodobě a často skrytě, čímž se zvyšuje jejich nebezpečnost [13].
2.1 Evropský institucionální rámec managementu rizik v chemickém průmyslu
Závažnost sociálních a ekonomických dopadů spojená s riziko-vými aspekty podnikání v chemickém průmyslu přiměla politické a regulatorní orgány, aby se úžeji zaměřily na tuto oblast a formou směrnic, vyhlášek a jiných mandatorních ustanovení ji začaly regu-lovat. V návaznosti na řadu katastrof (některé byly zmíněny v úvodu článku) přijal v roce 1985 Evropský výbor Direktivu 85/501/CEE (známou rovněž pod názvem Direktiva Seveso), která byla následně v letech 1987 a 1988 dvakrát aktualizována (Direktivy 87/215/CEE a 88/610/CEE). Aktualizace zahrnovaly směrné předpisy pro skla-dování nebezpečných substancí. Na základě intervence členských států EU byly tyto směrnice přepracovány s cílem zlepšit ma- nagement rizika při průmyslových nehodách a katastrofách. Takto vznikla v roce 1996 další Direktiva 96/82/EC, známá rovněž jako Seveso II. Členským státům EU bylo doporučeno v průběhu dvou
Chemanagement13.indd 40 28.5.2013 11:02:32
41 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
EkonoMika a ManagEMEnt
let zahrnout zásady této normy do svých národních předpisů. Kromě toho je v současnosti velice frekventovaným tématem směrnice (ES) č. 1907/2006, známá spíše pod akronymem REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), která naři-zuje otestování a následnou registraci všech chemických substancí vyráběných a obchodovaných v množství převyšujícím jednu tunu. Toto nařízení by mělo zajistit vysokou úroveň ochrany lidského zdraví a životního prostředí a umožnit volný pohyb těchto látek po evropských trzích. Tato norma, byť orientována na zlepšení kvality lidského zdraví a životního prostředí, je v současnosti vnímána vý-robci a obchodníky spíše negativně v důsledku vynaložení nemalých prostředků na zajištění registrace přípravků.
2.2 Řízení rizik v chemickém průmyslu
Řízení rizik v chemickém průmyslu je v současnosti postaveno na účinné predikci a prevenci rizikových situací. Řízení rizik v chemickém průmyslu tak získává převážně strategický charakter, jeho klíčovým nástrojem jsou krizové (někdy též nazývané kon-tingenční) plány („contingency plans“). Krizové plány vycházejí ze scénářů vývoje okolí a představují popisy cílů, operací, zdrojů, harmonogramů a odpovědností, které povedou ke snížení dopadu krize. Smejkal [11] nahlíží na krizový plán jako na soubor postupů pro řešení jednotlivých očekávaných událostí, které jsou vyhodno-ceny na základě provedené rizikové analýzy. Krizové plánování má tudíž za cíl anticipovat případná rizika spojená s krizovou situací a efektivně implementovat protikrizová opatření s cílem snížit předpokládané negativní dopady. Vytváření plánů krizových opat-ření se musí stát integrální součástí systému plánování organizace v podmínkách rizika a neurčitosti. Moderní přístupy ke krizovému managementu ukazují na nezbytnost integrace strategického a kri-zového managementu s cílem dosáhnout synergických efektů, které tyto dvě, donedávna separátně pojímané manažerské disciplíny, nabízejí [9]. I když je velice obtížné, ne-li nemožné, krizi předvídat, je často podmínkou úspěšného přežití krizové situace preventivní formulace krizového plánu. Na krizový plán je nutno nahlížet jako na „uzavřenou pojistku“. Není důležité, zda bude v budoucnosti využit, ale je nutné ho zpracovat a mít v případě potřeby k dispozici. Vyžaduje-li to situace a okolnosti, je třeba krizové plány průběžně adaptovat na měnící se situaci. Zkušenosti ukazují, že společnosti, které mají komplexní, integrované a flexibilní krizové plány, nejen s úspěchem přežívají krize, ale často dokážou využít krize k dalšímu rozmachu. Visan [13] nahlíží na management rizika v chemickém průmyslu jako na řízení souboru aktivit, které zahrnují prevenci, ohodnocení a snížení rizika. Tyto aktivity potom musí zahrnovat:
– výběr vhodných produktů a pracovních metod (implementace bezpečnější technologie);
– znalosti o bezpečnostních charakteristikách používaných chemic-kých látek na pracovišti;
– znalosti o maximální přípustné expozici pro každou chemickou látku;
– navržení opatření pro zmírnění rizika (např. zařazení automa-tické kontroly, snížení času expozice, individuální a skupinové prostředky ochrany atd.);
– vypracování pracovních a bezpečnostních instrukcí pro příslušnou pracovní pozici;
– nastavení procesů a prostředků první pomoci, včetně speciálního tréninku.
3 Enterprise risk management jako holistický koncept řízení rizikJiž od poloviny 90. let minulého století věnují manažeři v Severní Americe, Evropě a Austrálii zvýšenou pozornost rizikům, kterým jsou jejich společnosti vystaveny [8, 9]. Jejich záměrem je aplikovat rigorózní a koordinovaný přístup k analýze a formulování přiměřené odezvy vůči všem typům rizik, která ovlivňují a podmiňují úspěšné plnění firemních strategických i finančních cílů. Tento přístup for-muluje odezvu jak vůči negativním, tak překvapivě i vůči pozitivním
dopadům rizika.
Principy rizikového managementu jsou účinně využívány v mnoha odvětvích podnikání, jako jsou finančnictví, pojišťovnictví, bezpečnost práce, veřejné zdraví a další. Pro zajištění dlouhodobé prosperity společnosti je nezbytný komplexní, nebo také holistický přístup k řízení rizik. Pod tímto pojmem si lze představit cílené a cílevědomé aktivity statutárních i exekutivních představitelů organizací, které směřují od implementace přístupů umožňujících průběžnou identifikaci, analýzu, měření, reporting a optimalizaci rizikového portfolia, až k integraci postupů souvisejících s řízením rizik do firemní kultury [5]. Samotný management rizik je možno chápat jako systematickou integraci rizika do klíčových manažer-ských rozhodnutí [12].
Soubor systémových a holistických přístupů k řešení komplexní problematiky rizik se postupně artikuloval do termínu Enterprise risk management (Erm), který zastřešuje řadu dílčích aktivit, jako je jednotné mapování veškerých firemních rizik a využívání průřezových přístupů k jejich řízení. I když se jedná o koncept relativně nový, byla již na úrovni odborných panelů zformulována jeho definice [1, 4, 10]:
Erm je proces, tvořený představenstvem společnosti, manage-mentem a ostatními pracovníky, aplikovaný ve strategické poloze a napříč celou společností, určený k identifikaci potenciálních událostí, které mohou ovlivnit společnost, a řízení rizik v rámci její referenční úrovně rizika a k provádění odpovídající záruky, týkající se dosažení cílů společnosti.
Lam [7] definuje ERM jako souhrnný integrovaný rámec pro řízení úvěrového rizika, tržního rizika, operačního rizika, ekono-mického kapitálu a transferu rizika s cílem maximalizovat hodnotu firmy. Koncept ERM se deklaruje jako nový přístup k řešení před-mětné problematiky, který se zásadně vymezuje vůči historickým přístupům a technikám. Byly-li předchozí přístupy založeny na principech auditů a auditování, potom moderní koncepce ERM představuje nový způsob uvažování o aspektech rizika, který úzce souvisí s procesním modelem řízení.
3.1 Systém ERM a jeho cíle
Všechny podnikatelské subjekty čelí nejistotě a je výzvou pro výkonný management stanovit, jak velký rozsah nejistoty, v rámci tvorby hodnoty pro vlastníky, lze akceptovat. Nejistota představuje jak riziko, tak příležitost a skrývá v sobě potenciál zvýšení i snížení hodnoty. ERM umožňuje managementu, aby efektivně nakládal s nejistotou a souvisejícími riziky a příležitostmi a soustavně po-siloval schopnost firmy tvořit hodnotu. Schopnosti, inherentně zakomponované do ERM, napomáhají výkonnému managementu dosáhnout firemních cílů a zabránit znehodnocení zdrojů. ERM rovněž napomáhá zajistit účinný reporting a soulad se zákony i prováděcí legislativou a zabraňuje i poškození dobré pověsti firmy včetně případných následků. Jinými slovy, ERM pomáhá firmě dostat se tam, kam chce, a vyhnout se překážkám a úskalím, které ji na této cestě mohou potkat [1].
Systém ERM standardně zahrnuje [1]:
– Propojení ochoty přijmout riziko s firemní strategií. Management zvažuje ochotu podnikatelského subjektu přijmout riziko v rámci vyhodnocování strategických alternativ, stanovuje odpovídající cíle a vyvíjí mechanismy k řízení souvisejících rizik.
– zlepšení procesu rozhodování o odezvě na riziko. ERM poskytuje přesný návod k identifikaci a výběru možných variant odezvy na ri-ziko (např. vyhnutí se riziku, redukce, sdílení a akceptace rizika).
– snížení operativních diskontinuit a ztrát. Podnikatelské jednotky získávají zvýšenou schopnost identifikovat potenciální události a nastavit odezvy, redukovat překvapení a s ním spojené náklady a ztráty.
– identifikovat a řídit mnohočetná a průřezová firemní rizika. Každá firma čelí komplexu rizik ovlivňujících rozdílné části
Dokončení na další straně
Chemanagement13.indd 41 28.5.2013 11:02:32
42 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
EkonoMika a ManagEMEnt
organizace. ERM potom usnadňuje účinnou odezvu vůči vzá-jemně provázaným dopadům rizika a zajišťuje tak vzájemně integrovanou odezvu vůči mnohočetným rizikům.
– využívání příležitostí. Tím, že systém podporuje systémové uva-žování o celém komplexu potenciálních případů, je připraven identifikovat a proaktivně využívat příležitosti.
– zlepšení alokace kapitálu. Získání spolehlivých informací o vlivu rizika umožňuje managementu efektivně oceňovat celkové kapi-tálové potřeby organizace a zlepšit alokaci kapitálu.
3.2 Postupové kroky implementace ERM
Implementace ERM představuje zavedení ucelené a přesvědčivé filosofie beroucí v úvahu riziko v celé jeho komplexnosti a pro-měnlivosti. Neexistuje jednoznačná cesta vedoucí k efektivnímu zavedení systému řízení rizik. Experti [2] se shodují, že nejobvyk-lejší sekvence kroků inicializující program zavádění systému řízení strategických i některých operativních rizik je následující:
1. zabudování managementu rizika do stávajících firemních pro-cesů. Tento přístup postihuje zabudování prvků managementu rizik i do procesů, jako jsou rozpočtování, strategické plánování nebo řízení dodavatelských řetězců.
2. zahájení celofiremní systémové iniciativy. Podle systémově konzistentní metody jsou plošně po jednotlivých útvarech identifikována a analyzována rizika a následně je přistupováno k implementaci protirizikových opatření.
3. vytvoření vnitropodnikového výboru pro řízení rizik. Výbor je obvykle vytvářen z pracovníků s určitými analytickými schop-nostmi a manažerskými kompetencemi. Tato skupina vysoce kvalifikovaných odborníků musí být schopna v celém rozsahu postihnout, tzn. identifikovat a analyzovat, všechna významná firemní rizika a rovněž stanovit plán implementace protiopatření.
4. testování konceptu na jedné výrobně-obchodní jednotce. Po-stup zahrnuje otestování nového přístupu k řízení rizik na jedné výrobně-obchodní jednotce, což má povahu pilotního projektu. Implementace pilotního projektu má významný edukativní charakter a umožňuje více či méně omezený přenos principů, metodiky a zkušeností na další projekty.
5. rozšíření operability a rozsahu kompetencí interního auditu. Jedná se zcela jistě o částečnou reformu existujícího konceptu fungování interního auditu, kdy rutinní posuzování funkčnosti procesů je doplněno o intelektuálně náročnou a tvůrčí práci posouzení efektů řízení rizik.
6. výběr a využití externího partnera. Výhodou externího poradce je dokonalá znalost metodiky zavádění procesu a samozřejmě průkazná zkušenost zavádění obdobných projektů v jiných fir-mách. Nevýhodou je profesní nezkušenost v předmětu podnikání dané společnosti.
Význam zakomponování řízení strategických rizik do firemních procesů je akcentován jako jeden z nejvýznamnějších atribu-tů moderního managementu. Integrace managementu rizika do procesu strategického plánování pozdvihuje ERM procesy z pouhého vylepšování mechanismů řízení rizik až na úroveň spo-lutvůrce hodnoty pro akcionáře [2]. Důležitým doporučením pro zavádění ERM je hledání a sdílení nejlepších praktik v rámci orga-nizace. Je obvyklé, že v rámci organizace se vždy najdou izolované organizační jednotky, které již dokázaly vytvořit rámce a najít účin-né přístupy pro fungování managementu rizika. Je přínosné, pokud firma dokáže těchto aktivit využít jako modelů pro další proliferaci zásad managementu rizik napříč organizací. Dokonce je v těchto souvislostech artikulován termín hrdinové risk managementu [5].
závěrŘízení rizik v chemickém průmyslu na strategické i taktické úrovni představuje nedílnou součást firemního konceptu tvorby hodnoty. Jeho součástí je v prvé řadě strategické řízení firemních rizik, které klade důraz na předjímání krizových situací formou tvorby tzv.
krizových plánů. Dalším nezbytným předpokladem je holistické pojetí managementu rizika, které vnáší systémový pohled na fi-remní rizika, sleduje jejich vzájemné souvislosti, možné synergické a multiplikační působení a koordinuje celofiremní úsilí zaměřené na to, aby řízení firemních rizik bylo věcně i ekonomicky efektivní. Manažerským konceptem, který je vyjádřením takto vnímaného přístupu k řízení rizik, je procesně orientovaný Enterprise Risk Management (ERM). Tento koncept nevnímá rizika jako izolované působení jednotlivých faktorů rizika, nýbrž jde o jednotně řízený proces zahrnující identifikaci, analýzu, měření a kvalifikované ří-zení rizikových situací. Cílem je snížit negativní dopady rizikových událostí a tím napomáhat cílenému řízení hodnoty firmy.
literatura[1] Committee of Sponsoring Organizations of the Treadway
[2] DUFEE D. (Ed.) Strategic Risk Management. New Disciplines, New Opportunities. CFO Publishing Corporation, 2002.
[3] GREENBERG H.J., CRAMER J.J. (Eds.) Risk Assessment and Risk Management for the Chemical Process Industry. New York: Stone & Webster Engineering Corporation, John Wiley & Sons, 1991. ISBN 0-442-23438-4.
[4] JABLONOWSKI M. The Real Value of ERM. Risk Management Magazine, February, 2006 [cit. 2011-11-4]. Dostupné z www.rmmag.com.
[5] KAYFISH L. End Analysis: ERM Advice from the Pioneers. Risk Management Magazine, October, 2002 [cit. 2010-11-18]. Dostupné z www.rmmag.com.
[6] KULKARNI H.K., BHATTACHARYA R. Disaster Risk Ma-nagement in Chemical Industries – A Case Study. In Disaster, Risk and Vulnerability Conference 2011, School of Environmental Sciences, Mahatma Gandhí University, India, 2011.
[7] LAM J. Enterprise Risk Management. From Incentives to Controls. John Wiley&Sons, 2003. ISBN 978-0471430001.
[8] MERKLEY B.W. Does Enterprise Risk Management Count? Risk Management Magazine, April 2001 [cit. 2010-8-6]. Dostupné z www.rmmag.com.
[9] PREBLE J.F. Integrating the Crisis Management Perspective into the Strategic Management Process. Journal of Management Studies, 1997, vol. 34, issue 5, 769-791. ISSN 1467-6486.
[10] PULCHART V. Enterprise Risk Management. Finanční ma-nagement, 2006, 1, 50. ISSN 1214-9292.
[11] SMEJKAL V., RAIS K. Řízení rizik ve firmách a jiných organiza-cích. 3.rozšířené a aktualizované vydání. Praha: Grada Publishing, 2009. 360 s. ISBN 978-80-247-3051-6.
[12] VACÍK E. Strategické a operační řízení rizik. Moderní řízení, 2004, 11, 20. ISSN 0026-8720.
[13] VISAN S. Risk and Risk Management in Chemical Industry. Review of International Comparative Management, 2010, vol. 11, issue 3, 526. ISSN 1311-3321.
Poděkování: Financováno Vysokou školou ekonomie a managementu, o. p. s.
Abstract RISK MANAGEMENT IN CHEMICAL INDUSTRY – KEY CONCEPT AND PRINCIPLESSummary: The article discusses key concept of industrial risk management with the emphasis on risk management in chemical industry. Specifics of risk management in chemical industry are addressed especially with view to its strategic context and orientation on preventive measures implementation. En-terprise risk management (ERM) is recommended as an approach of choice and solution to complex risk management problematic in chemical industry.Key words: Enterprise, risk management, ERM, contingency planning, chemical industry.
Chemanagement13.indd 42 28.5.2013 11:02:33
43 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
aktuálně
Linde Gas partnerem při realizaci nejvýznamnější současné investice v třinecKýcH ŽelezÁrnÁcH
Praha, 12. 3. 2013 – Linde Gas se bude po-dílet na realizaci nejvýznamnější současné investice v Třineckých železárnách, kterou je injektáž prachového uhlí PCI (Pulverized Coal Injection). Ta umožní, aby proces výroby železa byl hospodárnější a ekologičtější než současný. Použití technologie PCI vyžaduje oproti minulosti rozsáhlejší použití technických plynů. Pro zabezpečení zásobování technic-kými plyny uzavřely Třinecké železárny dlou-hodobou smlouvu se společností Linde Gas.
„Linde nyní v Třinci provozuje tři existující jednotky na dělení vzduchu. Stávající jednot-ky budou nahrazeny novým zařízením, které zvýší spolehlivost, bezpečnost a také efektivi-tu zásobování“, zdůvodnil po podpisu smlouvy nutnost investice člen představenstva Moravia Steel Ing. Mojmír Kašprišin. Injektáží pracho-vého uhlí do vysokých pecí dojde k navýšení spotřeby kyslíku i dusíku a v provozu budou muset být všechny tři stávající dělicí přístroje. Dlouhodobým řešením je tedy výstavba no-vého přístroje, který nahradí stávající tři dělicí přístroje a pokryje i případné navýšení výroby oceli. Nové moderní zařízení na dělení vzdu-chu je navrženo na základě dlouholetých zku-šeností Linde a je schopno vyrábět více než 1000 tun kyslíku za den a dále i dusík a argon.
Při příležitosti podpisu této smlouvy gene-rální ředitel Linde Gas a.s. Ing. Petr Choulík, CSc. řekl: „Tato investice dále upevní silnou tržní pozici Linde na českém trhu v oblasti zásobování velkých zákazníků potrubními do-dávkami a kapalinami.“
Výstavba nového výrobního zařízení za-počne v lednu 2014. Celková výše investice přesáhne 1,5 miliardy Kč. Na výstavbě se bu-dou podílet jak tuzemské, tak zahraniční firmy. Dodavatelem technologie bude Linde Engi-neering. Předpokládaným termínem zahájení dodávek je červenec 2015. » www.linde-gas.cz
unipetrol podpoří vzniK nové cHemicKé expozice v nÁrodním tecHnicKém muzeu
Praha, 25. 3. 2013 – Unipetrol podpoří ve spolupráci s Národním technickým muzeem v Praze realizaci expozice Chemie kolem nás, která bude vytvořena v budově NTM v první polovině roku 2013 a následně zpřístupněna veřejnosti. Kromě technické spolupráce po-skytla společnost Unipetrol NTM finanční dar v hodnotě 350 tis. korun.
„Jsme rádi, že se naše společnost může podílet na realizaci nové chemické expozice v Národním technickém muzeu, jejímž cílem bude přiblížit význam chemie široké veřejnosti a poukázat na její nezbytnost v každodenním životě,“ řekl generální ředitel a předseda před-stavenstva Unipetrolu Piotr Chełmiński.
„Vítáme, že se partnerem nové expozice
chemie v NTM stal Unipetrol, společnost, kte-rá dlouhodobě a cílevědomě podporuje chemii na všech úrovních vzdělávání a výzkumu,“ konstatoval generální ředitel NTM Karel Ksa-ndr.
V rámci expozice Chemie všude kolem nás budou moci návštěvníci shlédnout řadu expo-nátů, archivních obrazových i filmových mate-riálů. Součástí expozice bude také chemická laboratoř, výukový prostor pro doprovodné projekty a interaktivní program Cesta za ta-jemstvím ropy.
Národní technické muzeum má dnes statut ústředního muzea a vědeckého pracoviště České republiky s funkcí dokumentační, pre-sentační, metodickou a informační v oblasti historie vědy a techniky. Základem jeho čin-nosti jsou sbírky, vytvářené jako paměť spo-lečnosti, jež jsou hmotným dokladem vývoje techniky, průmyslu, dopravy, architektury a vědy české i zahraniční provenience, zejména však z území našeho státu. » www.unipetrol.cz
nejlepší mladí cHemici změřili své síly v pardubicícH
Pardubice, 30. 5. 2013 – Největší oborová soutěž svého druhu vyvrcholila ve čtvrtek 30. května v prostorách Fakulty chemicko--technologické Univerzity Pardubice ce-lostátním finále soutěže Hledáme nejlepšího Mladého chemika ČR.
Soutěž byla určena žákům osmých a devá-tých tříd základních škol. Původně vznikla na Střední průmyslové škole v Pardubicích, ale pro velký úspěch se rychle rozrostla napříč celou republikou. V letošním roce kromě par-dubické průmyslovky pořádaly regionální kola i střední odborné školy v Praze, Brně, Ústí nad Labem, Lovosicích, Hranicích, Olomouci a Lit-vínově. Celkem se chemického klání zúčastni-lo na 5 000 žáků z deseti krajů za podpory řady firem a společností.
„Chemie má v našem regionu tradici a zájem o soutěž rok od roku stoupá,“ říká Petr Kalen-da, proděkan pro pedagogiku Fakulty chemic-ko-technologické Univerzity Pardubice. „Roz-hodli jsme se proto ve spolupráci se Svazem chemického průmyslu ČR uspořádat nad-stavbu krajských kol a zrealizovat první ročník celostátního finále. Tam už se probojovala jen skutečná elita, z níž se rekrutují naši budoucí studenti,“ vysvětluje profesor Kalenda.
Do celostátního kola postoupilo 27 finalis-tů, Pardubický kraj reprezentovalo 7 soutě-žících. Na mladé chemiky čekal nejprve test teoretických znalostí, který sestavila pardu-bická SPŠCH, a poté zkouška laboratorních dovedností, jejíž zadání je dílem pořádající fakulty. Součet bodových zisků z obou čás-tí soutěže rozhodl o vítězi, který se stal po-myslným mistrem České republiky v chemii. „V době, kdy technické školy příliš netáhnou a kdy se chemický průmysl potýká s nedostat-kem kvalifikovaných odborníků, je zapojení 5 000 žáků do soutěže, která je baví a moti-vuje k dalšímu studiu, nesporným úspěchem. V tom spatřuji smysl podobných aktivit: ukázat žákům, že předmět, který se na první pohled jeví jako nudný a nezáživný, může být nejen hravý a zábavný, ale i zajímavý a perspektivní z hlediska pracovního uplatnění,“ konstatuje
Ladislav Novák, ředitel Svazu chemického průmyslu ČR, který je generálním partnerem soutěže.
Slavnostní vyhlášení výsledků a předání cen proběhlo na akademické půdě za účasti vede-ní fakulty a významných hostů z řad partnerů soutěže. Díky podpoře SCHP ČR se všichni finalisté mohli těšit na nadstandardní ceny. S velkorysou nabídkou přišla také pořádající fakulta: pro prvních pět finalistů připravila cer-tifikát na stipendium během 1. roku studia na Fakultě chemicko-technologické Univerzity Pardubice v celkové hodnotě téměř 30 000 Kč.
„Slavnostním vyhlášením výsledků ale finá-lový den ještě nekončí,“ upozornila Gabriela Čebišová z agentury Czech marketing, kte-rá soutěž realizovala. „Finalisté a hosté se po slavnostním vyhlášení a předání cen pře-sunou do Hotelu Zlatá štika, kde jsme pro ně připravili společenský večer. Jeho součástí je i malé pohoštění – jako důkaz, že chemie do-káže být velmi chutná,“ uzavírá Čebišová.
Pozn.: Finále se uskutečnilo po uzávěrce vydání CHEMAGAZÍNu. Výsledky najdete na web stránkách soutěže. » www.mladychemikcr.cz
sOtaX pOsiLuje pozici ve střední evropě otevřením novéHo zastoupení v česKé republice
Skupina SOTAX, přední mezinárodní společ-nost zaměřená na vývoj a výrobu farmaceutic-kých testovacích přístrojů, oznámila rozšíření své celosvětové sítě poboček o nově otevře-nou kancelář v České republice. Oficiální ná-zev zastoupení je SOTAX Pharmaceutical Testing s.r.o. se sídlem v Praze.
„Záměrem rozšíření skupiny SOTAX pro-střednictvím otevření pražské kanceláře je poskytnout českým a slovenským zákazníkům přímý přístup k nejnovějším farmaceutickým testovacím přístrojům a jejich technické pod-poře. Toto přímé zastoupení na českém trhu a slovenském trhu nám umožní rozšířit posky-tované služby a zefektivnit dosavadní spolu-práci s místními farmaceuticky zaměřenými klienty“ uvedl Thomas Pfammatter, generální ředitel skupiny SOTAX.
Nové zastoupení povede Ing. Iva Martinco-vá, která má dlouholeté zkušenosti z českého a slovenského farmaceutického trhu. „Jsme potěšeni, že můžeme tímto zareagovat na po-žadavky našich klientů a rozšířit tak své služby ve střední Evropě. Ivy zkušenosti a dosavadní profesní kariéra jsou ideální pro vedení naše-ho zastoupení a rozvíjení spolupráce s klienty“ říká Ramsey Khinda, obchodní a marketingo-vý ředitel pro Evropu.
Spolu s evropskou centrálou má skupina SOTAX přímé zastoupení v Německu, Velké Británii, Francii a Itálii.
SOTAX je mezinárodním lídrem ve vývoji a výrobě farmaceutických testovacích přístrojů. Díky celosvětové síti servisních inženýrů je společnost také důvěryhodným poskytovate-lem kompletních služeb pro přístroje značky SOTAX a Zymark, mezi které patří instalace, údržby,opravy a kvalifikace. » www.sotax.com
monitor_3-2013.indd 43 28.5.2013 12:03:56
44 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
aktuálně
evropsKý projeKt eli: stavba začínÁ
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i. učinil další dů-ležité kroky nutné k tomu, aby v Dolních Bře-žanech u Prahy vzniklo světově ojedinělé mul-tifunkční laserové centrum ELI Beamlines. Toto výzkumné pracoviště bude největším vě-deckým projektem v dějinách České republiky.
Na tiskové konferenci 24. května 2013 byl novinářům představen vítěz soutěže o zho-tovitele hlavní fáze stavby laserového centra, sdružení společností Metrostav, VCES a OHL ŽS. Zástupci médií se také seznámili s novým klíčovým partnerem projektu ELI Beamlines – špičkovým americkým výzkumným centrem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). Američtí vědci a technologové budou ve spolupráci s českými kolegy z vědeckého týmu ELI Beamlines vyvíjet unikátní laserový systém v hodnotě 1,1 mld. korun, který se má stát jednou z hlavních částí centra v Dolních Břežanech. Mezinárodní charakter projektu ELI podtrhuje i založení evropského konsorcia ELI-DC, jehož cílem je podpora a rozvoj ELI jako celoevropské výzkumné infrastruktury.
Tiskové konferenci byli přítomni mj. předse-da Akademie věd ČR Jiří Drahoš, velvysla-nec USA v České republice Norman Eisen, ředitel Fyzikálního ústavu AV ČR Jan Řídký, výkonný ředitel ELI Beamlines Vlastimil Růžič-ka, zástupce LLNL Constantin Haefner a další významní hosté.Největší VaV stavební zakázka v posled-ních letechVýstavba laserového centra ELI Beamlines je největší stavební zakázkou v oblasti výzkumu a vývoje za poslední léta (vysoutěžená cena činí 1,4 mld. korun, s opcí a DPH je to 1,8 mld. korun). Fyzikální ústav AV ČR, který projekt realizuje, proto podle svého ředitele Jana Říd-kého věnoval mimořádnou pozornost transpa-rentnosti výběrového řízení, a to po právní i odborné stránce. „Sdružení MVO nabídlo nej-nižší cenu ze čtyř nabídek. Členové sdružení mají rozsáhlé zkušenosti s výstavbou technic-ky náročných budov. Ve smlouvě jsou stano-vena velmi přesná pravidla pro případné změ-ny, které by mohly mít dopad na cenu stavby. Může je iniciovat pouze Fyzikální ústav, nikoliv zhotovitel stavby,“ ujistil Řídký.
Požadavky na zhotovitele stavby budou zce-la mimořádné: vibrační stabilita, odolnost proti ionizujícímu záření, vysoký stupeň variability umožňující umístění a další rozvoj experimen-tálního vybavení, které v celosvětovém měřít-ku nemá obdoby.
„Vzhledem ke zkušenostem s podobně ná-ročnými stavbami, vlastním unikátním tech-nologiím, garanci kvality a doby dokončení zvítězila nabídka, kterou jsme podali společ-ně s účastníky ve sdružení MVO – firmami VCES a OHL ŽS,“ řekl Pavel Pilát, generální ředitel firmy Metrostav. Jak dále uvedl, práce na laserovém centru ELI Beamlines je pro největší českou stavební společnost Metro-stav i její partnery ctí. Zároveň jde o logické pokračování vzájemně prospěšné spolupráce s Akademií věd ČR. Samotná stavba začne v nejbližších dnech, skončí na jaře 2015 a v dal-ších dvou letech pak bude probíhat instalace a vyladění výzkumných technologií. Ne jen český, ale i evropský projektELI je od začátku koncipováno a financováno
jako výzkumná infrastruktura s celoevropským rozměrem. Přípravné fáze projektu se zúčast-nily čtyři desítky institucí ze 13 členských států EU. Kromě zmíněného centra v České repub-lice mají vyrůst ještě další dvě – v Maďarsku a Rumunsku. Právě tyto tři země nyní společ-ně s Itálií založily ELI Delivery Consortium (ELI DC), jehož cílem je podpora a rozvoj ELI jako celoevropské výzkumné infrastruktury. To se týká nejen řízení všech tří infrastruktur, ale i jejich financování v provozní fázi.
Význam konsorcia ELI DC na tiskové konfe-renci podtrhl i Wolfgang Sandner, který nově stojí v jeho čele. Prof. Sandner je bez nadsáz-ky jedním z nejvýznamnější laserových fyziků současnosti, který v minulosti řídil prestižní Max-Born-Institut, projekt LASERLAB Eu-rope, nebo předsedal Německé fyzikální společnosti.Výzkumná spolupráce s USAUnikátnost laserového centra ELI Beamlines spočívá podle výkonného ředitele Vlastimila Růžičky především v jeho univerzálním pou-žití. „Mělo by jít o skutečně multifunkční cent-rum, v němž mohou provádět potřebné expe-rimenty nejen fyzici, ale i chemici, biologové a další, včetně průmyslových firem. Kombinace laserových technologií, kterou budeme dispo-novat, bude skutečně unikátní.“
Laserový systém L3 v ceně 1,1 mld. korun má tvořit jednu ze základních částí laserové-ho centra v Dolních Břežanech. Vědecký tým ELI Beamlines na jeho vývoji začal spolupra-covat s jedním z nejznámějších a největších laserových pracovišť na světě, kalifornskou Lawrence Livermore National Laboratory, kte-rou na tiskové konferenci zastupoval Constan-tin Haefner. LLNL se tak společně s britskou Rutherford Appleton Laboratory, italským Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, německým Deutsches Elektronen Syn-chrotron nebo francouzskou Laboratoire d‘Optique Appliquée zařadil mezi klíčové partnery projektu ELI. Význam spolupráce mezi ELI a LLNL potvrdila přímo na tisko-vé konferenci i prezentace velvyslance USA v České republice Normana Eisena. » www.eli-beams.eu
resHoring – nÁvrat výroby plastů do severní ameriKy
Migrace výroby ze Severní Ameriky do Číny začala před 20 lety, kdy se společnosti snažili snížit své výrobní náklady o 30 až 40 % díky levné pracovní síle a investičním pobídkám. Úspory však ne vždy splnily očekávání. Nyní, kdy mzdové náklady, daně a související výrob-ní náklady v Číně rostou, se výroba přesouvá opět – tentokrát do Severní Ameriky v trendu s názvem „reshoring“.
Reshoring byl zaznamenán v loňském roce, kdy začalo docházet k převodům výroby z Číny zpět do USA a Kanady. Je to proto, že se Čína stává příliš drahá na trhu práce a zvy-šují se tak náklady na udržení marží. Výrob-ní náklady v porovnání USA a Číny „směřují k rovnováze,“ říká David Sievers, vedoucí stra-tegie a praktických operací společnosti The Hackett Group, která je globální poradenskou firmou z Miami v USA na Floridě. Jak dále říká: „Pokud se podíváte na náklady, které stojí americké výrobce vyrobit a dodat zboží zpět
do Severní Ameriky z Číny, tak je to 84 centů na jeden dolar. Na této úrovni je toto „přeha-zování“, na takové úrovni, že lze pochybovat, zda jde o nějaký ekonomický prospěch.“
Klíčovým aspektem je cena práce. Mzdy rostou v Číně ročním tempem o 15 až 18 %. Rostou i náklady v jiných oblastech – kon-čí daňové pobídky, energie je stále dražší a náklady na dopravu se také zvyšují. Sievers popisuje všechny tyto náklady jako „Total Lan-ded Costs“ (TLC). Mezi další pak patří: kapi-tálové investice, výrobní náklady, manipulace, tranzit, cla a jiné poplatky, distribuce v Severní Americe, výrobní inspekce a následné opravy problémů s kvalitou práce.
„V tomto roce je rozdíl mezi TLC v Číně a americkými výrobními náklady 16 %,“ říká Sie-vers. Ten očekává, že to bude mít v mnoha společnostech vliv na jejich rozhodnutí pře-sunout výrobu zpět do Severní Ameriky. Hac-kett Group se zaměřil především na výrobu plastů a pryže, nicméně lze očekávat, že ruku v ruce s tím půjde i o navazující oblasti průmy-slu. Další analytik z Boston Consulting Group identifikuje u sedmi výrobních odvětví „bod zvratu“, pokud jde o reshoring. Jedná se o ob-lasti s vysokým podílem využití plastů, např. ve výrobě automobilů, elektrických zařízení, počítačů, elektroniky apod.
Významný bude dopad reshoringu na pra-covní trh v Severní Americe. Harry Moser, kte-rý se zabývá reshoringem v americkém IlliNois věří, že reshoring již přinesl v předcházejících třech letech 50 000 nových pracovních míst v různých odvětvích a může v důsledku zna-menat až 500 000 nových pracovních míst ve výrobě do roku 2015. Moser vyvinul software pro cenovou analýzu s názvem „Total Cost of Ownership” (TCO), který je pro registrované uživatele zdarma na jeho internetových strán-kách (www.reshorenow.org). Tento program umožňuje posoudit skutečnou cenu výroby v Číně na základě porovnání nákladů. Věří, že pokud společnosti zanalyzují offshore výrobu s TCO uvidí, že se ušetřené náklady přesunu-tím výroby do Číny nyní vypařily.
Jedním z aspektů, který v Severní Americe ovlivňuje reshoring, je rostoucí produktivita práce a úsilí společností o celkové sníže-ní nákladů. V březnu 2013 vydala Hackett Group studii, která uvádí, jak se výrobci v USA ve všech odvětvích zaměřují na agresivní až 1,5% redukci ceny zboží a zvýšení růstu marží. Hlavním faktorem je navyšování zisku ve vnitřní produktivitě výroby, kterých by mohli dosáhnout 50% snížením nákladů. Odklon od outsourcingu ke strategii vnitřní produktivity začal v roce 2012. Od vyšší produktivity, sní-žení nákladů a reshoringu se očekává zvýšení vývozu a vznik 2,5 až 5 mil. pracovních míst v USA do konce desetiletí, říká Boston Con-sulting Group.
Po téměř 20 let byla Čína považována za místo pro budoucnost výroby. Reshoring uka-zuje, že snaha o zvýšení produktivity, snížení nákladů, zvýšení kvality výroby a zákaznický servis je lepší model pro udržitelný růst, než strategie zaměřená výhradně na cenu.
Prohlédnout si vývoj v oboru plastů a pryže v průběhu posledních let budete mít na nej-větším světovém veletrhu K 2013, který se uskuteční letos ve dnech 16. až 23. října v ně-meckém Düsseldorfu. » www.k-online.de
monitor_3-2013.indd 44 28.5.2013 12:03:56
45 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
vElEtrHy a konfErEnCE
13. 6. 2013 – Kulturní Centrum Novodvorská 151, Praha 4, velký sálSeminář společnosti Medistyl: Aktuální legislativa k nebezpečným látkám VI/2013
Seminář je určen pro pracovníky, kterých se dotýká legislativa REACH/ CLP a kteří se zabývají manipulací s nebezpečnými látkami a zpracováním bezpečnostních listů. Stolová úprava v místě konání umožní živou diskusi a výměnu zkušeností v širších souvislostech klasifikace chemických látek a směsí.
Program:
– Ing. Hana Krejsová – Novinky v chemic-ké legislativě (vyhláška č. 61/2013 Sb. – oznamování chemických směsí, atd.): Problematika biocidů (nařízení (EU) č. 528/2012 atd.)
– Využití bezpečnostního listu a expozičního scénáře ve firemní praxi – Ing. Jan Mar-tynek – Bezpečnostní listy (zkušenosti, nejčastější chyby): Klasifikace dle nařízení CLP (zásady, praktické příklady...)
Odborný garant semináře: Ing. Jaroslav HorkýI: www.medistyl.info/index.php/lang-cs/events/upcoming-events
18.–20. 6. 2013 – SZÚ, Praha 10Odborný kurz
Nebezpečné chemické látky a směsi podle nařízení (ES) č. 1272/2008 = nařízení CLP / klasifikace a označování nebezpečností pro zdraví
Již po desáté připravil Státní zdravotní ústav pro pracovníky z firem, především výrobce, dovozce, distributory chemických látek/směsí, kteří provádějí klasifikaci, navrhují označení, vypracovávají bezpečnostní listy, a dále pro následné uživatele, kteří s látka-mi/směsmi na svých pracovištích nakládají odborný kurz o klasifikaci a označování látek a směsí podle nařízení CLP.
Program kurzu:
– Základní informace o nařízení (ES) č. 1272/2008 – jednotlivé hlavy nařízení.
– Stručně novely nařízení CLP – naří-zení (ES) č. 790/2009, nařízení (EU) č. 286/2011 a nařízení (EU) č. 618/2012.
– Přílohy I – VII nařízení.
– Klasifikace a označování látek a směsí – jednotlivé třídy nebezpečností pro zdraví doplněné o konkrétní příklady (např. akutní toxicita včetně použití vzorce; žíra-vost/dráždivost pro kůži; vážné poškození očí / podráždění očí; senzibilizace a další třídy nebezpečnosti).
– Porovnání s klasifikací z hlediska účinků zdraví podle vyhlášky č. 402/2004 Sb.
– Označení a štítky nebezpečných látek a směsí.
– Porovnání s klasifikací nebezpečností pro zdraví podle systému GHS Spojených národů (UN).
Velký důraz je kladen na vysvětlení a pro-cvičení problematiky pomocí konkrétních příkladů na novou klasifikaci a označení
nebezpečností pro zdraví. Podle času infor-mace o bezpečnostním listu a nařízení CLP.Pořádá: Státní zdravotní ústav (www.szu.cz)Kontakt: MUDr. TrávníčkováT: 267 082 673 / tel. sekretariát: 267 082 657E: [email protected] I: www.szu.cz/tema/pracovni-prostredi/aktuality
4.–6. 6. 2013 – Praha, Hotel Diplomat Praha2. mezinárodní vědecká konference PETrA 2013 – POLLUTION AND ENVIRON-MENT-TREATMENT OF AIR
Po velkém úspěchu prvního ročníku v roce 2011 bude 2. ročník konference opět věno-ván celkové problematice ochrany vnějšího ovzduší. Konference je určena zejména vědeckým pracovníkům a širší odborné veřejnosti zabývající se touto oblastí.
Cílem konference je soustředit experty z celého světa, přispět k transferu zkušeností a nových poznatků, k navázání nových kon-taktů a k vytvoření atmosféry pro vědecká, odborná i komerční setkání a přípravu společných projektů, a současně tak repre-zentovat Českou republiku jako zemi, pro kterou má čistota ovzduší a životní prostředí vůbec velký význam.
Potěší nás, pokud přijmete naše pozvání a budeme mít možnost setkat se v Praze osobně. Jste všichni srdečně vítáni.
Organizátorem konference je Česká spo-lečnost chemického inženýrství ve spoluprá-ci s Odour,s.r.o. Záštitu převzala Univerzita Karlova v Praze.Kontakt: Ing. Petra Auterská, CSc., předsedky-ně organizačního výboruT/F: +420 251 640 830E: [email protected]: http://odour.cz/konference_program.php
18.–21. 6. 2013 – Štrbské Pleso vo Vysokých Tatrách.Riadenie procesov – Process Control ’13
Na túto19. medzinárodnú konferenciu Vás pozývajú Ústav informatizácie, automatizá-cie a matematiky FCHPT STU v Bratislave a Katedra řízení procesů FEI Univerzity Pardubice.
Zameranie konferencie:
– Navrhovanie lineárnych a nelineárnych systémov riadenia.
– Modelovanie, simulovanie a identifikácia technologických procesov.
– Technické prostriedky merania a regu-lácie.
– Optimalizácia procesov.
– Robustné a adaptívne riadenie.
– Simulácia a riadenie v pedagogickom procese.
– Inteligentné systémy riadenia.
– Informačné technológie v automatizácii.
– Aplikácia výpočtovej a riadiacej techniky v priemysle.
– Prediktívne riadenie.
– Algoritmy a počítačové riadenie.
Technickí sponzori: Slovenská spoločnosť pre kybernetiku a informatiku (národná členská organizácia IFAC), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).Mediálni partneri: CHEMAgAzín a AT&P JournalInformácie a registrácia: Ústav informatizácie, automatizácie a matematiky, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, BratislavaT: +421 (02) 59325 366E: [email protected]: www.kirp.chtf.stuba.sk/pc13
2.–4. 7. 2013 – Pardubice3rd European Lipidomic Meeting – ELM 2013
Tato akce volně navazuje na předchozí úspěšné konference Graz Lipid Mass Spec Meeting pořádané v letech 2010 a 2012 v Grazu skupinou Dr. Köfelera. Na základě vzájemné dohody jsme se rozhodli pokra-čovat v tradici těchto konferencí. Změnil se název konference, kde zmizela slova „Mass Spec“, čímž chceme zdůraznit záměr přilákat vědce ze všech vědních oblastí zabý-vajících se lipidy a lipidomikou, jako např. chemie, biologie, medicína, výživa a další. Slovo „evropský“ ukazuje záměr budoucí rotace pořadatelství mezi různými evrop-skými destinacemi. Je pravděpodobné, že analytická chemie a zvláště hmotnostní spektrometrie nadále bude hrát důležitou roli, avšak interakce a komplementární pří-stup vědců z různých vědních oborů mohou být hnací silou lepšího poznání biologických funkcí a metabolismu lipidů.
Na konferenci přijalo pozvání několik špičkových zahraničních přednášejících z USA, Austrálie a evropských zemí, takže bude příležitost vyslechnout prezentace klí-čových osobností ve světovém lipidomickém výzkumu. Kromě jiných potvrdil zvanou přednášku i prezident amerického konsorcia LipidMaps prof. Dennis. Seznam potvrze-ných zvaných zahraničních přednášejících:
– Edward A. Dennis (University of Califor-nia, San Diego, La Jolla, USA),
– Stephen J. Blanksby (University of Wo-llongong, Australia),
– Andrej Shevchenko (Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, Dresden, Germany),
– Xianlin Han (Sanford-Burnham Medical Research Institute, Orlando, USA)
– Kim Ekroos (Zora Biosciences, Espoo, Finland),
– Bernhard Spengler (University of Giessen, Germany),
– Harald C. Köfeler (Medical University of Graz, Austria).
Pořádá: Lipidomická sekce ČSBMB a FCHT Univerzity PardubiceKontaktní osoba: Michal Holčapek, předseda organizačního výboru, Josef Cvačka, předseda Lipidomické sekce ČSBMB ([email protected])T: 466 037 087 E: [email protected]: http://elm2013.uochb.cas.cz/
Semináře_3-2013_new.indd 45 28.5.2013 13:13:14
46 CHEMagazín • Číslo 3 • Ročník XXIII (2013)
vElEtrHy a konfErEnCE
26–29. 8. 2013 – Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého, OlomoucINDC 2013 – 13th International Nutrition & Diagnostics Conference 2013
Mezinárodní fórum pro vědeckou výmě-nu názorů, zaměřené na souvislosti mezi nutriční výživou a klinickou diagnostikou, navazující na klinickou biochemii, výrobu potravin, analytickou chemii a medicínu.
INDC je tradičním místem setkání od-borníků, kteří se zabývají vztahem našeho zdraví a pracovní zátěží, stravovacími návy-ky, zdravím a věkem z hlediska medicíny, klinické praxe a analytické chemie.Pořádá: Radanal s.r.o., PardubiceKontakt: Aleš Horna, conference chairmanT: +420 466 650 618 E: [email protected] I: www.indc.cz
25.–26. 9. 2013 – Kongresové centrum PrahaLABOREXPO 2013 – VI. ročník veletrhu analytické, měřicí a laboratorní techniky s odborným doprovodným programem.
Letošní ročník veletrhu LABOREXPO jako doplní tradiční doprovodný program zaměřený na prezentaci úspěšných vědecko--výzkumných projektů a představení nejmo-dernějších laboratorních metod a hi-tech laboratorní přístrojů, které při tom byly využity. Program byl sestaven ve spolupráci s ČSCh a ČSBMB a AV ČR. Těšit se tak můžete na velmi zajímavé přednášky:
– Receptory pro inzulín (RNDr. Jiří Jiráček, CSc./RNDr. Lenka Žáková, Ph.D.),
– Životní cyklus HIV (Ing. Michaela Rumlo-vá, Ph.D.),
– Rychlá HPLC a bioflavonoidy (Ing. Petr Marhol),
– MALDI ve spojení s orbitrapem v hmot-nostně spektrometrickém zobrazování biologických tkání (Ing. Robert Jirásko, Ph.D.),
– Iontová mobilita – hmotnostní spektro-metrie: principy a aplikace (Prof. RNDr. Karel Lemr, Ph.D.),
– Hmotnostní spektrometrie a analýza bíl-kovin (Doc.RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr.),
– Tvorba aerosolu pro prvkovou analýzu pomocí tepelného odpařování diodovým laserem (Doc. Mgr. Jan Preisler, Ph.D.),
– Využití nových elektrodových materiálů pro voltametrické stanovení biologicky aktivních látek v biologických a environ-mentálních matricích (Prof. RNDr. Jiří Barek, CSc.),
– Nanodiamanty (Mgr. Petr Cígler, Ph.D.),
– Nanomateriály a nanotechnologie ochra-ňují památky a čistí životní prostředí (Ing. Jiří Rathouský, CSc.),
– Přístroj 4SpinNano Contipro,
– Membránové proteiny a jejich elektroche-
mická analýza (Ing. Jan Vacek, Ph.D.),– Bioaplikace mikroskopie atomových sil
spektroskopie ve službách kvantifika-ce proteinů a peptidů (Mgr. Stanislav Kukla),
– Proč patří do výuky přírodovědných před-mětů experiment, aneb co dokáže realita experimentu nikoliv virtualita (Ing. Květa Stejskalová, CSc.).
Vstup na veletrh včetně veškerého dopro-vodného programu je volný.Organizátor: CHEMAgAzín s.r.o.E: [email protected]: www.laborexpo.cz
7.–9. 10. 2013 Haus der Technik, Essen, NěmeckoCarbon Dioxide as Feedstock for Chemicals and Polymers – 2. mezinárodní konference o využití CO2
Po úspěchu první konference o využití CO2 jako suroviny pro chemii a polymery uspořádal nova Institut její druhý ročník. Sejdou se na ní opět představitelé vědecké a aplikační oblasti, která si dala za cíl, využít oxid uhličitý jako surovinu. Chtějí otevřít cesty k udržitelné CO2 ekonomice a poho-vořit o řešeních, která se nabízejí na základě současných perspektivních poznatků vědy a průmyslu. Konference se má zúčastnit na 400 účastníků z různých zemí.
První den bude věnován politickým as-pektům, vizím, udržitelnosti a čištění CO2. Druhý den se soustředí na CO2 jako suro-vinu pro chemický průmysl a jako nositel energie. Třetí den bude věnován polyme-rům na bázi CO2.Pořádá: nova-Institut gmbHI: www.nova-institut.eu
8.–10. 10. 2013 – HannoverBIOTECHNICA 2013 sází na nová témata a inovativní fóra
BIOTECHNICA, přední evropský veletrh biotechnologií, biověd a laboratorní techni-ky se uskuteční v Hannoveru ve dnech 8.–10. října 2013 již po dvacáté. „BIOTECHNICA 2011 potvrdila působivým způsobem svůj vý-znam mimořádné evropské události biotech-nologií. V roce 2013 chceme v tomto vývoji pokračovat,“ říká Dr. Jochen Köckler, člen představenstva veletržní správy Deutsche Messe AG Hannover.
Čtyři nová fóra budou určena současným trendům branže. „Fóra budou pro vystavo-vatele a návštěvníky ústředním místem pro setkání s významnými zástupci trhu biotech-nologií,“ informoval Dr. J. Köckler. „Fóra, společné stánky a jednotliví vystavovatelé těchto mimořádných oborů umožní odbor-
ným návštěvníkům bezprostředně navazovat nové obchodní kontakty.“
Poprvé bude v centru výstavního programu veletrhu bioekonomika. Jako motor bioeko-nomiky nachází průmyslová biotechnologie v různých průmyslových odvětvích stále více oblastí využití. Veletrh BIOTECHNICA ukáže tento vývoj na „Fórum průmyslových technologií“. Přitom půjde především o trva-le udržitelné využívání biomasy a nové kon-cepce biorafinerií. Prezentovány zde budou nové procesy a inovace produktů při výrobě enzymů, ve fermentačních technologiích a pro biokatalýzu.
Inovace založené na biologických proce-sech hrají významnou úlohu také na „Fó-rum Potravinářské inovace“. Zde budou prezentovány nové možnosti a koncepce pro získávání, zpracování a úpravu surovin a potravin. V centru pozornosti výstavy, doprovodných fór a symposii je udržitelnost, bezpečnost spotřebitelů, hospodárnost a akceptance biotechnologií v potravinářství. Představeny budou rovněž analytické postu-py pro vyhodnocování bezpečnosti.
Podíl biofarmaceutik a očkovacích látek na celosvětovém trhu farmaceutik činil v roce 2012 25 %, což představuje více než 970 miliard dolarů. Tento podíl stále stoupá. Nové produkty tohoto trhu jsou podobně jako v automobilovém průmyslu stále více vyvíjeny ve spolupráci mezi podniky a insti-tuty s nejrůznější odborností. „Fórum Bio-services“ se zaměří na tento trend a umožní setkání firem nabízejících nové a osvědčené technologie jakož i služby v oblasti výzkumu, vývoje a výroby biofarmaceutik a očkovacích látek s jejich zákazníky a partnery.
Medicína se stále více vyvíjí směrem k individualizované medicíně. Výzkum a vývoj přitom stále intenzivněji využívá nové poznatky genetických profilů a specific-kých biomarkerů indikujících nemoc. Jsou odhalovány souvislosti mezi genetickými variacemi, nemocemi a průběhem nemo-ci a vyvíjeny nové terapeutické přístupy s pomocí biomedicíny. Nové „Fórum indi-vidualizované medicíny“ ukáže, jak tento trend podporují molekulární technologie, jako je Next Generation Sequencing, Real--Time PCR a imunohistochemie.
Vhodnou příležitostí pro navazování obchodních kontaktů je v rámci veletrhu BIOTECHNICA rovněž předání ceny EUROPEAN BIOTECHNICA AWARD. Cena bude v roce 2013 udělena pod heslem „Integration of Biotechnology into the Industry“. Oceněny budou evropské firmy, které využívají biotechnologické procesy a produkty uvedly úspěšně na trh.
Vv centru pozornosti bude na veletrhu part-nerská země, kterou bude Švýcarsko a jeho trh biotechnologií. Švýcarští vystavovatelé představí širokou škálu služeb pro biotech-nologie, biovědy a laboratorní techniku.Pořádá: Deutche Messe, HannoverI: www.biotechnica.de
