Как работает элементный анализатор и как выбрать подходящий?

Элементный анализатор — это лабораторный прибор, который определяет элементный состав образца: какие элементы он содержит и в каком соотношении.

Большинство приборов измеряют основные компоненты органического вещества — углерод, водород, азот, серу и кислород (CHNS-O): образец сжигается при высокой температуре, а образующиеся газы измеряются.

Результаты получают за несколько минут без использования опасных химикатов. Поэтому элементный анализ является стандартным методом для многих рутинных определений.

Что такое элементный анализ?

Элементный анализ измеряет массовую долю ключевых элементов в органических и неорганических материалах, чаще всего углерода (C), водорода (H), азота (N), серы (S) и кислорода (O). Результаты показывают, из чего состоит материал.

В пищевых продуктах и кормах общий азот пересчитывается в содержание белка для маркировки и контроля качества.
В почвах и удобрениях углерод, азот и соотношение C/N характеризуют плодородие и содержание органического вещества.
В фармацевтике и химии результаты CHNS-O подтверждают структуру и чистоту синтезированных соединений.
Для топлива, биомассы и отходов значения CHNS характеризуют теплотворную способность и потенциал выбросов.

Как работает элементный анализатор?

Современные элементные анализаторы используют метод сжигания (принцип Дюма). Он признан международными стандартами ISO, AOAC, ASTM и EN и не требует агрессивных химикатов.

Сжигание. Навеска образца сжигается в чистом кислороде при температуре выше 1000 °C. Углерод превращается в CO₂, водород — в H₂O, сера — в SO₂, а азот — в N₂ и оксиды азота (NOx).
Восстановление. Газы сгорания проходят через высокоактивную медь, которая восстанавливает NOx до молекулярного азота (N₂) и удаляет избыток кислорода.
Разделение. Вода и другие мешающие газы улавливаются или отделяются. В зависимости от прибора для этого используется газохроматографическая колонка или селективные ловушки и адсорберы.
Детектирование. Каждый газ измеряется детектором по теплопроводности (TCD) или недисперсионным инфракрасным детектором (NDIR). Программное обеспечение пересчитывает сигналы в процентное содержание элементов.

Для определения кислорода образец подвергается пиролизу без кислорода вместо сжигания.

Линейка элементных анализаторов Velp

Velp разрабатывает и производит полную линейку элементных анализаторов для определения углерода, водорода, азота, серы и кислорода методом сжигания — от микронавесок в несколько миллиграммов до макронавесок до 3 граммов:

EMA 502
Микро CHNS-O анализатор

Универсальное определение CHNS и кислорода в микронавесках.

Навески до 100 мг, результат примерно за 12 минут (CHNS) или 6 минут (O).
ГХ-колонка и детектор TCD позволяют видеть разделение в реальном времени.
Быстрое переключение между режимами CHNS и O без внешних модулей.
Автосамплер до 117 образцов для работы без оператора.

Идеален для лабораторий фармацевтики, органической химии, материаловедения и нефтехимии.

EMA 402XL
Макро CHNS анализатор

Первый в мире макро CHNS анализатор с технологией тиглей.

Твёрдые или жидкие образцы до 3 г в многоразовых керамических тиглях.
NDIR-детекторы измеряют C, H и S, детектор TCD — N.
Вертикальная печь до 1350 °C для полного сжигания и расчёт TOD.
Автосамплер на 100 позиций: от загрузки образца до удаления золы.

Идеален для почв, удобрений, биомассы, отходов, угля, кокса и топлива.

CN 802
Анализатор углерода/азота

Быстрое определение углерода и азота за один анализ.

Твёрдые, пастообразные и жидкие образцы до 1 г, результат примерно за 5 минут.
NDIR-детектор для C и детектор LoGas™ TCD для N.
Определяет TC, TOC, TIC, TN и соотношение C/N на одном приборе.
Одновременные результаты по C и N без отдельных анализов.

Идеален для агрохимических, экологических, пищевых, кормовых и химических лабораторий.

NDA 702
Анализатор азота/белка по Дюма

Высокопроизводительное определение азота и белка методом Дюма.

Навески до 1 г, результат за 3–4 минуты.
Предел обнаружения 0,001 мг N с гелием, RSD менее 0,5 % по ЭДТА.
Без кислот и опасных реагентов: более быстрая и безопасная альтернатива методу Кьельдаля.
Автосамплер до 117 образцов для работы без оператора.

Идеален для лабораторий пищевой и кормовой промышленности, производства напитков и АПК.

Какой элементный анализатор выбрать?

Анализатор	Элементы	Масса навески	Применение
EMA 502	CHNS + O	До 100 мг	Фармацевтика, химия, материалы, исследования
EMA 402XL	CHNS (+ TOD)	До 3 г	Почвы, отходы, биомасса, топливо, уголь
CN 802	C, N, TOC, TIC, C/N	До 1 г	Почвы, экология, пищевые продукты и корма
NDA 702	N / белок	До 1 г	Пищевые продукты, корма, напитки, АПК

Почему элементные анализаторы Velp

Гелий или аргон в качестве газа-носителя: меньше зависимость от поставок гелия и ниже затраты.
Работа 24/7 без оператора с полностью автоматическими автосамплерами.
Соответствие международным стандартным методам (ISO, AOAC, ASTM, EN и др.), а также опциональный пакет 21 CFR Part 11 для отдельных моделей.
Подключение к облачной платформе Velp Ermes для удалённого мониторинга приборов, результатов и обслуживания с любого устройства.
Оригинальные расходные материалы Velp с длительным сроком службы и низкой стоимостью анализа.