آزمایشگاه GC با روش کروماتوگرافی گازی، دقیق‌ترین ابزار برای شناسایی و آنالیز گازهای سردکننده و آزمایشگاهی با استاندارد ISO17025 است.
در دنیای امروز که کیفیت و خلوص مواد گازی نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد تجهیزات صنعتی و آزمایشگاهی دارند، آزمایشگاه GC یا کروماتوگرافی گازی به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در تحلیل و کنترل کیفیت شناخته می‌شود. این آزمایشگاه با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، قادر است ترکیب دقیق گازهای سردکننده، گازهای آزمایشگاهی و گازهای صنعتی را با دقتی در حد ppm (قسمت در میلیون) شناسایی کند.
کروماتوگرافی گازی به‌ویژه در صنایع مرتبط با تهویه مطبوع، داروسازی، پتروشیمی، تولید گازهای خالص، و همچنین در مراکز تحقیقاتی برای شناسایی و تعیین ناخالصی‌های گازی نقشی حیاتی ایفا می‌کند.
تعریف کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography)
کروماتوگرافی گازی (GC) یکی از روش‌های تجزیه‌ای پیشرفته برای جداسازی، شناسایی و اندازه‌گیری ترکیبات فرار در نمونه‌های گازی و مایع است. اساس این روش بر جداسازی اجزای مختلف یک مخلوط گازی بر مبنای تفاوت در میزان برهم‌کنش آن‌ها با فاز ساکن و فاز متحرک است.
در سیستم GC، نمونه از طریق گاز حامل (Carrier Gas) مانند هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن وارد ستون کروماتوگرافی می‌شود. اجزای مختلف با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی خود در زمان‌های متفاوتی از ستون خارج می‌شوند (زمان بازداری یا Retention Time) و توسط آشکارساز (Detector) شناسایی می‌گردند.
ساختار و اجزای دستگاه GC
یک سیستم کروماتوگرافی گازی معمولاً از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
- منبع گاز حامل (Carrier Gas System)
گاز حامل معمولاً هلیوم، نیتروژن یا هیدروژن است که نقش انتقال‌دهنده نمونه از طریق ستون را دارد. انتخاب گاز حامل مناسب تأثیر مستقیمی بر تفکیک، حساسیت و سرعت آنالیز دارد.
- بخش تزریق نمونه (Injector)
نمونه گازی یا مایع با حجم دقیق به داخل دستگاه تزریق می‌شود. در این مرحله ممکن است از سیستم Split/Splitless Injector برای کنترل میزان نمونه وارد شده به ستون استفاده شود.
- ستون کروماتوگرافی (Column)
ستون محل اصلی جداسازی اجزاست. ستون‌ها معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:
Packed Column: برای آنالیز ترکیبات ساده یا گازهای دائم.
Capillary Column: برای جداسازی‌های دقیق و آنالیز گازهای ترکیبی و سردکننده‌ها با تفکیک بالا.
- آشکارساز (Detector)
آشکارساز، سیگنال خروجی هر ترکیب را ثبت می‌کند. رایج‌ترین آشکارسازها عبارت‌اند از:
FID (Flame Ionization Detector): مناسب برای ترکیبات هیدروکربنی مانند فریون‌ها.
TCD (Thermal Conductivity Detector): برای گازهای دائم و معدنی مانند نیتروژن، اکسیژن و هلیوم.
ECD (Electron Capture Detector): برای شناسایی ترکیبات حاوی هالوژن مانند R22، R134a، R410a و سایر گازهای سردکننده.
اصول عملکرد کروماتوگرافی گازی
عملکرد GC بر اساس جداسازی اجزای مختلف در ستون انجام می‌شود. هنگامی که نمونه به همراه گاز حامل وارد ستون می‌شود، مولکول‌ها با سطح داخلی ستون (فاز ساکن) برهم‌کنش پیدا می‌کنند. بسته به شدت این برهم‌کنش، ترکیبات مختلف در زمان‌های متفاوت از ستون خارج می‌شوند.
این تفاوت زمانی توسط آشکارساز به شکل پیک (Peak) در نمودار کروماتوگرام ثبت می‌شود. هر پیک نشان‌دهنده یک ترکیب خاص است و مساحت زیر آن متناسب با غلظت آن ترکیب می‌باشد.
کاربرد کروماتوگرافی گازی در آنالیز گازهای سردکننده
- شناسایی نوع گاز مبرد
در بسیاری از موارد، گازهای سردکننده به اشتباه با یکدیگر ترکیب یا جایگزین می‌شوند. GC با دقت بالا قادر است نوع مبرد مانند R22، R134a، R404A، R407C، R410A، R507 و غیره را شناسایی کند.
- تعیین درصد ترکیب گازهای چندجزئی
بسیاری از مبردها مخلوط‌هایی از چند گاز مختلف هستند. برای مثال، R410A ترکیبی از R32 و R125 است. GC می‌تواند درصد هر جزء را با دقت بسیار بالا مشخص کند تا اطمینان حاصل شود ترکیب نهایی با استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارد.
- شناسایی ناخالصی‌ها
ناخالصی‌هایی مانند رطوبت، هیدروکربن‌ها، اکسیژن یا نیتروژن می‌توانند عملکرد سیستم تبرید را مختل کنند. GC امکان شناسایی و اندازه‌گیری دقیق این ناخالصی‌ها را فراهم می‌کند.
- کنترل کیفیت در فرآیند تولید
در صنایع تولید گازهای سردکننده، هر بچ (Batch) از تولید باید مورد آزمون GC قرار گیرد تا خلوص نهایی گاز تضمین شود.
آنالیز گازهای آزمایشگاهی با GC
گازهای آزمایشگاهی مانند اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، آرگون، دی‌اکسید کربن، متان و هلیوم باید از خلوص بسیار بالایی برخوردار باشند، زیرا کوچک‌ترین ناخالصی می‌تواند نتایج آزمون‌های علمی را تغییر دهد.
کروماتوگرافی گازی در این حوزه کاربردهای زیر را دارد:
- تعیین درصد خلوص
GC می‌تواند درصد خلوص گازهای خالص را تا سطح 99.999% (پنج نُه) مشخص کند و ناخالصی‌هایی مانند CO، CO₂، CH₄، O₂ و N₂ را در مقادیر بسیار ناچیز شناسایی کند.
- کنترل کیفیت گازهای ترکیبی (Gas Mixtures)
در آزمایشگاه‌ها و صنایع، بسیاری از گازها به‌صورت مخلوط استاندارد برای کالیبراسیون تجهیزات استفاده می‌شوند. GC دقت ترکیب این گازها را بررسی می‌کند تا از صحت مقادیر درج‌شده در گواهی کالیبراسیون اطمینان حاصل شود.
- ارزیابی عملکرد سیلندرها و خطوط انتقال گاز
GC قادر است با نمونه‌برداری از گاز داخل سیلندر یا خطوط توزیع، وجود آلودگی یا نشتی را تشخیص دهد و از سلامت سیستم اطمینان حاصل کند.
استانداردهای مرجع در آنالیز GC
برای اطمینان از دقت و تکرارپذیری نتایج، آنالیز گازی باید بر اساس استانداردهای بین‌المللی انجام شود. برخی از مهم‌ترین استانداردها عبارت‌اند از:
ASTM D1945: آنالیز گازهای طبیعی با GC.
ASTM D2597: تعیین ترکیب گازهای مبرد.
ISO 6974: آنالیز گازهای هیدروکربنی.
EN 14214 و ISO 17025: الزامات صلاحیت آزمایشگاه‌ها و کیفیت کالیبراسیون تجهیزات.
آزمایشگاه‌هایی که دارای گواهی ISO/IEC 17025 هستند، صلاحیت فنی لازم برای انجام آنالیز GC با دقت و قابلیت ردیابی به مراجع بین‌المللی را دارند.
مراحل انجام آنالیز GC در آزمایشگاه گاز
نمونه‌برداری دقیق از سیلندر یا خط گاز با استفاده از رگولاتورهای تمیز و بدون نشتی.
تزریق کنترل‌شده نمونه به سیستم GC.
ثبت و پردازش کروماتوگرام و شناسایی پیک‌ها بر اساس زمان بازداری.
محاسبه درصد هر جزء با استفاده از مساحت زیر پیک‌ها.
تهیه گزارش نهایی و گواهی آنالیز (Certificate of Analysis) شامل درصد اجزا، نوع آشکارساز، شرایط ستون و نوع گاز حامل.
تجهیزات جانبی مورد استفاده در آزمایشگاه GC
رگولاتور فشار دقیق گاز حامل
فیلترهای حذف رطوبت و روغن (Moisture/Oil Trap)
سیستم کنترل دما با پایداری بالا
نرم‌افزارهای تحلیل داده کروماتوگرافی
کالیبراسیون دوره‌ای آشکارسازها با گازهای استاندارد
اهمیت کالیبراسیون در دستگاه GC
دستگاه GC باید به‌صورت دوره‌ای با گازهای مرجع (Standard Gases) کالیبره شود تا دقت نتایج حفظ گردد. در این فرآیند از گازهای ترکیبی با ترکیب مشخص استفاده می‌شود که توسط شرکت‌هایی مانند سپهر گاز کاویان تولید می‌شوند.
کالیبراسیون شامل مقایسه پیک‌های ثبت‌شده با مقادیر استاندارد است تا اطمینان حاصل شود سیستم در محدوده مجاز عملکرد می‌کند.
نقش شرکت سپهر گاز کاویان در ارائه خدمات آنالیز GC
سپهر گاز کاویان یکی از معتبرترین تولیدکنندگان گازهای خالص، گازهای ترکیبی و ارائه‌دهندگان خدمات آنالیز گازی در کشور است. این شرکت با بهره‌گیری از آزمایشگاه مجهز به دستگاه GC، GC-TCD، GC-FID و GC-ECD، خدمات تخصصی زیر را ارائه می‌دهد:
آنالیز گازهای سردکننده، صنعتی و آزمایشگاهی با دقت بالا
تعیین درصد خلوص و شناسایی ناخالصی‌ها
صدور گواهی آنالیز مطابق ISO17025
کالیبراسیون دستگاه‌های گاز سنج و آشکارساز
ساخت گازهای مرجع برای تست و کالیبراسیون GC
آدرس دفتر فروش: تهران، شهرستان قدس، شهرک ابریشم، بلوار تولیدگران، ساختمان یاس، واحد ۳
کارخانه: استان البرز، شهرستان نظرآباد، شهرک صنعتی سپهر، بلوار کارآفرین، خیابان آذر غربی، پلاک ۱۱
تلفن تماس: ۰۲۱-۴۶۸۳۵۹۸۰ و ۰۲۱-۴۶۸۳۷۰۷۲
ایمیل: sale@kaviangas.com
| info@kaviangas.com
وب‌سایت: www.kaviangas.com
آزمایشگاه GC با بهره‌گیری از فناوری کروماتوگرافی گازی، یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای آنالیز گازهای سردکننده و آزمایشگاهی محسوب می‌شود. این تکنیک با جداسازی اجزای مختلف، امکان شناسایی نوع گاز، خلوص، و ناخالصی‌ها را فراهم می‌کند و نقش مهمی در تضمین کیفیت گازهای صنعتی، تحقیقاتی و محیطی دارد. استفاده از خدمات آزمایشگاه‌های معتبر مانند سپهر گاز کاویان، اطمینان از صحت و قابلیت ردیابی نتایج را تضمین می‌کند.