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在水质分析领域,尤其是在对水质纯净度要求近乎严苛的制药用水、高纯电子工业、清洁验证等场景中,总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)已成为一项至关重要的核心指标。TOC能够快速、灵敏地反映水中有机污染物的总量,是评价水质纯度、监控纯化系统效能、以及验证清洁程序有效性的黄金标准。
北京北广精仪仪器设备有限公司,作为中国检测行业的尖端伙伴,凭借深厚的技术积淀与持续的创新精神,隆重推出基于湿法(触媒)燃烧原理的总有机碳分析仪。本仪器打破了传统检测技术的局限,通过高效的湿法化学氧化与灵敏的二氧化碳检测技术的完美结合,实现了对水中总有机碳含量的高精度、高可靠性测定。它不仅严格遵循并超越《中国药典》、USP、EP等国内外权威药典法规要求,更以卓越的性能与便捷的操作,为各行业用户提供从实验室离线分析到在线实时监测的一站式水质解决方案,全面赋能质量控制与研发创新。
第一章:产品工作原理与技术核心
1.1 先进的湿法燃烧(触媒催化氧化)原理
本TOC分析仪的核心检测原理是湿法燃烧法,亦称触媒催化氧化法或高温燃烧法(与文件1、2中的紫外氧化-电导率法形成技术路径的显著区分)。该方法代表了TOC检测技术中高氧化效率与高准确度的主流方向。
其工作原理流程如下:
样品注入与酸化:水样被精确引入仪器后,首先与磷酸等无机酸混合。此步骤旨在将水样中所有的无机碳(Inorganic Carbon, IC),主要以碳酸盐和碳酸氢盐形式存在,转化为二氧化碳(CO₂)。
无机碳(TIC)的测定:酸化产生的CO₂由载气(如高纯空气或氮气)吹扫,送入高灵敏度的非色散红外(NDIR)检测器或等效高精度检测器进行定量检测,该数值即为总无机碳(TIC)。
湿法燃烧氧化:经过酸化吹扫后的样品,被引入到一个高温的燃烧反应管中。反应管内填充有高性能的氧化触媒(如铂/钯催化剂)。在高温(通常可达680°C甚至更高)和富氧条件下,触媒催化水样中所有有机碳化合物发生彻底的氧化反应,将其完全转化为二氧化碳。
反应通式:有机物 + O₂ (催化剂,高温) → CO₂ + H₂O
总碳(TC)的测定:湿法燃烧氧化后产生的CO₂,同样由载气携带进入第二个NDIR检测器进行精确定量。此数值代表了样品中的总碳(Total Carbon, TC)含量,即有机碳与无机碳之和。
TOC计算:仪器内置的高性能微处理器通过简单的减法运算,实时得出总有机碳(TOC) 值:
TOC = TC - TIC
1.2 技术核心优势
氧化效率近100%:高温与高效催化剂的结合,确保了对难氧化有机物(如吡啶、嘧啶等)的完全分解,避免了紫外氧化法可能存在的氧化不完全问题,测量结果更真实、更准确。
高灵敏度与宽线性范围:得益于NDIR检测器对CO₂的特异性强、灵敏度高且响应稳定的特性,本方法可实现从极低浓度(ppb级)到高浓度(数百ppm甚至更高)的宽广线性范围检测,传感器无需针对不同浓度段进行定制化调节,适用性更广。
抗干扰能力强:湿法燃烧法受样品中离子强度、浊度、颜色等因素的干扰较小,对于成分复杂或高盐样品具有更好的适应性,数据可靠性更高。
第二章:详尽产品性能参数
本湿法燃烧法TOC分析仪的技术参数经过精心设计,旨在满足最严苛的检测需求。
2.1 核心检测性能参数
检测原理:湿法(触媒催化)燃烧氧化,NDIR检测。
测量范围:
TOC测量范围:0.001 mg/L 至 1000 mg/L(可根据需要扩展至更高浓度)。宽广的范围覆盖了从超纯水、注射用水到工艺废水、环境水样的全谱系检测需求。
TC/TIC测量范围:与TOC范围匹配,支持独立测量。
检测精度:≤ ±2% 满量程(优于常见±4%的指标),确保数据的权威性与可比性。
检测限:低至 0.001 mg/L (1 ppb),满足药典对仪器检测灵敏度的最高要求(等于或小于0.001mg/L),可精准监控超纯水水质。
分辨率:0.001 mg/L,显示细微的水质变化。
分析时间:单次样品分析周期通常为 3 ~ 8分钟(依样品浓度和模式而定),快速响应,提升检测效率。
重复性误差:≤ 2% RSD,保证同一样品多次测量结果的高度一致性。
线性相关系数:R² ≥ 0.999,在宽广的测量范围内保持优异的线性关系。
2.2 系统操作与环境参数
样品进样:
进样方式:支持自动进样器(可选配,实现批量无人值守检测)、手动注射(用于少量或特殊样品)、以及在线连续进样。
样品体积:微升级别进样(如20-200μL),节省样品消耗。
样品温度:适应 1°C 至 95°C 的样品,可直接分析热水或冷水样。
载气与试剂:
载气:要求高纯氮气或无碳空气,纯度≥99.999%,压力与流量稳定可调。
酸化剂:仪器自动添加高纯磷酸或其他无机酸试剂。
氧化催化剂:高性能铂基催化剂,使用寿命长。
电源要求:AC 220V ± 10%, 50/60 Hz, 额定功率约500W(实际功率因型号而异)。
环境条件:
操作温度:10°C 至 40°C
储存温度:-20°C 至 60°C
相对湿度:≤ 85%(非冷凝)
数据输出与管理:
显示屏:大尺寸彩色触摸屏,全中文/英文图形化操作界面。
数据存储:海量内部存储,可自动存储长达数年的连续检测数据、校准记录及方法参数。
输出接口:标准配备USB、RS232、以太网(LAN) 接口,支持数据导出至U盘、连接电脑或接入实验室信息管理系统(LIMS)。
打印功能:内置或外接微型打印机,即时打印包含测试参数、结果、日期、样品ID的完整报告。
报警功能:用户可自定义TOC浓度上限,超标时仪器自动声光报警,并可输出控制信号联动外部设备。
2.3 符合法规与验证支持
符合标准:设计完全符合并满足以下标准要求:
《中华人民共和国药典》2020年版及后续修订版,附录Ⅷ R “制药用水中总有机碳测定法”。
ISO 8245:1999 等多种国际国内水质TOC检测标准。
验证服务:提供完整的IQ/OQ/PQ(安装/运行/性能确认) 服务文件包与技术支持,协助用户轻松通过国内外GMP、FDA等相关认证所需的仪器验证。
第三章:突出产品优势与特点
3.1 卓越的分析性能
真TOC检测:基于TC-TIC的经典差分法,直接测量,结果准确,是国际药典规定的标准方法,避免了直接法可能存在的干扰。
超宽动态范围:单台仪器无需更换部件即可实现从ppb级到ppm级的跨数量级精确测量,应用场景极其广泛。
极高的氧化效率与准确性:高温催化燃烧确保对所有有机物的完全氧化,尤其擅长检测难氧化的含氮、杂环化合物,数据更具代表性。
3.2 智能化的操作体验
全自动化操作:从自动进样、添加试剂、样品氧化、检测到数据计算、存储、报告生成,全程自动化,极大减少人为误差与操作负担。
人性化软件:直观的触摸屏界面,引导式工作流程设计,方法参数设置简单快捷。具备“一键运行”常规检测和“方法编程”高级功能。
强大的数据管理:不仅存储原始数据,还能进行趋势分析、统计计算,并生成符合审计追踪要求的电子记录,满足数据完整性(ALCOA+)原则。
3.3 出色的可靠性与经济性
核心部件长寿命:高质量NDIR检测器寿命长、稳定性好;高性能催化剂可工作数千小时。相较于紫外灯等耗材,长期运行维护成本更具优势。
低运行成本:虽然需要消耗载气和少量试剂,但单次检测成本依然可控,且凭借高可靠性减少了维修停机带来的损失。
模块化设计:关键部件采用模块化设计,维护、更换简便快捷,非专业工程师经培训也可完成日常维护。
3.4 灵活的配置选项
多种型号可选:提供基础型、高性能型、在线型等多种型号,满足不同预算与检测通量需求。
丰富选配件:可配置自动进样器(多至上百位)、高容量样品盘、多种检测器、在线取样与预处理模块等,实现功能扩展。
在线与离线双模式:同一台仪器(或特定型号)可实现实验室离线精准分析与在线24/7实时监测的便捷切换,一机多用。
总有机碳TOC分析仪主要用于水质监测,尤其在制药、半导体、化工、环保和科研等领域应用广泛。
主要应用领域
- 制药行业监测纯化水、注射用水等,确保符合《中国药典》要求。用于清洗验证(CIP/SIP)和在线监测制水系统。
- 半导体行业监测超纯水系统,防止微量有机污染影响芯片制造。用于晶圆清洗用水和工艺水循环系统评估。
- 化工与精细化工监控生产用水和溶剂回收系统,评估有机残留。用于高分子材料和特种溶剂生产过程。
- 环境与水处理监测工业废水、地表水和饮用水源,预警污染风险。用于污水处理和水厂出水稳定性验证。
- 科研与实验室维护超纯水系统,验证试剂级水质。用于环境污染分析研究。
- 食品与饮料行业验证清洗水和工艺用水安全,避免交叉污染。用于食品包装设备冲洗验证。




