大容量生物樣品碳化灰化一體裝置用于生物樣品的實驗室放射性檢測過程中，富集大量的樣品進行分析，該設備可以使生物樣品的干燥、炭化、灰化在一個容器內(nèi)一次完成，動物樣品的制樣時間約為30個小時左右，植物樣品的制樣時間約為8個小時左右，相比傳統(tǒng)的烘箱、電熱板、馬弗爐轉(zhuǎn)移的方式大大節(jié)約了時間和勞動。

山東輻測生物技術有限公司

大容量生物樣品碳化灰化一體裝置

標準依據(jù)：

GB/T 16145《生物樣品中放射性核素的γ能譜分析方法》

GB14883.1—2016 《食品安全國家標準 食品中放射性物質(zhì)檢驗 總則》

HJ 815-2016《水和生物樣品灰中鍶-90的放射化學分析方法》

HJ 816-2016《水和生物樣品灰中銫-137的放射化學分析方法》

其他放射化學分析中需要生物灰的檢測標準

儀器概述                                                    

在生物樣品的實驗室放射性檢測過程中，由于極微量和痕跡量的放射性物質(zhì)可能會產(chǎn)生嚴重的輻射后果，所以要富集大量的樣品進行分析，也就是首先進行樣品的灰化，制作生物灰。放射性檢測的灰化過程與普通的灰分制備的重要不同在于前者要嚴格控制樣品在灰化過程中的溫度并且不能有明火以防止核素的升華和逸出（例如Cs137樣品的灰化溫度不宜超過400℃）。山東輻測公司運用自己掌握的核心技術在整合業(yè)內(nèi)優(yōu)勢資源的基礎上，打造了FC3000大容量生物樣品碳化灰化一體裝置。該設備可以使生物樣品的干燥、炭化、灰化在一個容器內(nèi)一次完成，相比傳統(tǒng)的烘箱、電熱板、馬弗爐轉(zhuǎn)移的方式大大節(jié)約了時間和勞動。

高溫系統(tǒng)使物料在一個連續(xù)的流程中完成干燥、碳化、灰化三個工藝過程。其中，脫水干燥階段，快速完成低溫條件下的脫水，避免傳統(tǒng)干燥條件下，過長的時間和高溫對核素升華和漂移的影響。熱解碳化階段，失水干燥的物料，在貧氧狀態(tài)下，繼續(xù)受熱發(fā)生熱解反應，氣體排出，直至全部碳化?；一A段，設備進入空氣，高溫碳化物開始氧化分解，直至全部灰化。干燥、炭化、灰化連續(xù)完成，系統(tǒng)自動控制干燥、炭化、灰化全過程。

大容量生物灰化爐連接尾氣凈化系統(tǒng)。尾氣凈化系統(tǒng)主要由冷凝器、高壓靜電光解復合式凈化器、風機等部分組成。

FC3000大容量生物樣品碳化灰化一體裝置

技術參數(shù)及要求

-性能特點:

1. 設備組成:主要由微波源、風機、測溫系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)其他附件組成。

2. 高性石英坩堝:容量 10L/20 L， O~1000℃ 可驟冷驟熱，無較裂、無落粉。

3. 封閉式大容積處理系統(tǒng)，可以一個連續(xù)流程完成傳統(tǒng)處理工藝，干燥脫水、炭化、灰化三個處理階段，一套系統(tǒng)可以完成傳統(tǒng)三個儀器的工作流程，節(jié)省物料搬運過程，使用便捷，環(huán)境良好。

4. 鮮樣灰化完成時間在30小時左右，同時為植物樣品（葉菜類）時約10小時左右。

5. 碳化灰化一體機，內(nèi)部采用封閉潔凈石英坩堝，石英材質(zhì)"核本底"較低，對待測物品無污染:且封閉石英空腔，利于焦油類揮發(fā)物回流，進行二次熱解，相對于傳統(tǒng)三步法，具有更少的氣態(tài)產(chǎn)物揮發(fā)量，所以核素物質(zhì)逸失率較低，測試數(shù)據(jù)更準確。

6. 碳化灰化系統(tǒng)，以石英腔為處理中心，采用集中文丘里負壓尾氣處理技術，適合統(tǒng)一排放，設備表面無異味逸出:同時用戶可以選配煙氣凈化裝置，進一步減少現(xiàn)場操作過程尾氣的異味感，改善操作環(huán)境。

7. 不同核素對應溫度有不同的要求，通過 PLC 控制微波系統(tǒng)可以實現(xiàn)物料的精確控溫，從而減少高溫條件下核素升華揮發(fā)的可能性，本一體機的安全系統(tǒng)以全面保護操作者為設計理念，安全措施兼顧電氣、機械、高溫防護、微波防護、異味氣體處理以及操作安全。

- 主機:

>供電電源 380V  50Hz

>微波參數(shù):

(1)微波功率:額定功率 4000W 2450MHz;

(2)微波調(diào)節(jié)范圍 0--- 4000W 閉環(huán) PID 功率控制，線性可調(diào)，無級非脈沖式連續(xù)微波功率輸出，程控自動調(diào)整:

(3)加熱方式:微波、輔熱雙重作用，微波加熱與輔助加熱協(xié)同工作，灰化更*、更均勻:

(4) 微波源采用多磁控管組合設計，內(nèi)置超溫和過電流保護功能，采用先進的變頻電源驅(qū)動電路為微波系統(tǒng)供電。

》微波諧振腔:

(1) 304 不銹鋼板爐腔，一體焊接而成，堅固可靠:外觀采用碳鋼噴塑，整體美觀大方

(2)微波饋口和門體均采用微正壓氣密設計，除進出氣流通路外，沒有氣體逸失，使用環(huán)境良好

(3) 內(nèi)置射燈照明系統(tǒng)，通過外引的氣密觀察窗，可以隨時觀察內(nèi)部物料狀態(tài)和減容情況，便于把握工藝控制

》高溫熱解腔

(1) 高溫加熱腔容積 40L

(2) 根據(jù)碳化灰化工藝要求，可選擇工作溫度

(3)全微波屏蔽一體式不銹鋼鎧裝熱電偶測溫，測溫范圍 0--1200℃  ，通過進行精確控溫，并控制整個工藝流程的灰化溫度，防止核素升華和溢出。

(4) 氣氛控制系統(tǒng):氣氛控制系統(tǒng)自動控制實驗過程中進氣、出氣，根據(jù)實驗流程，自動控制。

(5) 尾氣系統(tǒng):專業(yè)灰化氣流設計，出風管路采用高速離心風機驅(qū)動文丘里排風設計，

(6)整機應實現(xiàn) 24H 連續(xù)工作。

》操作系統(tǒng)

(1) 采用 PLC 編程控制:良好的人機互動，一體化控制終端，溫度和功率均智能可控;

(2)彩色觸摸屏人機對話窗口，操作簡單快捷，即時顯示時間、溫度、功率曲線:

(3)根據(jù)用戶的使用領域，隨機提供多種以上生物樣品成熟的灰化處理方案

(4) 系統(tǒng)軟件可存儲多種方案，每種方案可設置多段升溫程序，可以進行程序升級，可對程序進行存儲、修改、調(diào)用、刪除等系統(tǒng)操作:

(5) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):各項數(shù)據(jù)采集并輸送至控制器，控制器根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算并發(fā)出指令，在微波加熱過程熱電偶數(shù)據(jù)采集， PLC 可以通過該數(shù)據(jù)采集進行手動、自動進行控制，方便工藝判讀:

(6) 設置 USB 接口，可以對實驗過程中的數(shù)據(jù)進行讀取，并通過電腦進行分析編輯:

》安全措施

(1)設置門體開關，通過多重聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，開門斷電，保護操作人員:

(2) 微波泄漏防護采用高阻抗微波抗流抑制結(jié)構(gòu)，保證操作人員的健康安全，微波泄漏量 <5mw/cm

(4) 采用完善的獨立控制保護電路，確保每個元件的使用互不干擾:采用溫度控制器，保護微波源核心部件，以延長使用壽命:采用過電流保護器，防止電流過大:

(5) 設備的設計與安裝總體考慮到安全、穩(wěn)定、可靠、衛(wèi)生，便于操作和維修保養(yǎng)的要求。