国产微波消解仪的选型

2017-07-10 10:52:56      点击:
国产微波消解仪选型
近年来,微波消解技术在我国得到了广泛的推广,市场上的产品选择也越来越多,国外厂家与国产品牌之间的竞争态势也越来越明显。我们在论坛上一方面看到广大用户对国产品牌支持的呼声很大,另一方面也看到国外厂家对国内品牌时有贬低之辞,以及国内厂家之间也相互拆台,从而让很多用户对国产微波消解怀有不信任感。其实国内微波消解技术历经二十年的发展已经取得了长足的进步,无论从品种、性能和应用方法上都完全能满足国内各行业用户的需要,某些型号的性能特点也可与国外同类产品相媲美。我们应该站在公正客观的立场上对国内微波消解技术的现状与前景及其对我国分析测试技术的贡献作一个正确的认识。
国内微波消解技术起源于二十世纪八十年代,当时国外微波消解也刚起步不久,卖到中国的都是天价产品,国内市场难以接受,于是在当时的上海和北京几乎在差不多的时间都迈出了将民用微波炉改装为国产微波消解仪的第一步,奠定了国产微波消解技术的基础。这些产品以其低廉的价格和实用的性能,让很多国内的用户有机会尝试到这一技术所带来的优势和方便。经过二十多年的发展演变,国产微波消解技术发生了重大变化。
首先,我们来看看目前国产微波消解产品的分类:
第一类,即A类机:超高压消解反应罐,内罐材质为优质TFM,外罐(套)各厂家均选用国内外最为先进的材料制成,消解罐为框架式双层罐结构,批处理量大≥10个,一般采用工业微波炉的大炉腔设计,容积大,功率大,多层钢结构防爆炉门,自弹出(浮动式)平移炉门结构,价位在人民币拾万元以上。优点:批处理量大,适合大批量样品处理,炉腔结实,若发生爆炸不易变形;缺点是:能耗大,体积笨重,价格较高,使用和维护费用高。 典型机型有:新仪的MDS-10,屹尧的Excel等;
第二类,即B类机:高压消解反应罐,内罐材质为TFM(或高质量的PTFE),外罐(套)材料通常用增强型PEEK;改进型炉腔设计,炉腔容积中等,有些厂家在炉门结构上也采用了自弹出缓冲炉门结构,批处理量为10左右,价位在人民币伍至拾万元之间。优点是:性价比不错;缺点是:性能比较中庸, 操作也不简便。典型机型有:新仪MDS-8,瑞利MSP-8600,新拓XT-9912,美诚的MD-6等;
第三类,即C类机:普及型产品,中高压消解反应罐,内罐材质为PTFE(聚四氟乙烯),外罐一般采用抗压耐酸的工程塑料制成,有一定的使用寿命,也有厂家部分产品选用框架卡入式的高强度消解反应罐体;炉腔为民用微波炉腔体改进,厂家在结构上加装了很多安全装置,如超压泄压孔,防爆膜,金属外壳与门钩, 安全防护罩等等,批处理量≤6个,价位在人民币伍、陆万元以内。优点是: 结构简单, 操作方便,仪器本身的故障率低, 成本低廉; 缺点是: 炉腔稍为单薄, 若发生爆炸炉腔和炉门损坏较大, 但操作人员的安全性还是有保障的. 典型机型有:新拓XT-9900,屹尧WX-4000,新仪MDS-6及以下机型。
从总体性能来看,A类机的性能代表了国内微波消解技术的最高水平,可以与国外同类产品相媲美,整机和配件价格也比国外产品具有更高的性价比,但相对于其他国产微波仪器,A类机的定位还是有点高,一下很难得到大范围普及。所以在国产仪器中B类机是未来增长最快的机型,因为它本身是国产机中性价比较高的机型。C类机将继续在国产微波消解市场占有一席之地,它担负着普及微波消解技术的任务,让许多经费有限,初次使用微波消解仪器的用户得以很快地掌握并用上。
从目前销量来看,以台数计算,C类机占55%,B类机占30%,A类机占15%,近年在疾控等行业的大型招标中,由于经费等原因唱主角的还是C类机,所以C类机对于在地县级普及微波消解技术是功不可没的。
其次,谈谈国产微波消解的安全性:
说到微波消解的安全,很多人第一反应就是“爆炸”;其实微波消解并非人们想象的那样容易发生危险。微波消解的安全主要来自微波应用安全和微波辐射两个方面。微波应用安全是由仪器对反应参数的控制方式和准确性,操作人员的操作规范性,消解罐的材质和结构,以及发生异常时仪器所采取的主被动安全措施(包括罐体泄压,炉门缓冲,炉腔材质及厚度,炉门防护等)等综合因素所决定的。之前在网上看到有厂家说微波消解的安全性是由炉腔的厚薄决定的,我们觉得有点偏激了。如果仅仅靠加厚炉腔壁而忽略上述因素,那安全性无从谈起。现在专业厂家都把安全性放在第一位的,无论A类机还是C类机都会把上述因素考虑进去,当然A类机用的控制技术先进一些,消解罐结构和材质要考究一些。但是无论您使用哪种类型的仪器,严格规范的操作是必不可少,因为无论哪种类型的仪器,包括国外仪器,不注意操作规范都会出问题。 可以这样说微波消解是所有仪器中最需要严格按照规范操作的一种仪器,因为每一次操作都是对仪器性能与寿命的一次考验。
微波辐射,也就是微波泄漏问题。目前国内外生产微波设备的厂商在产品出厂时基本全部做到了严格控制微波的泄漏,有载的情况下远小于1mW/cm2,完全低于国家要求的安全标准(国际电工委员会和我国有关部门规定,在微波炉门外5厘米处测得微波的泄漏≤5mW/cm2 ),但是倘若仪器在使用过程中发生一定的爆炸情况,导致微波炉腔体受到一定程度变形(有些变形是肉眼看不清楚的),产品的谐振腔结构以及炉门紧密性功能就有可能造成损坏,这就有微波泄漏的危险,因此建议用户不能完全忽视这方面的安全影响因素,最好联系厂家进行安全检验确认。
总体来说,A、B、C类机在设计的安全性考虑由高到低,但并不意味着A类机就不会发生“爆炸”,或者说炸完后就跟没事一样,照样炉腔要变形,炉门可能关不上,罐子要报废,安全机构失灵。也并不意味着C类机就一定会“爆炸”,炸完后门就会掉下来,关键看你怎么操作的,其实A类机爆炸后的维修费用可能还要高于C类机。
我们认为网上有种偏见好象使用民用微波炉腔改装的微波消解就是对操作人员的不负责任,这有些言过其实。其实C类机使用到现在二十多年了,几千家用户仍使用,也没有发生过操作人员伤亡的恶性事件。因为C类机仅仅是用了民用微波炉的一个炉腔(主要考虑到民用微波炉大批量生产,成本较低,而且在微波泄漏,电磁兼容等方面的国家标准比工业用微波炉还要高),而专业厂家都在炉腔外加装了很多安全保护措施如温度,压力的监控,超压泄压孔,防爆膜,金属的外壳与门钩,防弹玻璃材料的防护罩等等。操作人员的安全是绝对有保障的。当然C类机若发生爆炸对炉腔和炉门的损坏可能较大,但寄回厂家换个炉腔成本也不大,总体使用和维护成本还是很低的。
在网上时有看到网友讨论国产微波消解的安全性,所举的极端例子,其实大都是C类机出现的。这一方面是因为C类机的用户数量很大,涉及的行业繁杂,导致出现问题的概率就高;另一方面使用人员的经验和操作方法差距很大,特别是不甚了解微波消解应用安全知识,操作方法不当,如取样量过大、没有预加热、加酸量超标等原因造成的问题就占90%以上,曾有人用微波消解去消化火药,结果不言自明。 其实C类机经过二十年的发展演变, 其安全性已远非民用微波炉所能比,只要有严格可靠的温度和压力控制系统和被动防范措施,总的来说还是较为安全的。
从商业角度来看,厂家也希望用户更多地选择B类机和A类机,因为利润也更合理一些,现在C类机在很多只注重价格的大型招标中几乎已没有什么利润,这是一种对厂家和用户都不利的现象。 我们也呼吁相关部门适度增加预算,不要在政府采购招标中一味追求价格最低者,协助企业推动高性能微波消解设备的发展。同时我们相信随着用户实验经费的不断充实,经验不断提升,不同类型的用户会作出相应适合自己的选择。
最后,简单说说操作的便利性;很多用户在选择微波消解仪器时只注重安全性,忽略了操作便利性。其实,大家都明白,用微波消解不就是图个方便嘛。如果仪器操作太复杂,工作环境和状况得不到改善,同时运行费用高昂,那对我们的样品前处理工作也不会提升太高的效率。不同的厂家对仪器和消解罐采用不同的控制技术和结构设计,从而导致了不同繁简程度的操作方法,用户在选择时不应盲目追求技术参数的差别不大的数字高低或小数点后多一位少一位,而更应从不同厂家的设计原理上去体会其操作的便利性。 其实,微波消解在仪器的选择上还普遍存在这样的误区,大部分人认为消解反应罐越多越好,仪器国外的就是最好的。殊不知,仪器在操作的时候,反应罐的数目越多操作程序就越复杂,虽然仪器消化的时间不长,但冷却、清洗、卸装测控系统极为耗时,致使炉腔利用率一直偏低,因此,我们除了对仪器性价比的判别外,还需从操作的便利性进行衡量。同时从售后维护和产品保修来看,国外产品因诸多销售流程的原因使得操作者在维修时费用很高,备件周期较长,若等不到备件干着急,对用户的工作也会带来很多不便。