FlashSmart 是 Thermo Scientific 推出的一款高性能元素分析儀,能夠實現碳 (C)、氫 (H)、氮 (N)、硫 (S) 以及氧 (O) 等元素(“CHNS/O”)的定量分析。
該儀器基于改良的 Dumas 方法(快速燃燒+轉換)實現元素測定,適用于固體、液體、粘稠樣品、有機/無機樣本、多種基體類型。
從實驗室需求來看,現代分析場景要求高精度、重復性強、高通量、自動化程度高、運行成本低。FlashSmart 正是為此類需求設計,以滿足質量控制、研究開發、生產監測、環境檢測、食品安全、石化、能源等多領域的元素分析需求。
總體而言,FlashSmart 提供的是:一臺儀器、多種配置、覆蓋 C/H/N/S/O,從低濃度至高含量范圍;同時兼顧易用性與高效率。
FlashSmart 的命名中,“Flash”表明其采用快速燃燒(flash combustion)技術,樣品在短時間內于高溫下劇烈燃燒或熱解,從而迅速轉化為可測氣體?!癝mart”則體現其實驗室自動化、數據智能處理、模塊化靈活配置等特點。
其設計遵循“簡化操作流程、最大化樣品通量、保持高精度、兼容各種樣品基體”的原則。官網明確提出其“設計簡單且易用”“改善 CHNS/O 工作流程分析”“更高樣本通量”“更高模塊性”。
從手冊可知,FlashSmart 系統包括以下典型組成部分:
樣品接口,如自動進樣器(MAS Plus autosampler)或液體注射器設備。
燃燒/熱解爐(單爐或雙爐配置可選)。
載氣及氧氣/氮氣供應系統(氦或氬作載氣,氧氣用于燃燒,氮氣作備用等)。
分析管路與熱導檢測器 (TCD);有時配備用于氧測定的熱解管路。
控制與數據處理軟件:EagerSmart? 數據處理軟件。
配置模塊/可選附件:例如 MultiValve Control (MVC) 模塊以增強自動化與載氣切換。
典型操作路徑如下:樣品稱量 → 放入進樣裝置 → 在爐中燃燒或熱解 → 氣體生成并經載氣帶入反應/還原裝置 → 水分、雜質除去 → 氣體分離 → 熱導檢測 → 軟件生成數據報告。手冊中對各配置(如 CHN、CHNS、CHN/O、CHNS/O)提供了不同的氣路和反應器結構說明。
FlashSmart 可實現以下元素組合的測定:
C/H/N
C/H/N/S
C/H/N/O
C/H/N/S/O
N 或 N/蛋白質(N/Protein)等更多細分配置。
軟件支持從 1 到 5 個元素的測定,覆蓋各種分析需求。
采用熱導檢測器 (TCD) 作為主要檢測手段,適用于測定生成氣體中的元素含量。
燃燒方法基于改良 Dumas 方法,樣品通過高溫燃燒生成氮氣、二氧化碳、水、SO?、NO? 等氣體,再轉換為測定目標氣體,氧含量則通常通過熱解方式測定。
根據應用說明,FlashSmart 在 ASTM D5373 等標準方法下顯示出出色的準確度、重復性與無基體效應。
例如,在高樣重量條件下,單爐、雙爐配置均可實現可靠的 N/C 測定結果,重復性滿足實驗室需求。
儀器支持自動化樣品進樣、雙通道/多通道配置以提升通量。手冊中提到可選雙爐、雙通道配置。
廠商宣傳中指出“最高樣品通量”“自動化操作全天候(24/7)”等特點。
FlashSmart 提供超過 20 種配置方案以滿足不同應用與未來需求。
用戶可以根據元素需求(如只測 N,或測 CHNS/O)、樣品類型(固體、液體、粘稠)、通量需求、自動化要求來選擇最適組合。未來若分析需求改變,還可以通過模塊升級擴展配置。
儀器支持使用氦 (He) 或氬 (Ar) 作為載氣,支持氮氣 (N?) 作為待機備用氣體,從而節省運行成本。
載氣切換、節氣模式、雙通道切換技術等,有助于提升效率、降低消耗。
EagerSmart 數據處理軟件為儀器提供了完整的數據分析、報告生成、模板管理、元素計算(如蛋白質含量、熱值、CO? 排放計算、經驗式公式)等功能。
軟件支持儀器方法模板、自動校正、分析記錄、樣本管理,提高用戶操作效率和數據可靠性。
自動化是 FlashSmart 的一大亮點。首先,儀器可配備自動進樣器(如 MAS Plus 固體自動樣品盤、AI/AS 系列液體進樣器)以支持批量操作。
其次,配備 MultiValve Control (MVC) 模塊時,可實現雙通道切換、載氣自動切換、空閑期間自動待機等功能,進一步減少人工干預,提高通量和穩定性。
軟件方面,EagerSmart 支持從樣品數據錄入、方法選擇、校準、分析運行、結果報告、趨勢監控、儀器維護記錄等全流程管理。它還提供模板庫,支持快速啟動和切換應用場景。
此外,軟件自動計算額外參數(如蛋白質含量、ρ值、排放量等)使得儀器不僅僅提供原始元素百分比,還可直接輸出下游所需的衍生指標,提高實驗室整體價值。
總而言之,自動化+智能軟件極大減輕了操作人員負擔,提高了實驗室生產效率和數據一致性。
模塊化一直是 FlashSmart 的核心優勢之一。不同配置包括但不限于:N/Protein、N/Lubricant、NC/Soils、CHN、CHNS、CHN/O、CHNS/O、CHN/CHN 雙通道、CHNS/CHNS 雙通道等。
用戶可根據自身樣品類型和分析需求選擇:
單爐還是雙爐、單通道或雙通道。
固體樣品進樣、液體樣品、氣體樣品、濾膜樣品等。
氣體種類(氦、氬、氮)以及載氣切換模塊。
自動樣品盤容量(例如固體可擴展至125個樣本托盤)。
這種模塊化讓實驗室能夠先投資基礎版本,隨著樣品量、樣品類型、分析內容擴展,再升級模塊而無需更換整機。軟件支持多配置,多元素組合分析也在同一儀器上完成。
此外,在切換不同配置時操作復雜度低,系統識別配置變化、調整參數簡便,有利于實驗室多任務、多用戶、多應用場景運行。
高通量、低停機時間是現代分析儀器的重要指標。FlashSmart 在這方面做出了多項優化。
自動樣品盤容量大:例如 MAS Plus 自動樣品盤可擴展至125個樣本。
雙通道/雙爐配置可同時運行兩套分析系統,顯著提升樣品吞吐能力。
載氣切換、系統待機模式設計減少非分析時間、節省氣體與能源。
操作流程簡潔,軟件自動生成報告,減少人工干預及潛在出錯環節。
模塊化設計意味著維護和備件更換簡便,減少儀器停機時間。
綜上,FlashSmart 可支持從日常質量控制、生產監測到高通量研發項目的樣品分析需求。對于要求快速響應、樣本量大、切換頻繁的實驗室尤為適合。
由于 FlashSmart 的靈活性與廣泛元素組合能力,其可廣泛適用于以下領域:
食品與飼料安全:測定蛋白質 (N含量)、C/H/N/S/O 含量,以支持營養分析、質控合規。廠商明確其 N/Protein 配置適用于農產品、食品。
環境/土壤/沉積物分析:土壤、有機廢物、沉積物、濾膜樣品的 C/N/S/O 分析。
石化、燃料、潤滑劑、能源材料:潤滑油、燃料、石油衍生物等中 N、S、O、C/H 含量檢測。
化學合成、塑料、催化劑、纖維:有機化學產品、合成聚合物、橡膠、纖維材料中 CHNS 分析。
冶金、礦物、碳材料:石墨、金屬粉、礦樣中碳、氮含量測定。
因此,無論是研發實驗室、生產監控部、質量保證部、環境監測機構,還是糧食檢測中心,FlashSmart 都具備廣泛適用性。
FlashSmart 在儀器運行與維護設計方面也體現了許多便捷性特征:
操作界面與軟件友好:EagerSmart 軟件支持模板、自動報告、校準歷史記錄,用戶培訓門檻低。
所有關鍵組件(爐、檢測器、進樣器、氣體系統)結構清晰,維護人員可快速接入。手冊中詳細介紹了爐體、樣品盤、氣體連接、排氣等。
載氣及備用氣源設計(例如在夜間/周末使用氮氣替代氦或氬)節能且降低運行成本。
模塊化結構意味著當某一模塊需維護或升級時,可較快進行置換或替換,無需整機停機。
有文檔說明系統可實現自動切換、節氣,并支持 24/7 操作,大幅降低人工干預與停機時間。
從實驗室運營角度來看,維護成本、培訓成本、運行效率等都得到了優化。
綜合以上各方面,FlashSmart 的性能優勢可歸納為以下幾點:
高精度與可靠性:采用成熟熱導檢測器與動態燃燒/熱解方法,保證數據的準確度和重復性,無明顯基體效應。
寬元素適用范圍:可選測 C/H/N/S/O 中的任意組合,覆蓋從簡單到復雜的元素分析需求。
真正的自動化與高通量能力:大容量自動樣本盤、雙通道/雙爐配置、軟件全流程控制,使得儀器可應對大樣本量與多任務運行。
模塊化與擴展性強:超過 20 種配置供選,用戶可隨需升級、擴展,無需為未來需求重復采購。
優化的運行成本:載氣切換、節氣設計、自動化運行減少人工、減少氣體消耗、降低單位分析成本。
操作簡便、維護便利:軟件界面清晰、方法模板齊全、構件布局合理、維護停機時間短。
廣泛應用領域:覆蓋食品、環境、化工、石化、材料、能源等眾多行業,適用性強、靈活性高。
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