Bert van der Hoeff, specialist ICP-OES bij Aemas | Foto: FOODnote
Elementanalyses op een duurzame manier uitvoeren is geen ‘ver van je bed show’ meer. De MICAP-OES 1000 spectrometer is een interessant alternatief voor de traditionele methoden op het lab die op argon zijn gebaseerd. De op stikstof gebaseerde plasmatechnologie geeft goede resultaten in combinatie met een magnetron, zoals minder spectrale interferentie in zware matrices. Bovendien biedt het apparaat meer ruimte op je labtafel, energie- en kostenbesparing en hogere scores op de duurzaamheid van je lab.
Met de MICAP-OES 1000 spectrometer (MICAP staat voor Microwave Inductively Coupled Atmospheric Plasma Optical Emission Spectrometry) maken we een grote stap voorwaarts naar duurzamere elementanalyses. De stikstofgebaseerde plasmatechnologie is een goed alternatief om de traditionele – op argon gebaseerde – methoden te vervangen. Dit geeft betere resultaten, meer ruimte op je labtafel en winst op je energie- en kostennota.
Nu alle laboratoria moeten verduurzamen, kan het geen kwaad om eens naar milieuvriendelijker alternatieven van je processen en analyses te kijken, zoals monstervoorbewerking met de magnetron. De magnetron kan nu ook worden ingezet voor elementanalyses met ICP-OES, zoals bij diverse chemie-, milieu-, en farmalabs. Het bedrijf Aemas houdt zich onder andere bezig met de applicaties en toepassingen van deze techniek, die door Radom Corporation is gepatenteerd.
Spectrometrie laboratorium in Oosterhout
Bert van der Hoeff (specialist ICP-OES bij Aemas) werkt met zijn zes collega’s vanuit hun eigen demonstratie- en applicatielab in Oosterhout. Na een carrière als elementanalysespecialist bij o.a. Thermo startte hij in 1999 Aemas (Atomaire Emissie Massa Spectrometrie) als gespecialiseerd lab voor uitdagende elementanalyses met ICP-OES en ICP-MS.
Zes jaar later ging het bedrijf een samenwerking aan met Teledyne Leeman Labs en verschoof hun focus naar het ontwikkelen van toepassingen voor instrumenten van zowel Teledyne als voor andere leveranciers.
“Het meten is niet het probleem, maar het opzetten van de juiste methode is vaak de uitdaging”
Bert van der Hoeff, specialist ICP-OES bij Aemas
In de eerste jaren werkte Aemas als klein commercieel laboratorium voor niet-routinematige elementanalyses. Er werden slechts enkele monsters per dag gemeten. “Kijk, het meten is niet het probleem, dat doet het instrument voor je. Maar het opzetten van de juiste methode en het toepassen van de juiste techniek is vaak de uitdaging.”
Applicatieontwikkeling
Na de start van zijn samenwerking met Radom Corporation – begin 2024 – houdt Van der Hoeff zich nu ook bezig met applicatieontwikkeling en toepassingen van de MICAP-OES 1000 spectrometer. Zij hebben een speciale keramische ring ontwikkeld (met dipolen erin) die de watergekoelde spoel om de toorts vervangt. De microgolven van de magnetron genereren een hoogfrequente inductiestroom in de keramische ring (Cerawave) voor het inductief gekoppelde stikstof plasma. “Een uitstekend alternatief voor de huidige argongebaseerde ICP-OES spectrometers”, vindt Van der Hoeff.
De gepatenteerde keramische ring (Cerawave) van Radom Corporation | foto:FOODnote
tk1 Voordelen van stikstofgebaseerde plasmatechnologie
De nieuwe op stikstof gebaseerde plasmatechnologie biedt een hoop voordelen in vergelijking met de conventionele methode. Van der Hoeff: “Ten eerste is het gebruik van een magnetron als energiebron (1kW) een stuk energiezuiniger, het kan gewoon in een normaal stopcontact van 220V/16A. Daarnaast is het een uiterst robuust instrument. Van de magnetron in je eigen keuken gaat de techniek vrijwel nooit kapot, hooguit een knopje of een deurtje. Groot bijkomend voordeel is dat je geen (water)koeler meer nodig hebt, dat scheelt direct veel in je energieverbruik.”
“De MICAP-OES 1000 is een uitstekend alternatief voor de huidige op argon gebaseerde ICP-spectrometers’”
Bert van der Hoeff, specialist ICP-OES bij Aemas
“Het tweede grote voordeel”, zegt Van der Hoeff, “is het gebruik van een geïoniseerd stikstofplasma in plaats van een argonplasma. Stikstof is groener en goedkoper te produceren, omdat er nu eenmaal meer N2 dan Ar in de lucht zit. Bovendien is de productie milieuvriendelijker, omdat je dit ter plekke kunt doen met een stikstofgenerator. Dit scheelt dan weer transport van gasflessen en is beter voor de carbonfootprint van je bedrijf.”
“De MICAP-OES 1000 garandeert stabiele prestaties, zelfs onder uitdagende monsteromstandigheden”
Bert van der Hoeff, specialist ICP-OES bij Aemas
“Het is eigenlijk grappig dat de stikstofgenerator drie keer groter is dan de MICAP zelf. Deze weegt maar 32 kilo en neemt dus maar weinig ruimte in op je labtafel.” Dit geeft meteen het derde voordeel weer: de spectrometer kan overal worden neergezet. Zelfs op de meest afgelegen laboratoria (zoals remote mining labs) in Afrikaanse landen. “Er is nu een MICAP onderweg naar Mozambique om geïnstalleerd te worden op een drijvend LNG-platform voor de kust.”
Analyses aanpassen
“Veel laboratoria zien al deze voordelen inmiddels ook”, zegt Van der Hoeff. “Wij zien dat vooral labs met monsters met complexe matrices zeer veel interesse hebben in de MICAP-OES 1000, omdat dit instrument stabiele prestaties garandeert, zelfs onder uitdagende monsteromstandigheden.”
Van der Hoeff vervolgt: “Vooral door de grote winst in kosten en duurzaamheid zijn labmanagers niet moeilijk over te halen. En mocht een lab vanwege de kosten geen nieuw instrument kunnen kopen, dan kan het lonen om bijvoorbeeld een bestaande ICP-MS om te laten bouwen tot een stikstofvariant. Helaas lopen veel commerciële labs er tegenaan dat veel analyses gedirigeerd worden door SOP’s en die zijn niet 1-2-3 aangepast.”
tk2 Toepassingen chemische industrie
Naast agro-, milieu- en farmalabs, is de MICAP-OES 1000 ook goed toe te passen binnen de staalindustrie, organische chemie en metallurgie. Zoals bij scheepsmotoren en in de vliegtuigindustrie. “Door de robuustheid van het stikstofplasma kunnen vluchtige organische stoffen beter gemeten worden. Als toepassing kun je hierdoor kwalitatief beter meten welke ‘slijtmetalen’ er in de smeeroliën zitten.”
Hij besluit: “Wat mij betreft is de MICAP-OES 1000 voor elk laboratorium dat elementanalyses uitvoert het overwegen waard.”
De voordelen van elementanalyse met stikstof versus argon
- Magnetron is energiezuinig (1kW) en robuust
- Geen recirculatiekoeling nodig
- Werkt op 220V/16A: kan gewoon in het stopcontact
- Neemt weinig ruimte in, weegt slechts 32 kg
- Stikstof is goedkoper en groener te produceren
- Je kunt je stikstof lokaal genereren, geen transport nodig
tk3 De specificaties van de MICAP-OES 1000
- Uniek ontwerp en prestaties
- Werkt op stikstof, waardoor de behoefte aan argon vervalt
- Werkt op 208V tot 240V elektrische voeding
- Luchtgekoeld, waardoor de noodzaak voor een recirculatiekoeler vervalt
- Betaalt zichzelf terug in minder dan 3 jaar, waardoor meer dan € 200k wordt bespaard gedurende de levensduur
- Snelle en efficiënte installatie, met een opstelling van doos tot tafel in 1 uur
- Echelle-spectrometer met golflengtebereik van 194 nm – 625 nm + 766 nm
- Resolutie varieert van 7 pm bij 200 nm tot 16pm bij 600 nm
- Maakt gebruik van innovatief keramisch golfgeleiderontwerp voor optimale energieoverdracht (Cerawave)
- Biedt superieure tolerantie voor monstermatrix, waardoor stabiele prestaties worden gegarandeerd onder uitdagende omstandigheden
