گزارش کارآموزی در مجتمع پتروشیمی و آزمایشگاه GC96

 دا نشگاه

گروه شیمی

عنوان:
گزارش کارآموزی

محل کارآموزی :
مجتمع پتروشیمی اراک – آزمایشگاه GC
استادراهنما:

دانشجو:

شماره دانشجویی:

تابستان

با تشکر از:

آزمایشگاه GC مجتمع پتروشیمی اراک که در دوره کارآموزی ,نهایت سعی و تلاش خویش را در طبق اخلاص نهاده و در طی این راه همکاری , همیاری و رهنمودهای سازنده این دو بزرگوار به منزله چراغ فروزان هدفم بود و کلیه دوستانی که صمیمانه مرا در این راه یاری رسانــدند.

کارشناسی شیمی کاربردی

فهرست مطالب :
فصل اول : آشنایی کمی با مجتمع پتروشیمی اراک
1-1 تاریخچه و انگیزه احداث ………………………………………………………… 10
1-2 اهمیت تولیدات مجتمع …………………………………………………………. 10
1-3 خوراک مجتمع …………………………………………………………. 10
1-4 نیروی انسانی ………………………………………………………….. 11
1-5 مصارف تولیدات مجتمع …………………………………………………………. 11
1-6 موقعیت جغرافیایی ………………………………………………………….. 11
1-7 واحدهای مجتمع ………………………………………………………….. 12
1-8 دستاوردهای مهم مجتمع ………………………………………………………….. 12
1-9 حفظ محیط زیست …………………………………………………………. 13
1-10 اسکان و امکانات رفاهی …………………………………………………………. 13
1-11 مجتمع پتروشیمی اراک ……………………………………………………………… 14
فصل دوم : گازکروماتوگرافی
2-1 مقدمه ………………………………………………………….. 16
2-2 تاریخچه ………………………………………………………….. 17
2-3 مزایای کروماتوگرافی ………………………………………………………….. 18
2-4 اصول دستگاه …………………………………………………………… 19
2-5 سیستم کروماتوگرافی ……………………………………………………… 21
2-5-1 گاز حامل ………………………………………………………………………… 21
2-5-2 کنترل جریان ……………………………………………………………………….. 21
2-5-3 اندازه گیری جریان …………………………………………………………………. 22
2-5-4 وارد کردن نمونه ………………………………………………………………….. 22
2-5-5 ستون …………………………………………………………………… 24
2-5-6 آون …………………………………………………………………… 27
2-5-7 پیل آشکار ساز …………………………………………………………………… 28
2-5-8 دما …………………………………………………………………… 29
2-5-9 ثبات ……………………………………………………………………. 30
2-5-10 شناسایی اجزاء یک مخلوط ………………………………………………….. 31
فصل سوم : انژکتورها
3-1 مقدمه ………………………………………………………. 33
3-2 انژکتورهای Split ……………………………………………………… 35
3-2-1 حجم انژکتور ………………………………………………………………….. 36
3-2-2 دمای انژکتور …………………………………………………………………… 37
3-2-3 لوله تزریق انژکتورهای Split ……………………………………………… 37
3-3 انژکتورهای Splitless ……………………………………………. 38
3-3-1 لوله تزریق انژکتورهای Splitless …………………………………….. 39
3-3-2 دمای انژکتور و استفاده صحیح از سرنگ تزریق ……………………….. 40
3-4 انژکتورهای On -column ……………………………………………… 42
3-4-1 چند نکته مهم …………………………………………………………………… 42
3-4-2 امتیازات روش تزریق On -column ………………………………… 43
3-5 انژکتورهای مستقیم …………………………………………………………. 45
3-5-1 تبدیل انژکتورهای ستون های پر شده به انژکتورهای مستقیم ….. 45
3-5-2 لوله تزریق انژکتور مستقیم ………………………………………… 46
3-6 سپتوم انژکتور ……………………………………………………………………. 48
3-7 تمییز کردن انژکتور ……………………………………………………………… 48
فصل چهارم : ستون ها
4-1 مقدمه ای بر مبحث ستون های پرشده ……………………………………… 51
4-2 نگهدارنده های جامد ………………………………………………………….. 51
4-2-1 اثرات سطحی نگهدارنده جامد ……………………………………………….. 53
4-2-2 اندازه ذرات ……………………………………………………………………………. 54
4-3 فاز مایع …………………………………………………………………………….. 54
4-3-1 شرایط فاز مایع ……………………………………………………………………. 54
4-3-2 گزینش فاز مایع ……………………………………………………………………. 55
4-3-3 درصد فاز مایع ……………………………………………………………………. 55
4-4 دمای ستون ………………………………………………………………………. 56
4-5 تهیه جامد پوشانده شده ………………………………………………………. 56
4-6 مقدمه ای بر مبحث ستون های موئین ……………………………………. 58
4-7 وارد کردن نمونه ………………………………………………………………. 59
4-8 لوله های سیلیس گداخته …………………………………………………… 59
4-9 پوشش پلی ایمیدی ………………………………………………………….. 60
4-10 حدود دمایی ستون ……………………………………………………….. 61
4-11 فازهای ساکن ستون های موئین ……………………………………….. 63
4-11-1 انتخاب فاز ساکن ………………………………………………………….. 64
4-11-2 فازهای ساکن معادل (هم ارز) ………………………………………… 65
فصل پنجم : آشکارسازها
5-1 مقدمه ………………………………………………………………………….. 67
5-2 گاز جبرانی …………………………………………………………………… 67
5-3 حساسیت آشکارساز ………………………………………………………. 68
5-4 گزینش پذیری ………………………………………………………………. 69
5-5 دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز …………………………………….. 69
5-5-1 آشکارساز هدایت حرارتی یا کاتارومتر …………………………………….. 70
5-5-2 آشکارساز بر پایه یونش …………………………………………………. 71
5-5-3 آشکارساز یونش شعله ای …………………………………………………. 71
5-5-4 آشکارساز یونش سطح مقطعی …………………………………………….. 72
5-5-5 آشکارساز یونش آرگون ……………………………………………………… 72
5-5-6 آشکارساز یونش هلیم …………………………………………………………. 73
5-5-7 آشکارساز یونش قلیایی ………………………………………………………. 73
5-5-8 آشکارساز یونش نوری ………………………………………………………. 74
5-5-9 آشکارساز نورسنجی …………………………………………………………… 74
5-5-10 آشکارساز هدایت الکترولیتیکی ………………………………………….. 75
5-5-11 آشکارساز بر پایه دانسیته گاز …………………………………………….. 75
5-5-12 آشکارساز الکترون ربا ………………………………………………………… 76
5-5-13 آشکارساز پلاسمای امواج میکرو ………………………………………… 76
5-5-14 آشکارساز انتگرالی …………………………………………………………….. 77
فصل ششم : عملکرد واحدها
6-1 واحد 2- اتیل هگزانول …………………………………………………… 85
6-1-1 فرایند تولید 2- اتیل هگزانول ……………………………………………. 85
6-1-2 عرضه محصولات …………………………………………………………….. 87
6-1-3 اهمیت واحد 2- اتیل هگزانول …………………………………………… 88
6- 2 واحداتانول آمین ……………………………………………………………. 89
6-2-1 فرایند تولید اتانول آمین …………………………………………………….. 89
6-2-2 عرضه محصولات …………………………………………………………….. 91
6-2-3 اهمیت واحد اتانول آمین ……………………………………………………. 92
6-3 واحد اتوکسیلات …………………………………………………………….. 92
6-3-1 فرایند تولید اتوکسیلات ……………………………………………………… 93
6-3-2 اهمیت واحد اتوکسیلات …………………………………………………….. 94

1-1 تاریخچه و انگیزه احداث :
مجتمع پتروشیمی اراک یکی از طرحهای زیر بنائی و مهم می باشد که درراستای سیاست های کلی توسعه صنایع پتروشیمی و با اهداف تامین نیاز داخلی کشور و صادرات ایجاد و به بهره برداری رسیده است .
این طرح درسال 1363 به تصویب رسید و پس از طی مراحل طراحی ونصب و ساختمان در سال 1372 فاز اول مجتمع در مدار تولید قرارگرفت . در ادامه کار ، به منظور بهبود مستمر و تولید بیشتر و متنوع تر، واحدهای دیگر مجتمع تکمیل و واحد اتوکسیلات به عنوان آخرین واحد مجتمع در سال 82 راه اندازی و در مدار تولید قرار گرفت .
از سال 79 ، همزمان با تکمیل واحدها ، طرحهای توسعه ای مجتمع نیز با هدف افزایش ظرفیت مجتمع آغاز گردیده است . از سال 1378با تصویب هئیت مدیره و پس از بررسی های دقیق عملکرد مجتمع، شرکت در بازار بورس پذیرفته شد و واگذاری سهام آن آغازگردید .
1-2 اهمیت تولیدات مجتمع :
از مشخصه های استثنایی مجتمع پتروشیمی اراک استفاده از دانش های فنی ، تکنولوژی و فرایندهای پیشرفته می باشد . تولیدات مجتمع بسیار متنوع و عمدتاً گریدهای مختلف را شامل می شوند. از لحاظ انتخاب خطوط تولید کمتر مجتمعی را می توان یافت که مانند مجتمع پتروشیمی اراک ترکیبی از تولیدات پلیمری وشیمیایی ازرشمند و حتی شاخه خاصی از تولیدات نظیرسموم علف کشها را یکجا داشته باشد . مجتمع پتروشیمی اراک از لحاظ تنوع ، ارزش فراورده ها و نقش حساس آن در تامین نیاز صنایع مهم کشور کم نظیر می باشد.
1-3 خوراک مجتمع :
خوراک اصلی مجتمع نفتای سبک وسنگین است که از پالایشگاه های اصفهان و اراک از طریق خط لوله تامین می شود .خوراک دیگر مجتمع ، گاز طبیعی است که ازخط لوله سراسری مجاور مجتمع اخذ می گردد . ضمناً حدود6000 تن آمونیاک وحدود 350 میلیون متر مکعب در سال مصرف گاز طبیعی مجتمع می باشد که از خط سوم سراسری تامین می گردد .

1-4 نیروی انسانی :
کل نیروی انسانی شاغل در مجتمع بالغ بر 1769 نفر می باشد که حدود 1213 نفر فنی و 556 نفر ستادی هستند .
بر اساس سیاست کلی دولت جمهوری اسلامی ایران بخشی از کارها به بخش خصوصی واگذار گردید که در این راستا چندین شرکت با بیش از1000 نفر نیرو در بخشهای خدماتی – تعمیراتی و غیره در مجتمع فعالیت دارند .
1-5 مصارف تولیدات مجتمع :
مصارف تولیدات مجتمع بسیار متنوع و دارای طیف گسترده است .در بخش تولیدات شیمیایی کلیه فراورده ها شامل اکسید اتیلن/ اتیلن گلیکل ها – اسید استیک / وینیل استات – دو اتیل هگزانل -بوتانل ها – اتانل آمین ها و اتوکسیلات ها به اضافه سموم علف کش ها کاملاً در کشور منحصر به فرد می باشند و نیاز صنایع مهمی را در کشور تامین نموده و مازاد آنها به خارج صادر می شود .
در بخش پلیمری نیز فراورده های ارزشمند و استراتژیک انتخاب شده اند که به عنوان نمونه می توان گریدهای مخصوص تولید سرنگ یک بار مصرف – کیسه سرم – بدنه باتری – گونی آرد – الیاف و همچنین مواد اولیه ساخت بشکه های بزرگ به روش دورانی و نیزگرید مخصوص تولید لوله های آب – فاضلاب و گاز و لاستیک پی بی آر را نام برد .
اولویت مصرف فراورده های مجتمع برای تامین نیاز صنایع داخل کشور است در این ارتباط تولیدات مجتمع سهم به سزایی در تامین نیاز صنایع پایین دستی دارد به نحوی که نیاز بالغ بر 5000 واحد پایین دستی را تامین می نماید .
1-6 موقعیت جغرافیایی :
مجتمع پتروشیمی اراک در جوار پالایشگاه اراک در کیلومتر 22 جاده اراک – بروجرد در زمینی به وسعت 523 هکتار قراردارد .

1-7 واحدهای مجتمع :
الف : واحدهای فرایندی :
واحدهای فرایندی مجتمع شامل 19 واحد است که در نمودار منعکس می باشد .
ب : واحدهای سرویس های جانبی :
آب بدون املاح : ظرفیت 450 متر مکعب در ساعت
واحد تولید بخار : 500 تن در سال
واحد نیروگاه : ظرفیت کل تولید ( در شرایط جغرافیایی محل ) 125 مگاوات
برجهای خنک کننده : شامل 7 برج
واحد هوای فشرده یا هوای ابزار دقیق : 5 کمپرسور هر کدام 26000 نرمال متر مکعب در ساعت به ظرفیت کل : 130000 نرمال متر مکعب .
واحد تفکیک نیتروژن و اکسیژن از هوا به ظرفیت : اکسیژن 14500 نرمال مترمکعب و نیتروژن 6000 نرمال متر مکعب در ساعت .
ج : واحدهای عمومی ( آفسایت ) شامل :
مخازن مواد شیمیایی ، سیستم بازیافت کاندنس ها ، سیستم آب خام ، سیستم گاز ، سیستم سوخت مایع ، مخازن خوراک ، مخازن محصولات مایع ، سیستم آتش نشانی ، مخازن گاز هیدروژن ، سیستم مشعل مجتمع ، واحدتصفیه پساب صنعتی ، سیستم توزیع شبکه برق ، شبکه مخابرات ، اتصالات بین واحدها و سیستم جمع آوری و دفع آبهای زاید .
1-8 دستاوردهای مهم مجتمع :
دارنده گواهینامه مدیریت کیفیت (2000 ) 9001 ISO
دارنده گواهینامه مدیریت زیست محیطی14001 ISO
دارنده گواهینامه سیستم مدیریت ایمنی و بهداشت شغلی18001 OHSAS
دارنده جایزه تندیس طلایی بین المللی کیفیت محصول سال 2000
دارنده جایزه کیفیت و مدیریت بازاریابی از شرکت GQM سال 2001
دارنده عنوان صنعت سبز نمونه کشور در سال 1378
اخذ دو رتبه سوم تحقیقات از جشنواره بین المللی خوارزمی به خاطر اجرای طرح جایگزینی حلال بنزن با تولوئن در واحد P.B.R و تولید کلرواستیل کلراید به روش مستقیم .
پذیرفته شدن در بازار بورس به عنوان اولین مجتمع در سطح صنایع پتروشیمی ایران .
دومین شرکت برجسته از لحاظ نوآوری درسطح وزارت نفت در سال 1381.
1-9 حفظ محیط زیست :
در طراحی مجتمع بالاترین استانداردها و معیارها جهت حفظ محیط زیست منظور شده است .
به نحوی که تقریباً هیچ نوع مواد مضر به طبیعت تخلیه نمی شود . نمونه بارز اقدامات انجام شده جهت جلوگیری از آلودگی محیط زیست ، وجود واحد بسیار مجهز پساب ها ودفع مواد زائد در مجتمع است. در این واحد با به کارگیری تکنولوژی پیشرفته کلیه آبهای آلوده به مواد شیمیایی و روغنی وپسابهای بهداشتی و غیره تصفیه می گردد . این واحد قادر است ماهیانه بالغ بر 250000 متر مکعب آب را تصفیه نموده و به عنوان آب جبرانی به سیستم آب خنک کننده مجتمع تزریق نماید . ضمناً کلیه مواد دور ریز جامد و مایع نیز در کوره زباله سوز سوزانده شده و دفع می شوند . ایجاد فضای سبز به اندازه کافی از اقدامات دیگر مجتمع در جهت حفظ محیط زیست می باشد .
1-10 اسکان و امکانات رفاهی :
شرکت پتروشیمی اراک به منظورتامین مسکن مورد نیاز کارکنان ، به موازات احداث مجتمع طرح عظیم خانه سازی را در شهر اراک اجرا نموده است.
پروژه خانه سازی شهر مهاجران شامل 1521 واحد ویلایی و984 واحد آپارتمانی است که در زمینی به مساحت 150 هکتار در مجاورت مجتمع اجرا گردید و هم اکنون مورد استفاده کارکنان و خانواده آنها می باشد .
کلیه امکانات رفاهی و فرهنگی نظیر مهمانسرا ، بازار ، مدرسه ، دبیرستان ، درمانگاه ، تاسیسات تفریحی ، ورزشی و سایر تاسیسات شهری در این شهر تاسیس شده است که نمونه بارز عمران و آبادی ناشی از اجرای طرحهای زیر بنایی در منطقه است .ضمناً 2 مجتمع آپارتمانی کلاٌ شامل 224 واحد به اضافه چند واحد ویلایی در شهر اراک متعلق به شرکت است که همگی مورد استفاده کارکنان مجتمع می باشند .

1-11 مجتمع پتروشیمی اراک :
مجتمع پتروشیمی اراک یکی از بزرگترین مجتمع های پتروشیمی در سطح خاورمیانه می باشد که در طراحی وساخت آن از پیشرفته ترین تکنولوژی های روز و بالاترین استاندارد های فنی و ایمنی استفاده شده است .
این مجتمع در جوار پالایشگاه هفتم کشور (پالایشگاه شازند اراک ) با هدف استفاده بهینه از مواد خام نفتی احداث شده است و خوراک آن نفتای سبک و سنگین پالایشگاه مذکور می باشد . این واحد در سال 1371 به بهره برداری رسید و دراین سال ظرفیت تولیدی برای واحدهای مختلف به شرح اشاره شده در شکل است .

2-1 مقدمه :
گازکروماتوگرافی طریقه ای است فیزیکی برای جدا کردن اجسام متشکله یک مخلوط .
اساس این طریقه مربوط به ستون جدا کننده است که معمولاً لوله باریکی است که بوسیله جسمی که بصورت ذرات بسیار ریز است و در نتیجه دارای سطح زیاد می باشد پر شده است ، این قسمت را فاز ساکن می گویند . یک فاز متحرک از یک فاز ساکن عبور می نماید . نام گازکروماتوگرافی نشان می دهد که فاز متحرک یک گاز می باشد .در گازکروماتوگرافی جامد فاز ساکن یک جاذب جامد و در مورد گازکروماتوگرافی مایع فاز ساکن مایعی است برروی سطح یک جسم جامد . جدا شدن اجسام در گازکروماتوگرافی جامد بعلت اختلاف در جذب و در گازکروماتوگرافی مایع بعلت اختلاف در حلالیت می باشد در این مورد اجسام متشکله مخلوط بعلت اختلاف ضریب حلالیت بین دو فاز گاز و مایع پخش می شوند . جسم جامد فقط بعنوان نگهدارنده فاز مایع عمل می کند .
در گاز کروماتوگرافی بطریق جداکننده یک جریان گاز از ستون عبور می نماید . نمونه ای از جسم مورد آزمایش در ابتدای ستون تزریق می شود . جدا شدن اجسام متشکله مخلوط در نتیجه نیروهای متعددی است که مواد ستون هر یک از اجسام را نگاه می دارد . نگاهداری اجسام بعلت جذب ، حلالیت ، پیوند شیمیایی ، پلاریته یا صافی مولکولی بوده و ستون بعضی از اجسام متشکله را برای مدت طولانی تر از دیگران نگاه می دارد ؛ ترکیبات متشکله مخلوط بوسیله گاز به سوی انتهای ستون رانده می شوند اما بصورت اختصاصی حرکت آنها بوسیله فاز ساکن به تاخیر می افتد ، در نتیجه تمام اجسام با سرعت متفاوت از ستون عبور کرده ودر زمانهای مختلفی در انتهای ستون ظاهر می شوند . به محض خروج از ستون فوراً گاز وارد ردیاب که متصل به ستون می باشد می گردد و سپس بصورت نوار جذبی ثبت می شود . سطح زیر منحنی معرف مقدار جسم و زمان بین تزریق و ظهور یک نوار جذبی ، معرف نوع جسم می باشد . مزیت طریقه جدا کننده آن است که در پایان هر تجزیه ستون به حالت اولیه خود باز می گردد.
هر ماده که ازستون عبور می نماید دارای زمان بازداری خاص می باشد و آن فاصله زمان تزریق تا ظهور حداکثر نوار جذبی بر حسب دقیقه می باشد .

2-2 تاریخچه :
کروماتوگرافی برای اولین بار بوسیله رامسی در سال 1905 برای جدا سازی مخلوطهایی از گازها و بخارها مورد استفاده قرار گرفت . این آزمایشهای اولیه با استفاده از جذب سطحی انتخابی روی یک جسم جاذب جامد مانند زغال فعال یا دفع سطحی از آن جسم انجام گرفت . سال بعد سوئت نوارهای رنگی کاملاً متمایزی از رنگدانه های گیاهی را بر روی یک ستون کروماتوگرافی بدست آورد . او عبارت ((کروماتوگرافی )) (به معنی تحت اللفظی رنگ نگاری ) را برای این عمل انتخاب کرد . واضح است وقتی این عبارت به روشهای امروزی اطلاق شود ، بی معنی خواهد بود .
به دنبال پیشنهاد مارتین و سنج در مطالعاتی که بعداً بخاطر آن جایزه نوبل گرفتند ، جیمز و مارتین کروماتوگرافی گاز- مایع را در سال 1952 معرفی کردند . حساسیت ، سرعت ، صحت و سادگی این روش برای جدا سازی ، شناسایی و تعیین ترکیبات فرار باعث رشد سریع و بسیار زیاد این روش شد . در حال حاضر بیش از 18000 مرجع در مورد GC موجود است و سرعت افزایش مقالات در این زمینه در حدود 1800 تا 2000 مقاله در سال است . تخمین زده شده است که امروزه بیش از 60000 دستگاه کروماتوگرافی گازی در جهان به کار می رود .

2-3 مزایای کروماتوگرافی گازی :
– سرعت :
تمام تجزیه در مدت بیست و سه دقیقه کامل شده است . استفاده از گاز به عنوان فاز متحرک باعث به وجود آمدن تعادل نسبتاً سریعی میان فاز ساکن و متحرک می شود ودر نتیجه ، می توان از سرعت های زیاد گاز حامل استفاده کرد . جداسازی های چند ثانیه ای گزارش شده است ولی مدت زمان معمولی در GLC حدود چند دقیقه است . جداسازی برای تهیه اجسام خالص یا تفکیک نمونه های پیچیده با نقاط جوش خیلی متفاوت ممکن است ساعت ها نیز طول بکشد.
– تفکیک :
پیک های ، ، نشان دهنده متیل استراستئاریک اسید ، اولئیک اسید و لینولئیک اسیداست . جداسازی این اجسام بوسیله روشهای دیگر بسیار مشکل یاحتی غیرممکن است . اختلاف نقاط جوش آنها با یکدیگر بسیار ناچیز است و ترکیبات فقط از نظر درجه غیر اشباع بودن با هم تفاوت دارند . با استفاده از حلالهای انتخابی در GC تفکیکی بدست می آید که با روش تقطیر یا سایر روشها امکان پذیر نیست .
– تجزیه کیفی :
فاصله زمان تزریق نمونه تا بدست آمدن ماکزیمم پیک را زمان بازداری می گویند . این خاصیت جزء ویژگی های نمونه و فاز مایع در دمای معلوم است . با کنترل صحیح سرعت جریان گاز و دما ، این کمیت می تواند تا حد 1درصد قابلیت تکرار پذیری داشته باشد و برای شناسایی پیک ها به کار برده شود. تعداد زیادی از ترکیبات زمان بازداری یکسان یا خیلی نزدیک به هم دارند . اما هر ترکیب دارای یک زمان بازداری است و تحت تاثیر وجود ترکیبات دیگر قرار نمی گیرد .
– تجزیه کمی :
سطح زیر هر پیک متناسب با غلظت پیک ها می باشد و می تواند برای تعیین غلظت دقیق هر جزء مخلوط به کار برده شود . صحت حاصل از تجزیه با GC بستگی به روش ، نوع آشکار ساز ، روش مساحت سنجی و غلظت نمونه دارد . در اندازه گیری مساحت پیک های اصلی با دست ، صحتی در حدود 1 تا 2 درصد می توان انتظار داشت . با استفاده از روش مناسب مانند مساحت سنجی با دستگاههای الکترونیکی رقمی یا کامپیوتری ، صحتی بهتر از یک درصد نسبی می توان بدست آورد .
– حساسیت :
حساسیت دستگاه کروماتوگرافی یک دلیل اساسی برای کاربرد تجزیه ای زیاد GC است . ساده ترین انواع سلولهای رسانایی گرمایی می توانند تا حد 0.01 درصد ( ppm 100) را تعیین کنند. آشکارساز شعله ای به آسانی حدود یک قسمت در میلیون را اندازه می گیرند و آشکار سازهای ویژه جذب الکترون و فسفرتا حد یک قسمت در بیلیون یا پیکوگرم ( gr ( را اندازه می گیرند. مزیت دیگر حساسیت فوق العاده این است که ، مقداربسیار کمی از نمونه مورد نیاز است . یک یا چند میکرولیتر از نمونه برای تجزیه کامل کافی است .
– سادگی :
دستگاههای کروماتوگرافی گازی بسیار ساده عمل می کنند و قابل فهم هستند . تفسیر داده های بدست آمده غالباً سریع و آسان است . هزینه دستگاه در مقایسه با داده های حاصل بسیار کم است . دستگاه های آموزشی را می توان تا حدود 600 دلار خریداری کرد .
2-4 اصول دستگاه :
بسیاری از کروماتوگرافهای گازی خوب با تنوع و پیچیدگی های مختلف در بازار موجودند ، ولی همگی آنها بعضی از اجزاء اساسی را دارند .
اساساً تمام گازکروماتوگراف ها از شش قسمت تشکیل شده اند :
1- تنظیم کننده فشار و دستگاه تنظیم کننده سرعت جریان گاز
2- سیستم برای تزریق کردن نمونه
3- ستون جدا کننده
4- قسمت حرارتی
5- ردیاب
6- دستگاه ثبات

-1 تانک گاز
-2 پیچ کم کننده فشارگاز
-3 خشک کننده
-4 تنظیم کننده مقدار گاز
-5 تعیین کننده سرعت گاز
-6 فشار سنج
-7 محل تزریق
-8 ستون
-9 آون
-10 آشکارساز
-11 دستگاه ثبات
-12 تعیین سرعت جریان گاز به وسیله حباب صابون
2-5 سیستم کروماتوگرافی :
2-5-1 گاز حامل :
یک استوانه گاز با فشار زیاد بعنوان منبع گاز حامل به کار برده می شود . در کار با GC دردمای ثابت ، نفوذ پذیری ستون در طول مدت تجزیه تغییری نمی کند . برای آنکه فشار یکنواختی به ابتدای ستون وارد شود ودر نتیجه سرعت جریان گاز ثابت بماند ، باید از یک تنظیم کننده فشار استفاده شود. در یک دمای معین این سرعت جریان ثابت گاز اجزای موجود در نمونه را در مدت معینی (زمان بازداری ) از ستون می شوید .چون سرعت جریان گاز ثابت است هر جزء حجم ویژه ای از گاز حامل نیز خواهدداشت . (حجم باز داری )
گازهایی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از هیدروژن ، هلیم و نیتروژن . گاز حامل باید دارای خصوصیات زیر باشد :
1. بی اثر باشد تا از هر گونه تاثیر برنمونه یا حلال اجتناب شود .
2. قادر باشد که نفوذ گاز را به کمترین مقدار برساند .
3. بطور خالص و همیشه در دسترس باشد.
4. ارزان باشد .
5. برای آشکارساز مورد نظر مناسب باشد .
کارایی ستون کروماتوگرافی بستگی به انتخاب سرعت خطی مناسب گاز حامل دارد . مقدار معمولی برای ستون های با قطر خارجی 1.4 اینچ برابر 75 میلی لیتر در دقیقه و برای ستون های با قطر خارجی 1.8 اینچ ، 25 میلی لیتر در دقیقه است . بهترین سرعت جریان گاز را می توان به سادگی با استفاده از نمودار ساده وان دیمتر ، یعنی رسم HETP نسبت به سرعت خطی گاز به طور تجربی به دست آورد . سرعت جریان موثر در مینیمم HETP یا ماکزیمم بشقاب قرار می گیرد . آسان ترین راه اندازه گیری سرعت جریان گاز ، استفاده از جریان سنج حباب صابونی در یک ساعت کرونومتر است .
2-5-2 کنترل جریان :
جریان گاز را برای اغلب مقاصد بوسیله یک شیر معمولی کاهنده فشار بالا ، که مستقیماً به استوانه وصل می شود و به دنبال آن یک کنترل کننده دقیق وجود دارد ، می توان با دقت کافی تنظیم کرد. این کنترل کننده ممکن است یک شیر سوزنی ، مثلاً از نوع ادواردLB2A یا یک تنظیم کننده فشار آغشته در روغن ، مانند نوع شماره R/182 ساخت شرکت نگرتی و زامبرا ، باشد . در صورت لزوم ، با قراردادن حجم های بی اثر مناسب ، یا مسدود کننده ها (به شکل لوله موئینه) و وسایل جریان ثابت نظیر وسایل بکاربرده شده ، بوسیله فیلیپس ، می توان به کنترل اضافی دست یافت . وسیله دیگری که برای ثابت نگاهداشتن جریان به مدت طولانی مفید است توسط هال بیان شده است . مزیت این وسیله آن است که نیاز به بیرون راندن گاز نیست .
2-5-3 اندازه گیری جریان :
اندازه گیری جریان گاز بوسیله یک جریان سنج نشان دهنده جریان بطور پیوسته به راحت ترین نحو انجام می گیرد . سرعت های جریان معمولاً بین 10 و 100 سانتی متر مکعب بر دقیقه است و از یک روتامتر مناسب می توان استفاده کرد ، ولی برای کارهای دقیق تر استفاده از یک جریان سنج موئینه ، مناسب است . روغنی که در پمپهای چرخان خلا به کار برده می شود ، مایع سیال کاملاً خوبی برای فشار سنج است . این روغن فشار بخار پایین دارد و سطح آن قابل رویت است . از یک لوله موئینه شیشه ای یا فلزی می توان استفاده کرد . برای بدست آوردن بیشترین دقت ، این وسیله باید در داخل یک حمام دماپای قرار داده شود و بوسیله یک جریان سنج حباب صابونی مدرج گردد . این جریان سنج را می توان با استفاده از یک بورت 25 یا50 سانتی متر مکعبی ساخت . با فشاردادن مخزن ، کمی از یک ماده پاک کننده به جریان گاز وارد می کنیم ، حبابی در جریان سنج تشکیل می شود . زمان لازم برای حرکت این حباب از یک علامت مناسب به یک علامت مناسب دیگر اندازه گیری می شود.
این روش خیلی دقیق است ، ولی نقص آن عدم نشان دادن جریان بطور پیوسته می باشد .در مورد فشار بخار اشباع شده محلول پاک کننده باید تصحیحی صورت گیرد . روش دیگری برای اندازه گیری جریان در ستون های موئینه لازم می باشد.
2-5-4 واردکردن نمونه :
نمونه ممکن است گاز ، مایع یا جامد باشد وروش وارد کردن نمونه مطابق آن ممکن است تغییر بکند . اندازه نمونه بستگی به حساسیت آشکارساز دارد . (بجز در کارهای مقدماتی) وقتی ازیک
(( آشکار ساز یونش )) استفاده شود ، نمونه محلول نباید بیشتر از0.5 میلی متر مکعب و وقتی ازیک ((کاتارومتر)) استفاده میشود این اندازه نباید از 10 میلی متر مکعب بیشتر باشد .
نمونه های گازی :
یک نمونه گازی را می توان از درون یک سرپوش لاستیکی واقع در بالای ستون بوسیله یک سرنگ معمولی یا یک بورت گازی به داخل جریان گاز حامل تزریق کرد . یک سرنگ گازی
((همیلتون )) پوشیده شده از تفلون مخصوصاً برای این کار مناسب است . ولی اگر مقدار بسیار دقیقی از نمونه لازم نباشد ، مثلاً موقعی که تنها نسبت ها مورد نظر است ، استفاده از سرنگ اغلب رضایت بخش است .
نمونه های مایع :
مناسب ترین روش وارد کردن مایعات در ستون ، استفاده از سرنگ است . سرنگ های زیادی با ساخت های مختلف و اندازه های مناسب در بازار وجود دارند . از سرپوش یا دیسک لاستیکی یا سیلیکونی که در این روش تزریق نمونه ضروری می باشد ، بدون اینکه نشت مهمی ایجاد شود می توان چندین بار استفاده کرد . با این حال در بعضی موارد ، سوزن سرنگ تکه های ریزی از دیسک یا در پوش را کنده و در بالای ستون قرار می دهد در آنجا این تکه های ریز ممکن است اجزاء مخلوط را جذب کنند و در نتیجه پیک های واپیچیده یا پیک های باریک ایجادشوند . نمونه های بسیار کوچک را نیز می توان بوسیله یک میکروپیپت بداخل ستون وارد کرد . ولی برای جلوگیری از قطع جریان گازحامل ، یک ضمیمه برای ستون ضروری است ، طرح اسکات در این مورد مناسب است . برای کارهای بسیار دقیق از روش آمپول بسته ، مخصوص نمونه های جامد ، می توان استفاده کرد.
نمونه های جامد:
نمونه های جامد علاوه بر مواد دیگر ، می توانند گریس ها را نیز در برگیرند . این نمونه ها را در داخل آمپول های شیشه ای نازک وزن می کنند ، سپس آمپول ها را درجریان گاز قرارداده ، خرد می کنند . روش دیگر این است که نمونه جامد را در یک حلال فرارحل می کنند و مثل نمونه مایع تزریق می کنند ، ولی اندازه نمونه را نمی توان به دقت روش لوله مسدود اندازه گرفت.
اوته وجنش برای یک سیستم تزریق خودکار از یک وسیله ابتکاری استفاده کردند . این وسیله در نمونه گذاری جامد و مایع به کارمی رود . همچنین کولب وهوزر روشی مفید برای استفاده از یک کپسول آلومینیوم یا طلا ، به عنوان یک میکروراکتور برای تشکیل مشتقات فرار مانند مشتقات آمینواسیدها ، بیان کردند ، این کپسول برای انتقال نمونه به کروماتوگراف گازی به کار می رود .
مشکل اکثر سیستم های تزریق دخالت اثرات حافظه است یعنی بعد از این که یک تجزیه ظاهراً تکمیل شد ممکن است پیک های اجزای نمونه هایی که قبلاً تزریق شده اند ، ظاهرشوند . این اثرات ممکن است درنتیجه وجود کیسه های راکد گاز در سیستم تزریق ، نفوذ نمونه به بالاتر از نقطه تزریق درحین تزریق ، یا جذب به وسیله واشرهایی لاستیکی یا پلاستیکی مانند حلقه های یا درپوش های سرم باشد . دنباله دارشدن پیک های متقارن ممکن است نتیجه دیگر عوامل فوق باشد . چاره این کار تغییر شکل هندسی سیستم است تا از راکد ماندن گاز و از تماس نمونه با موادی که ممکن است آن را جذب کند ، پرهیز شود .
در نمونه گذاری ، تا آنجایی که ممکن است ، غلیظ بودن خود نمونه ، موقعی که درحالت بخار به ستون وارد میشود ، حائز اهمیت است . برای نمونه های گازی ، به شرط این که نمونه با سرعت کافی به داخل جریان گاز تزریق شود ، مشکلات خیلی کمی مشاهده شده است . اما نمونه های مایع و جامد را باید هر چه سریعتر ، با گرم کردن نقطه تزریق به وسیله یک سیم پیچ کوچک ، وادار به تبخیر کرد . دما باید بالاتر از نقطه جوش دیرجوش ترین جزء مخلوط باشد.با این حال ، اگر از یک آشکارساز خیلی حساس استفاده شود ، به طوری که مقدار خیلی کمی نمونه لازم باشد ، این احتیاط ها چندان مهم نمی باشد .
2-5-5 ستون:
لوله ستون را می توان از مس ، فولادضد زنگ ، آلومینیوم و شیشه به صورت مستقیم ، خمیده یا مارپیچی ساخت . مس ممکن است جنس مناسبی نداشته باشد زیرا بعضی از اجزای نمونه (آمین ها ، استیلن ها، ترپن ها واستروئیدها ) را جذب می کند یا با آنها واکنش می دهد.
به طورکلی ، ازستون های ضد زنگ استفاده می شود . برای این که مواد موجود در ستون به طور یکنواخت پرشود ستون مستقیم را ابتدا پر می کنیم و سپس به شکل مارپیچ درمی آوریم . ستون های مستقیم کارایی بیشتری دارند ولی مخصوصاً برای کار در دماهای زیاد می تواندخسته کننده باشد . اگر ستونی به صورت مارپیچ به کاربرده شود ، قطر مارپیچ باید حداقل 10 برابر قطر ستون باشد تا اثر نفوذ و اثر مسیر را به مینیمم برساند.
ستون های شیشه ای به صورتی مشابه با ستون های فولاد ضدزنگ ، مورد استفاده قرارمی گیرند . گرچه مارپیچ نمودن فنر تقریباً همیشه قبل از پرکردن انجام می گیرد ، زیرا برای این کار دماهای بالایی لازم است . عیب عمده شیشه این است که به آسانی می شکند ، و مزیت عمده اش واکنش پذیری کم آن است . هم چنین در ستون های شیشه ای بررسی عمل پرشدن ستون با چشم امکان پذیر است ؛ ولی در ستون های فلزی پرشدن یکنواخت ستون جنبه اعتباری دارد .
طول ستون های انباشته ازچند اینچ تابیش از 50 فوت تغییرمی کند . طول ستون های تجزیه معمولی 3 تا10 فوت است . طول های بلندتر ، بشقاب های فرضی بیشتر و درجه تفکیک بهتری به دست می دهد . سرعت جریان گاز حامل درحال عبور از ستون تغییرمی کند و بهترین سرعت جریان فقط در بخش کوچکی ازستون برقرار است . این امر بدان معنی است که در ستون های بسیار بلند ، بشقاب ها و درجه تفکیک به دست آمده نمایان گر بازده خوبی نیستند . به علاوه ستون های بلند به فشارهای ورودی بسیار زیاد نیاز دارند . فشار زیاد مشکلاتی در روش تزریق نمونه واجتناب از نشت گاز ایجاد می کند . ولی مزیت ستون بلند آن است که گنجایش نمونه متناسب با مقدار فاز مایع موجود است . این بدان معنی است که مقدار زیادی نمونه را می توان به ستون های بلندتر تزریق کرد.
حجم نمونه برای ستون های مختلف
نوع ستون
مقدار گاز
مقدار مایع
برای تهیه اجسام خالص ،قطر خارجی1 اینچ،مقدار مایع20%

0.05-5 litter

0.02-2 mlitter
تجزیه عادی، قطر خارجی 1.4 اینچ ، مقدار مایع 10%

0.5-50 mlitter

Litter 0.2-20
کارآیی زیاد ، قطر خارجی 1.8 اینچ ، مقدار مایع2%

0.1-1 mlitter

Litter 0.04-4
مویی ، قطر خارجی 1.16 اینچ ، پوشش فاز مایع داخلی به قطر u 5.0

Litter u 0.1-10

Litter 0.004-0.5

قطر داخلی ستون ها از0.01 تا2 اینچ و بیشتر تغییرمی کند . هر قدر قطر ستون کوچکتر باشد کارایی آن بیشترخواهد بود . قطر خارجی ستون های تجزیه ای استاندارد 1.8و 1.4 اینچ است وقطر خارجی ستون های مویی و میکروپاک با تعداد زیادی بشقاب فرضی معمولاً در حدود 1.16 اینچ است . یک راه برای افزایش گنجایش ستون برای نمونه ، افزایش قطر ستون است . جداسازی در سطح تهیه اجسام خالص با ستون هایی به قطر 3.8 ،1.2 اینچ و ستون های با قطر بیشتر انجام می گیرد . متاسفانه ، نفوذ ضعیف و اثر چند راهی باعث می شود که با افزایش قطر ستون ، کارایی کم شود.
– نگهدارنده جامد:
مقصود از وجود نگهدارنده جامد ، ایجاد یک سطح بی اثر یکنواخت با مساحت زیاد برای توزیع فاز مایع است . برخی از خاصیت های مطلوب نگهدارنده جامد عبارتند از:
-1 بی اثر(جذب سطحی بر روی آن انجام نشود.)
-2مقاوم بودن در مقابل خرد شدن
-3مساحت سطح زیاد
-4شکل منظم و اندازه یکنواخت
دو نوع از محصولات اصلی کروموزورب به عنوان نگهدارنده جامد در GC به کارمی روند : کروموزورب PوکروموزوربW . کروموزورب P (صورتی) از آجرنسوز کمپانی جانز منوبل و کروموزورب w (سفید) از فیلتر سلایت همان کمپانی تهیه می شود . با وجود این که سطح کروموزورب P ترکیبات قطبی را بطور شدید جذب می کند ، آن را در مواردی که بالاترین کارایی ستون مورد نظراست به کار می برند . کروموزورب Pماده ای است تکلیس شده به رنگ صورتی و نسبتاً سخت . کروموزورب w را در مقایسه با کروموزورب P در جایی که سطح نسبتاً بی اثری مورد نظر است ، به کار می برند . کارایی ستون حاصل از این ماده ، به خوبی کروموزورب P نیست . کروموزورب W ماده ای است تکلیس شده روانساز که رنگ آن سفید و نسبتاً نرم است ، از کروموزوربP بی اثرتر می باشد و برای ترکیبات قطبی توصیه شده است.

فازساکن :
گزینش صحیح حلال تقسیم کننده مورد نظر ، احتمالاً مهمترین پارامتر در G.L.C است . حلال به طور ایده آل باید دارای خواص زیر باشد:
1-اجزای نمونه ، باید ضرایب توزیع گوناگونی در آن نشان دهند.
2-حلالیت نمونه در حلال باید قابل قبول باشد.
3-در دمای مورد عمل ، فشار بخار حلال باید ناچیز باشد.
تغییر و گزینش پذیری در G.L.C مربوط به انتخاب حلال های مختلف در دسترس است . نسبت ضریب تقسیم . ( فراریت نسبی جسم در بالای حلال )در مایعات مختلف می تواند در حدود 50 برابر اختلاف داشته باشند . این امر اختلافی درحدود 50 برابر زمان بازداری به وجود می آورد و در نتیجه جداسازی را آسان می کند . انتخاب فاز مایع صحیح عمل بسیار مهمی است .
2-5-6 آون :
حرارت انتخاب شده برای ستون بستگی به ماهیت نمونه دارد . ولی درمورد ستون هایی که فاز ساکن مایع می باشد ، به علت آن که این فاز ممکن است کم کم از پایه جامد مجزا گردد باید کمترین حرارتی که اجسام متشکله به خوبی از یکدیگر جدا گردند را انتخاب کرد .
حرارت ستون ممکن است بین حرارت ازت مایع (تقریباً ) و 500 درجه سانتیگراد باشد ، اگر چه اغلب از حرارت پایین تر از صفر استفاده نمی شود . برای حرارت های پایین ممکن است ستون را در ازت مایع ، مخلوط یخ خشک و استون قرارداده ویا ازحمام هایی با حرارت پایین استفاده کرد . بیشتر آزمایشها درحرارت آزمایشگاه انجام می شود . در این موارد از اجاق هایی که حرارت آن به کمک جریان هوای گرم تنظیم می شود استفاده می گردد . از اجاق هایی که حرارت آن برنامه ریزی شده و منظماً افزایش می یابد . برای جدا کردن مخلوط پیچیده ایکه متشکل از اجسامی با نقاط جوش کاملاً متفاوت می باشد استفاده می شود . در اجاق با حرارت ثابت که حرارت آن برای اجسام متشکله با نقطه جوش پایین مناسب است ، ممکن است زمان بازداری اجسامی با نقطه جوش بالا خیلی زیاد باشد ، در این حال نوار جذبی خیلی پهن خواهد بود و در صورتیکه حرارت بالای ثابت انتخاب شود ، اجسام با نقطه جوش پایین از یکدیگر جدا نخواهند شد . در این مورد ابتدا حرارت پایین انتخاب شده و پس از آن که نوار جذبی مربوط به اجسام با نقطه جوش پایین ظاهر شد ، به تدریج به صورت برنامه ریزی شده حرارت را افزایش می دهیم . هنگامی که حرارت ثابت برای اجاق به کارمی رود مهم است که تغییرات حرارتی بیش از 2 درجه سانتیگراد نباشد ، مخصوصاً هنگامی که حجم بازداری اجسام برای تشخیص اندازه گیری می شود . به علاوه تغییرات حرارتی ممکن است در پاسخ ردیاب موثر باشد ( مثل ردیاب هدایت حرارتی ) برای اندازه گیری دقیق زمان بازداری می توان ازحمام هایی که دارای آب یا روغن باشند استفاده کرد . هم چنین ستون ها را در محفظه های مخصوصی در جریان بخار حلال با نقطه جوش معین قرارداد .
2-5-7 پیل آشکارساز:
آشکارساز ، وجود یک ماده را نشان می دهد و مقدار اجزای آن را در ماده خارج شده از ستون اندازه گیری می کند . ویژگی های مناسب برای آشکارساز عبارتند از : حساسیت زیاد ، حدنوفه کم ، پاسخ خطی وسیع ، پاسخ به هرنوع ترکیب ، استحکام ، غیرحساس به تغییرات دما وجریان گاز و بالاخره ارزان بودن آن است . اگرچه چنین آشکارساز ایده آلی وجود ندارد ولی آشکارساز رسانایی گرمایی و آشکارساز یونش شعله ای بسیار به این خواص نزدیک هستند و به عنوان آشکارسازهای همگانی مورد استفاده قرارمی گیرند . به علاوه ، آشکارسازهای ویژه مانند آشکارساز جذب الکترون و فسفر این مزیت را دارند که با گزینش پذیری ، فقط بعضی از انواع ترکیبات را شناسایی می کنند . این خاصیت ، آنها را برای تجزیه های مقادیر کم و تجزیه های کمی بسیار مفید می سازد . دو آشکارساز بسیار عمومی عبارتند از : آشکارساز رسانایی گرمایی (TC) و آشکارساز یونش شعله ای (FID) . آشکارساز TC از یک فیلامان تنگستن که با عبور جریان ثابت برق از میان آن گرم می شود شکیل می گردد ، گاز حامل به طور مداوم از روی این فیلامان داغ عبورمی کند و حرارت آن را با سرعت ثابت می گیرد . وقتی مولکول های نمونه همراه با گاز حامل از روی این فیلامان داغ عبور می کند ، سرعت اتلاف حرارت ، کم می شود و مقاومت الکتریکی فیلامان افزایش می یابد . این تغییر مقدار مقاومت با پل وتسون اندازه گیری می شود و علامت حاصل به یک ثبات برده می شود که در آنجا به صورت پیک نشان داده می شود . اساس عملکرد این است که قدرت رسانایی گرما از یک فیلامان ، تابعی از وزن مولکولی گاز است .
در آشکارساز FID ، از هیدروژن و هوا برای تولید شعله استفاده می شود . یک الکترود گیرنده که دارای پتانسیل DC می باشد در بالای شعله قرارمی گیرد و رسانایی الکتریکی شعله را اندازه گیری می کند . در هیدروژن خالص ، رسانایی الکتریکی کاملاً کم است ولی وقتی یک ترکیب آلی در شعله به احتراق در آید ، رسانایی افزایش می یابد وجریان حاصل پس از تقویت به یک ثبات برده می شود .
2-5-8 دما :
دمای محل تزریق ، ستون و آشکارساز باید دقیقاً گزارش شود . چون دمای هریک از این سه جزء برای مقاصد مختلفی به کارمی رود ، بنابراین لازم است که دستگاه سه کنترل دمای گوناگون داشته باشد .
– دمای محل تزریق نمونه :
محل تزریق نمونه باید به قدری داغ باشد که آن را به سرعت بخارکند تا به این ترتیب کاهش در کارایی عمل به علت بدی روش تزریق حاصل نشود . از طرف دیگر ، دمای محل تزریق باید به حدی پایین باشد که از تجزیه حرارتی یا بازارایی نمونه جلوگیری شود . یک امتحان عملی ، بالا بردن دمای تزریق نمونه است . اگر کارایی ستون یا شکل پیک بهبود پیدا کرد ، دمای محل تزریق نمونه کم بوده است . چنان چه زمان بازداری ، مساحت پیک یا شکل آن به شدت تغییر کند ، دما ممکن است زیاد بوده و احتمالاً تجزیه حرارتی یا بازارایی به وقوع پیوسته است .
– دمای ستون :
دمای ستون باید به قدرکافی بالا باشد تا تجزیه حرارتی در زمان مناسب انجام گیرد و به قدر کافی کم باشد تا جداسازی مورد نظر نیز حاصل شود . بر اساس تقریب ساده ای که به وسیله گیدینگز پیشنهاد شد به ازای هر کاهش در دمای ستون ، زمان بازداری دو برابر می شود . برای بسیاری از نمونه ها ، هر چه دمای ستون کمتر باشد ، نسبت ضریب تقسیم در فاز ساکن بیشتر خواهد بود و جداسازی بهتری حاصل می شود . در بعضی موارد ، امکان استفاده از دمای کم وجود ندارد ، مخصوصاً در مورد نمونه هایی که دارای اختلاف نقطه جوش زیاد باشند . در این مورد بهتر است از برنامه دمایی استفاده کنیم .

– دمای آشکارساز:
تاثیر دما در آشکارساز بستگی به نوع آشکارساز مورد استفاده دارد . ولی به عنوان یک قاعده کلی ، می توان گفت که آشکارساز و لوله های ارتباطی از محل خروجی ستون به آشکارساز باید به قدری گرم باشد که از میعان نمونه یا فاز مایع جلوگیری شود . پهن شدن پیک و از بین رفتن اجزای آن از ویژگی های میعان است . پایداری وحساسیت یک آشکارساز رسانایی گرمایی بستگی به پایدار بودن کنترل دمای آن دارد . کنترل دما باید تا حدود باشد . برای آشکارسازهای نوع یونشی ، کنترل دما به این اندازه اهمیت ندارد . دما فقط باید به قدر کافی زیاد باشد که نه فقط از میعان نمونه جلوگیری کند ، بلکه آب و محصولات فرعی دیگری که در فرایند یونش تولید می شوند به مایع تبدیل نشوند .
2-5-9 ثبات :
امروزه با استفاده از یک ثبات مجهز به کاغذ نمودار ، می توان ثبت دائمی نتایج را به دست آورد. استفاده از دستگاهی که بتواند علامت mv1 را در مدت یک ثانیه پاسخ دهد ، توصیه شده است.
ثبات پتانسیل سنجی که درGC از آن استفاده می شود ، وسیله معادل کننده ولتاژ خودکار است که با یک موتور محرک کار می کند . اصول کار آن به این ترتیب است که ، موتور ترازکننده B ، محل اتصال سیم متحرک پتانسیل سنج را طوری حرکت می دهد که علامت ورودی () به کروماتوگراف با علامت حاصل از بازخورد () ترازشود . مقدار چرخش موتور متناسب با ولتاژ اندازه گیری شده است و چرخش موتور به قلمی متصل است که روی کاغذ نمودار ، تغییرات ولتاژ را نسبت به زمان رسم می کند.
ویژگی های ثبات که در صحت ترسیم علامت ورودی تاثیر می گذارد در زیر بحث شده است .
نوار مرده : گستره ای است که به وسیله آن کمیت اندازه گیری شده را بدون به وجود آمدن پاسخ قابل تشخیص در نموار می توان تغییرداد ، معمولاً آن را نسبت به درصد کل مقیاس بیان می کنند . بار مکانیکی و بهره تقویت کننده ، دو عاملی هستند که نوار مرده را به وجود می آورند .
گستره : گستره ثبات ناحیه ای است که مقادیر دو انتهای مقیاس را در بر می گیرد . در GC معمولاً mv1 گستره ثبات GC استاندارد است .
تغییرصفر : تغییر محل صفر ثبات را ، می توان در ثبات هایی که محافظ کافی برای مدارهای a.c وجود ندارد ، ملاحظه کرد .
سرعت قلم : زمانی که طول می کشد تا قلم عرض کاغذ را طی کند . بسیاری از ثبات های کروماتوگرافی سرعتی معادل یک ثانیه یا کمتر دارند .
گستره خطی : گستره خطی ثبات برابراست با نسبت پیک 100 درصد به کوچکترین پیک ممکن قابل تشخیص ، قاعدتاً حدود 0.5 درصد . البته گستره خطی را با کاهش علامت ورودی می توان به طور موثر گسترش داد .
2-5-10 شنا سایی اجزای یک مخلوط :
معتبرترین روش شناختن اجزاء یک مخلوط جدا شده به وسیله کروماتوگرافی ، محبوس کردن آنها هنگام خروج از ستون و شناسایی جداگانه هر یک از آنها به وسیله روشهایی مانند طیف بینی زیر قرمز و جرمی است . احتیاجی به گفتن نیست که چنین روشی خسته کننده است و در مواقعی که جداسازی های روزمره روی مخلوط هایی انجام می گیرد که ترکیب آنها تنها در محدوده های نسبتاً کمی تغییر می کند ، غیرضروری است . سایر روش های شناسایی اجزاء مبتنی بر رفتار کروماتوگرافی آن ها است . در تجزیه های روزمره ، اگر شرایط آزمایش همیشه یکسان باشد ، هویت پیک ها را می توان با استفاده از جداسازی های قبلی استنتاج کرد . این روش منوط به این واقعیت است که برای یک سری شرایط آزمایشی معین اجزاء همیشه یکسان عمل می کنند . روش دیگر ، تهیه مخلوط های مصنوعی و مقایسه رفتار آن ها با رفتار مجهول می باشد . در بعضی موارد یک پیک ناآشنا را می توان با اضافه کردن مقداری از یک جزء خالص ، که به نظرمی رسد همانند مجهول باشد ، شناسایی کرد .
اگر اندازه پیک مجهول افزایش یابد ، در این صورت احتمال زیادی وجود خواهد داشت که جسم خالص اضافه شده همان جسم مجهول باشد .

3-1 مقدمه
برای تزریق نمونه به سیستم GC روش ها و شگردهای متعددی شناخته شده است . درحقیقت این روش ها برای برآورده کردن نیازها و انتظارات کاربران و متناسب با خواسته های آن ها ابداع گردیده و گسترش یافته اند . با وجود پیشرفت های چشم گیری که در زمینه تنوع ابزارها و تجهیزات تزریق نمونه رخ داده است ، هنوز هم (( انژکتور عمومی و فراگیر )) ساخته نشده است که به کمک آن بتوان هر نوع نمونه ای را به هر ستونی ( پرشده یا موئین ) تزریق نمود . به دلیل آن که تزریق صحیح و مناسب نمونه به سیستم ، اثرات محسوس و موثری بر روی نتایج آنالیز دارد ، شناخت انژکتورهای مختلف و آگاهی داشتن از مزایا ، معایب و نیز توانایی ها و محدودیت های آن ، امتیاز بزرگی برای کاربر محسوب می شود . کاربرانی که شناخت کافی از خصوصیات و ویژگی های انژکتورهای گوناگون دارند ، راحت تر می توانند از میان انواع انژکتورهای در دسترس ، بهترین و مناسب ترین آن ها را برای انجام آنالیز انتخاب نمایند .
شکل و پهنای پیک های کروماتوگرام ارتباط بسیار نزدیکی به نوع انژکتور وچگونگی تزریق نمونه دارد . به طورکلی ، بهترین روش برای تزریق نمونه ، روشی است که درآن تمام حجم نمونه به صورت یکباره و توپی شکل وارد ستون گردد ، به گونه ای که جبهه حرکت نمونه در ابتدای ستون یک نوار غلظتی باریک را تشکیل دهد . هرچه فاصله زمانی بین ورود اولین و آخرین قسمت نمونه به ستون کمتر باشد ، پهنای نوار غلظتی آن کوچکتر شده و پیک های کروماتوگرام به صورت بلندتر ، باریک تر ( کم عرض تر) ، و متقارن تر ظاهر خواهند شد .
برای انتخاب روش مناسب تزریق ، اطلاع و آگاهی از ماهیت و ساختار شیمیایی اجزاء نمونه ضروری است . نوع و شرایط انژکتوری که برای تزریق نمونه انتخاب شده است ، به ترکیب شیمیایی نمونه و غلظت هر جزء از اجزاء آن بستگی دارد . صرف نظر از نوع انژکتور ، چگونگی تزریق نمونه هم اهمیت فراوان دارد . شیوه تزریق نمونه به طرق مختلف بر کیفیت آنالیز تاثیر می گذارد . عوامل موثر در شیوه تزریق نمونه به صورت های مختلفی بر روی کیفیت کروماتوگرام تاثیر می گذارد که از آن جمله می توان به موارد زیراشاره نمود :
– ناهمگونی سرنگ یا انتقال ناهمگن و غیر یکنواخت نمونه از سرنگ به انژکتور
– ناهمگونی انژکتور یا انتقال ناهمگن و غیریکنواخت نمونه تبخیرشده از انژکتور به ستون
– پهنای نوار غلظتی در ستون
– سرعت تبخیر نمونه در انژکتور
– سرعت انتقال بخارنمونه از انژکتور به ستون
– درصدی از نمونه که از انژکتور به ستون منتقل خواهد شد
– چگونگی برداشتن و تزریق نمونه توسط سرنگ
هرشیوه ای که برای تزریق نمونه به کاربرده می شود ، در یک و یا چند مورد از موارد ذکر شده محدودیت دارد ، به عبارتی دیگر ، به ندرت پیش می آید که روش انتخاب شده برای تزریق نمونه ، تمام خواسته ها و انتظارات کاربر را به صورت یکجا و همزمان برآورده سازد .
همه انژکتورهای تبخیرکننده از نظر اصول و مبانی عملکرد ، شبیه به هم هستند . در همه این انژکتورها ، گاز حامل از طریق لوله ورودی به محفظه داغ انژکتور وارد می شود . دمای انژکتور ، آن قدر بالاست که نمونه به محض تزریق در زمانی بسیار کوتاه تبخیر می گردد . جریان گاز حامل ، در محل اتصال انژکتور به ستون ، تعیین کننده سرعت جریان گاز در درون ستون است .
در روش تزریق on-column ، نمونه مایع توسط یک سرنگ و به صورت مستقیم در ورودی ستون تزریق می شود . در این روش نمونه به یکباره و در خارج از ستون تبخیر نخواهد شد ، بلکه تبخیر نمونه در ستون و با افزایش تدریجی دمای آون ( مطابق با برنامه دمایی ) صورت می گیرد . میزان نوسان و ناپایداری در زمان های بازداری برای روش های تزریق Split وSplitless ، On-column و تزریق مستقیم (direct injection) درحدود 0.1-0.01 درصدی می باشد . خطای تکرارپذیری سطح پیک ها ، معمولاًبزرگتر از 1% و کوچکتر از5 % است . در خیلی از موارد ، تغییرات مشاهده شده در مقادیر مساحت پیک ها به چگونگی اندازه گیری سیگنال و روش انتگرال گیری از پیک ها مربوط است .

3-2 انژکتورهای Split :
ظرفیت ستون های موئینه ، در مقایسه با ستون های پرشده بسیار کمتراست . غلظت خیلی از نمونه ها ، فراتر از ظرفیت ستون های موئینه می باشد . محدودیت در مقدار نمونه وجلوگیری از اضافه باری ستون ایجاب می نماید که تنها بخش کمی از نمونه تزریق شده در انژکتور به ستون وارد گردد و بخش عمده آن بیرون از سیستم هدایت شود . انژکتورهای split ، توانایی انجام چنین عملی را دارد . در واقع انژکتورهای split ، نمونه را به دو بخش نامساوی تقسیم می کنند ، درصد خیلی کمی از نمونه را به بیرون از سیستم هدایت می نمایند .
چگونگی عملکرد یک انژکتور split را می توان این گونه بیان نمود : نمونه ، پس از تزریق در محفظه انژکتور ، تبخیر شده و با جریان گاز حامل مخلوط می شود . محفظه انژکتور دارای دو مسیرخروجی است که یکی به ستون و دیگری ( مسیر دررو یا vent) به خارج از سیستم منتهی می شود . مسیر دررو دارای یک شیر قابل تنظیم است که توسط آن نسبت بین گاز ورودی وگازخروجی از سیستم تنظیم می شود . در واقع ، همین نسبت بین گازهای دو مسیر است که تعیین می کند چه درصدی از نمونه وارد سیستم شود . سرعت حجمی گاز حامل در انژکتورهای split در حدود mlit/min300-10 است . میزان تقسیم گاز حامل ( split ratio ) به روش مستقیم و با اندازه گیری سرعت جریان حجمی گاز حامل دردرون ستون و مسیر دررو ( vent ) قابل اندازه گیری است . معمولاً نسبت تقسیم (split ratio ) از 1:10 تا 1:300 متغیر است . برای بعضی از سیستم های کروماتوگرافی گازی موئینه که دارای ستون هایی با قطر داخلی µm100-50 هستند ، نسبت تقسیم را می توان تا 1:1000 هم کوچک نمود تا از اضافه باری ستون ممانعت شود . هنگامی که از یک انژکتور split استفاده می شود ، چون تنها بخش بسیار کوچکی از نمونه وارد ستون می شود ، بنابراین غلظتی که آشکارساز دریافت می کند خیلی اندک خواهد بود . حال چنان چه غلظت یک جزء از اجزاء نمونه ، خیلی کمتر از غلظت سایر اجزاء باشد ، اندازه گیری صحیح آن ممکن نخواهد بود . به عنوان یک معیار کلی ، چنان چه غلظت یک جزء در نمونه دست کم µg/µl 10-0.1 باشد ،به روش split قابل اندازه گیری خواهد بود .

3-2-1 حجم انژکتور :
حجم محفظه انژکتورsplit باید آن قدر بزرگ باشد که بتواند تمام بخار حاصل از تبخیر نمونه را درخود جای دهد . اگر حجم بخار نمونه افزون برحجم محفظه انژکتور باشد ، پدیده پس زنی روی داده و موجب آلودگی انژکتور و کاهش میزان تفکیک می شود . در اثر پس زنی بخار نمونه در انژکتور ، عرض نوار در درون ستون بیشتر شده و پیک های کروماتوگرام پهن و دنباله دار خواهند شد . در هنگام پس زنی ، بخشی از بخارنمونه در درون لوله تزریق انژکتور به عقب رانده می شود ، برای بازگشت دوباره این بخار به درون لوله تزریق وسپس ستون ، زمان نسبتاً زیادی لازم است .
به عبارت دیگر ، بخار نمونه به جای آن که به صورت یکپارچه و مجتمع وارد ستون شود ، به صورت تدریجی ودنباله دار به ستون می رسد . از دیگر سو ، تماس بخار پس زده شده نمونه با سطوح فلزی فعال و یا قسمت های خنک ترانژکتور ( مانند سطح سپتوم و ورودی گاز حامل) سبب جذب شیمیایی گونه های فعال موجود در نمونه و یا متراکم شدن بخار مواد نیمه فرار و در نتیجه آلودگی انژکتور می گردد .
استفاده از انژکتوری با حجم محفظه خیلی بزرگ هم ، مشکلات مشابهی را به وجود می آورد . اگر حجم محفظه انژکتور آنقدربزرگ باشد که بخار نمونه بیش از حد رقیق شده ودر درون آن پراکنده شود ؛ آن گاه انتقال کامل این بخار پراکنده و رقیق به درون ستون نیاز به مدت زمان طولانی دارد . افزایش زمان انتقال بخار نمونه از انژکتور به ستون هم ، به معنی افزایش عرض نوار غلظتی در ستون و در نتیجه پهن شدن پیک های کروماتوگرام و کاهش میزان تفکیک است .
در بیشتر انژکتورها ، حجم محفظه انژکتور با حجم لوله تزریق متناسب است . اگر نسبت مستقیم دارای مقدار بزرگی باشد ( بخش عمده گاز حامل از درون ستون عبور نموده و مقدارکمی از آن از طریق مسیر دررو خارج شود ) آن گاه استفاده از انژکتوری باحجم محفظه بزرگتر مجاز است . در این شرایط ، جریان زیاد گاز شوینده ، تمام حجم محفظه انژکتور را در زمانی کوتاه شستشو داده و به ستون منتقل می نماید. در هر صورت ، بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که حجم نمونه تزریق شونده با حجم لوله تزریق و جریان گاز حامل متناسب و سازگار باشد .

3-2-2 دمای انژکتور :
دمای انژکتور ، از یک طرف باید به قدری بالا باشد که بتواند نمونه را سریع و کامل تبخیر نماید و از طرف دیگر آن قدر پایین بماند که مانع از تخریب و تجزیه حرارتی اجزاء حساس نمونه گردد . افزایش بیش از حد دمای انژکتور ، سبب تبخیر شدن ناگهانی و انفجاری حلال شده و در نتیجه منجر به پس زنی بخار حلال خواهد شد . پدیده پس زنی ، موجب کاهش میزان تفکیک ، افزایش عرض پیک های کروماتوگرام و دنباله دارشدن آن ها می گردد . دمای بالای انژکتور ، همراه باحجم بالای تزریق و استفاده ازحلال هایی با دمای جوش پایین ، شرایط را برای بروز پدیده پس زنی فراهم می کنند . اگر چه تزریق حجم های 5-4 به ستون های موئینه امکان پذیر است ، ولی توصیه می شود که حجم تزریق در حدود 2-1 باشد . دمای انژکتور باید متناسب با خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه تنظیم شود . هم چنان که بالا بودن دمای انژکتور موجب بروز مشکلاتی (از قبیل پس زنی و ناهمگونی نمونه ) خواهد شد ، پایین بودن بیش ازحد دمای آن نیز مشکلات دیگری را بوجود می آورد . بارزترین نشانه پایین بودن دمای انژکتور ، تبخیر مواد دیرجوش به کندی و با تاخیر صورت می گیرد . در نتیجه این مواد به تدریج وارد ستون شده وپیک های پهن و دنباله داری را بوجودمی آورند.دردماهای پایین،علاوه برپهن شدن پیک های ترکیبات دیرجوش نمونه ، امکان آلودگی انژکتور به باقیمانده مواد غیر فرار نیز افزایش می یابد .
3-2-3 لوله تزریق انژکتورهایsplit :
لوله تزریق یک انژکتورsplit باید دارای چها رمشخصه اساسی باشد:
1-توانایی برای تولید و انتقال سریع حرارت لازم جهت تبخیر نمونه
2-توانایی اختلاط سریع و کامل بخار اجزاء نمونه (همگن کردن بخارنمونه)
3-جلوگیری و یاکاهش ورود ترکیبات غیر فرار نمونه به ستون
4-بی اثری شیمیایی وعدم برهم کنش با اجزاء فعال نمونه
معمولاً لوله های تزریق را به گونه ای طراحی می کنند که درجریان گازحامل تلاطم کرده و بخار نمونه را کاملاً با گازحامل مخلوط نموده و همگن می کنند . هرچه جریان گاز در درون لوله تزریق متلاطم تر باشد ، میزان ناهمگنی در انتقال نمونه از انژکتور به ستون ، کمترخواهد شد . اگر لوله تزریق فاقد مانع سرعت گیر و جریان شکن باشد ، میزان ناهمگنی نمونه به بیشترین حد می رسد . استفاده از لوله تزریق پر شده ، میزان ناهمگنی را کاهش می دهد ؛ به ویژه اگر لوله تزریق دارای حجم و قطر بزرگ باشد .
3-3 انژکتورهای Splitless :
اگر غلظت بعضی از اجزاء نمونه خیلی کم باشد ، آنالیز آن ها توسط انژکتورهای splitنتیجه مطلوبی نخواهد داشت . برای آنالیز این نمونه ها لازم است مقدار زیادی از نمونه به ستون وارد گردد تا غلظت گونه های رقیق تر در محدوده حد تشخیص سیستم قرارگیرد . برای آنالیز این نمونه ها از انژکتورهای splitlessاستفاده می گردد . انژکتورهای splitless ، همچنان که از نامشان استنباط می شود ، تمامی نمونه تزریق شده را به ستون منتقل می کند و هیچ بخشی از آن را به بیرون از سیستم هدایت نمی نماید . تقریباً همیشه می توان انژکتورsplitless را به جای انژکتورsplit به کاربرد.اگر از یک انژکتور splitless برای انجام آنالیز کمک می گیرید ، توجه داشته باشید مقدار اجزایی از نمونه که دارای اندیس بازداری بالاتر از600 هستند باید کمتر از ng200 باشد . محدودیت غلظت بیشتر از آن که به نوع انژکتور بستگی داشته باشد ، به ظزفیت بارگذاری اندک ستون های موئین وابسته است .
روش کار انژکتورهای splitless ، همان روش تبخیر نمونه است و بنابراین در آنها هم امکان بروز ناهمگنی سرنگ و ناهمگنی انژکتور (متناسب با دمای انژکتور) وجود دارد . برای کاهش میزان ناهمگنی ، فراریت اجزاء نمونه باید در حدود فراریت هیدروکربنهای باشد . ترکیباتی که فراریت آنها خارج از این دامنه قرار دارد را هم می توان توسط انژکتور های splitless آنالیز نمود ولی باید انتظار میزان زیادی از ناهمگنی نمونه را داشته باشید . حد تشخیص روش تزریق splitless به عواملی همچون حساسیت آشکار ساز و نیز ماهیت و ساختار شیمیایی نمونه بستگی تمام دارد . مهمترین عوامل و متغیرهای اثرگذار در روش تزریق splitless عبارتند از : مقدار حلال و غلظت نمونه ، دمای اولیه ستون ، دمای انژکتور ، نوع لوله تزریق ، چگونگی تزریق نمونه بوسیله سرنگ ، مدت زمان پرژ انژکتور و سرعت جریان گاز حامل .
انژکتورهایی که در سالهای اخیر برای ستون های موئین طراحی شده اند ، قابل تبدیل شدن از حالت split به حالت splitless و بر عکس می باشند . در شرایط تزریق splitless ، جریان گاز حامل درون انژکتور با جریان آن در ستون برابر است . چنین شرایطی برای انژکتورهای split صادق نیست . در انژکتورهای split جریان گاز حامل درون انژکتور در حدود 20-200 برابر جریان آن در ستون است . از آنجایی که سرعت جریان گاز حامل در انژکتور پایین می باشد (درحدودml/min (1-3 حلال نمونه فرصت کافی برای تبخیر و پخش شدن در تمام فضای لوله تزریق را دارد . به همین دلیل ، در روش تزریق splitless ، معمولاً پیک حلال بصورت پهن و دنباله دار ظاهر خواهد شد . استفاده از هیدروژن به عنوان گاز حامل ، تاحدودی نتایج آنالیز را بهبود می بخشد . سرعت جریان گاز حامل هیدروژن در انژکتور ، بالاتر از سرعت جریان سایر گازهای حامل است و بنابراین عمل انتقال بخار نمونه از انژکتور به ستون را سریع تر انجام می دهد . بدیهی است ، هر چه سرعت انتقال بخار نمونه به ستون بیشتر باشد ، عرض نوار غلظتی نمونه در ستون کوتاهتر شده و پیکهای کروماتوگرام به شکل تیزتر و متقارن تری ظاهر خواهند شد .
3-3-1 لوله تزریق انژکتور splitless :
لوله های تزریق انژکتورهای splitless ، معمولاً لوله های مستقیمی هستند که قطر بعضی از آنها در قسمت انتهایی کوچکتر شده است . کاهش قطر لوله تزریق ، به منظور جفت شدن بهتر آنها با ستون موئینه انجام می شود . باریک تر شدن انتهای لوله تزریق ، این امکان را فراهم می کند که ستون موئین در وسط لوله تزریق قرارگرفته و از تماس آن با دیواره انژکتور ممانعت شود . (( اثر حلال )) نیاز به مقدار نسبتاً زیادی از حلال نمونه دارد تا در ابتدای ستون جمع شده و فیلم حلال را تشکیل دهد . رقیق شدن حلال توسط جریان گاز حامل ، تشکیل فیلم حلال را مشکل تر می کند . برای جلوگیری از رقت زیاد بخار حلال ترجیح داده می شود از لوله های تزریق باریک و کم حجم استفاده گردد . با این وجود به کارگیری لوله های تزریق باریک ، حجم تزریق را محدود می کند و احتمال پس زنی نمونه را افزایش خواهد داد .
انژکتورهای splitless نیازی به محفظه مخلوط کننده ندارند ، زیرا اختلاط کامل نمونه با حجم زیادی از گاز حامل ، مورد نظر نیست . همچنان که گفته شد ، اختلاط بخار نمونه با مقدار زیادی از گاز حامل موجب رقیق شدن بخار حلال شده و ایجاد فیلم حلال را با مشکل روبرو می سازد . کاربرد لوله های تزریق پر شده در انژکتورهای splitless توصیه نمی شود . زیرا وجود جامد پرکننده سبب اختلاط و رقیق شدن بخار حلال نمونه با گاز حامل خواهد شد .

3-3-2 دمای انژکتور و استفاده صحیح ازسرنگ تزریق :
دمای انژکتورهای splitless معمولاً کمتر از دمای انژکتورهای split است . زیرا سرعت انتقال نمونه از انژکتور به درون ستون خیلی پایین تر می باشد . برای انتقال کامل نمونه از لوله تزریق به ستون در انژکتورهای splitless ، حدود 20sec زمان در نظرگرفته می شود که این زمان برای تبخیر کامل اجزاء ( حتی اجزاء دیرجوش وبافراریت کم )کفایت می کند . در صورتی که نمونه دارای مقادیر قابل توجهی از مواد نیمه فرار باشد ، لازم است دمای انژکتور splitless را آنقدر افزایش داد تا شرایط برای تبخیر یکنواخت نمونه فراهم آید . بدیهی است ، به هنگام افزایش دمای انژکتور ، باید مسئله حساسیت اجزاء نمونه به دمای بالا را هم در نظرگرفت . بسیاری از مواد آلی به دماهای بالا حساس بوده و در درجه حرارت های بالا تجزیه شده ویا تغییر ماهیت می دهند . ازسوی دیگر ، پایین نگهداشتن دمای انژکتور splitless اگر چه میزان آلوده شدن لوله تزریق توسط مواد غیرفرار و نیمه فرار همراه نمونه را افزایش می دهد . ولی در مقابل احتمال بروز پدیده پس زنی بخار نمونه را کاهش داده ومانع از تبخیر حرارتی گونه های حساس نمونه خواهد شد . ناهمگنی سرنگ ، برای انژکتورهای splitless هم یک مشکل اساسی به شمار می آید ؛ چرا که این انژکتورها هم ، از جمله انژکتورهای تبخیرکننده هستند.

3-4 انژکتورهایOn-column :
انژکتورهای on- column نمونه را به صورت مستقیم و به شکل مایع در ابتدای ستون تزریق می کنند . به این ترتیب فرآیند تبخیر نمونه قبل از انتقال به ستون ، حذف می شود . درنتیجه حذف مرحله تبخیر نمونه ، بسیاری از مشکلات که منشا آنها به این مرحله مربوط می شود ، خود به خود برطرف می شوند . انژکتورهای on-column به شرط آن که به درستی نصب شده وبه صورتی اصولی مورد استفاده قرار گیرند ؛ صحیح ترین و دقیق ترین نتایج کروماتوگرافی گازی را تولید می کنند . انژکتورهای on-column به صورت یک قطعه یکپارچه تولید می شوند . اشکالاتی که مانع از عمومیت و فراگیربودن کاربرد این نوع انژکتور شده اند ، عبارتند از : عدم امکان تعمیر قطعات خودکار آنها ، نیاز به سرنگ های ویژه و محدودیت کاربرد وناتوانی در آنالیز بعضی از نمونه ها .
3-4-1 چندنکته مهم :
اگر از انژکتورهای on-column برای آنالیز استفاده شود ، توجه خاص به چند نکته مهم ضروری است . در این انژکتورها ، نمونه از طریق یک سوزن بسیارباریک از جنس سیلیس به درون ستون تزریق می گردد . قطر داخلی بسیارکم و انعطاف پذیری زیاد سوزن سیلیسی ، کشیدن بعضی از نمونه ها به درون سرنگ را با اشکال مواجه می سازد . قطر ستون هایی که بر روی انژکتورهای
on-column نصب می شوند ، معمولاً mm0.25 است و همین مسئله انتخاب سوزن متناسب با قطر ستون را محدود می کند . البته نوعی نمونه بردار خودکار (autosampler) وجود دارد که قادر است نمونه را به روش on-column تزریق نماید .
نمونه هایی که به روشon-column تزریق می شوند ، باید عاری از مواد غیر فرار باشند . چنان چه درنمونه ترکیبات غیر فرار وجود داشته باشند ، تمامی این ترکیبات در ابتدای ستون جمع شده و به راحتی برروی کیفیت آنالیز و نتایج آن اثر منفی خواهند گذاشت . اثرات این آلودگی به صورت انحراف در شکل پیک ها ، اختلال و ناپایداری در خط پایه کروماتوگرام ونیز تغییرنتایج کمی آنالیز بروز می نمایند . به طورکلی نمونه هایی که باید به روش on-column آنالیز گردد ، درمقایسه با نمونه هایی که به روش های دیگر ( روش های تبخیری ) آنالیز می شوند ، باید تمیزتر بوده و فاقد هرگونه مواد نیمه فرار و یا غیرفرار باشند . برای افزایش طول عمر مفید ستون و نیز بهبود نتایج آنالیز توصیه می شود که انژکتورهای on-column همراه با یک ستون محافظ ( پیش ستون ) به کاربرده شوند .
همانند انژکتورهای splitless ناسازگاری قطبیت حلال- فازساکن درروش تزریق on-column هم منجر به تولید پیک های نامتقارن و تغییرشکل یافته خواهد شد . کاربرد پیش ستون ، اختلال ناشی از وجود ناسازگاری قطبیت حلال- فاز ساکن را نیزکاهش می دهد .
در روش on-column باید نمونه سریع و به صورت آنی تزریق گردد ، در غیر این صورت بخشی از نمونه به نوک سوزن سرنگ چسبیده و هدرخواهد رفت . تزریق سریع سبب می شود تا نمونه به شکل افشانه پاشیده شده و از جمع شدن آن برروی خروجی سوزن سرنگ جلوگیری گردد . حجم نمونه تزریق شده درحدود 2-0.5 است . در صورت تزریق بیشتراز 2 ، انحراف اساسی در شکل و عرض پیک ها دیده خواهد شد . این تغییرات نامطلوب نتیجه بزرگ شدن طول فیلم حلال در ابتدای ستون است . برای جلوگیری از پهن شدن عرض نوار غلظتی نمونه در ابتدای ستون ، به ویژه زمانی که حجم تزریق زیاد باشد ، بهتراست سرعت جریان گاز حامل درحد امکان افزایش یابد.
3-4-2 امتیازات روش تزریق On-column :
انژکتورهایon-column درمقایسه با انژکتورهای تبخیری (انژکتورهایی که درآن هانمونه پس از تزریق و قبل از ورود به ستون به شکل بخار در می آید ) دارای چند مزیت عمده و شاخص هستند . در روش تزریق on-column مشکلات ناهمگنی سرنگ ویا ناهمگنی نمونه وجود ندارد ؛ زیرا در این روش نمونه تبخیر نمی گردد . با حذف ناهمگنی سرنگ و نمونه ، نتایج کمی آنالیزها دقیق ترخواهندشد؛ به ویژه اگر دامنه گستردگی نقاط جوش اجزاء نمونه وسیع باشد . ازسوی دیگر، چون اثرات دمای انژکتور برروی آنالیز حذف شده اند ، دیگر عمل پس زنی عملاً اتفاق نمی افتد . در روش on-column تجزیه حرارتی نمونه و یا واکنش های نوآرایی که در دمای بالا کاتالیز می شوند ، روی نخواهدداد ، زیرا دمای انژکتور on-column نسبتاً پایین است . در روش تزریق on-column دمای نمونه به جای آن که یکباره و به صورت آنی در انژکتور افرایش یابد ؛ به تدریج در ستون و مطابق با برنامه دمایی آون افزایش پیدامی کند .
در انژکتورهایon-column ازسپتوم استفاده نمی شود و بنابراین اختلالات ناشی از آلودگی های سپتوم درخط پایه کروماتوگرام دیده نمی شوند . شیوه کارکرد این سیستم که ازتماس میان هوای محیط اطراف و فضای درون انژکتور جلوگیری به عمل می آورد ؛ همانند شیرهای قطع و وصل جریان است . در زمان ورود سوزن سرنگ به انژکتور ، روزنه ورودی انژکتور باز شده و مقداری از گازحامل درون انژکتورخارج می گردد . گازخروجی عمل پرژ محفظه انژکتور را انجام داده وفضای داخل انژکتور را شستشو می دهد . چنان چه حجم تزریق بیشتر از 2 نباشد ، حجم گازخروجی از انژکتور به حدی است که اثر محسوسی برروی زمان های بازداری و یا کارایی سیستم نخواهد داشت . از دیگر سو ، خروج گاز حامل از انژکتور در زمان تزریق ، مانع از نفوذ اکسیژن به درون انژکتور شده و از اکسیداسیون فاز ساکن ممانعت می نماید .

3-5 انژکتورهای مستقیم :
انژکتورهای مستقیم نوع دیگری از انژکتورها هستند که با انژکتورهای splitless و
on-column تفاوت دارند . در روش تزریق مستقیم نمونه قبل از ورود به ستون کاملاً تبخیر می شود ولی انژکتور فاقد عملیات پرژ انژکتور و مسیر پرژ سپتوم بوده و خنک کننده ثانویه نیز وجود ندارد . انژکتورهای مستقیم ، تنها زمانی قابل استفاده هستند که ستون موئینه از نوع ستون های megabore باقطر بزرگ (ID=0.53mm) باشد . ستون های megabore جایگزین های بسیار خوبی برای ستون های پرشده می باشند که نیازی به انژکتورهای خاص و یاسرنگ های ویژه ندارند. انژکتورهای ستون های پرشده را با اندکی تغییر در ساختار آن ها ، می توان به همراه ستون هایmegabore به کار برد .
3-5-1 تبدیل انژکتورهای ستون های پرشده به انژکتورهای مستقیم :
تبدیل انژکتور یک ستون پرشده به انژکتور مناسب برای یک ستون megabore کار مشکلی نیست . ابتدا ستون پرشده همراه با وسایل و تجهیزات محکم کننده آن ، از بدنه انژکتور جدامی شود و سپس یک لوله شیشه ای مستقیم در درون آن قرار داده خواهد شد . این لوله به دو منظور دردرون انژکتور جاسازی می شود :
1- این لوله ، حجم فضای محفظه انژکتور ستون پرشده را تا حدود زیادی کاهش داده و بنابراین از پهن شدن پیک های کروماتوگرام جلوگیری می نماید .
-2 سطح داخلی این لوله ، بستر لازم برای تبخیر نمونه و انتقال بخارات آن به درون ستون megabore را مهیا می سازد . لوله شیشه ای پس از قرار گرفتن در انژکتور ، به کمک یک مهره مخروطی (ferrule) و یک بست فلزی در محل مناسب تثبیت می شود . برای این که امکان نصب ستونmegabore بر روی انژکتور وجود داشته باشد ؛ اتصال فلزی باید به صورتی انتخاب شود که قطر داخلی دهانه خروجی انژکتور را تاحد یک شانزدهم اینچ کاهش دهد . در صورت نیاز ، برای سازگار کردن اتصالات گاز جبرانی و یا آشکارساز نیز به روشی مشابه عمل خواهدشد . وسایل و ابزارهای مورد نیاز برای تبدیل انژکتور ستون های پرشده به انژکتور مناسب جهت ستون های megabore به صورت یک کیت ( kit ) تهیه شده وقابل خریداری هستند .

3-5-2 لوله تزریق انژکتورمستقیم :
نوع لوله تزریق در انژکتورهای مستقیم ، همانند سایر انژکتورها از اهمیت فراوانی برخورداربوده و تاثیر بسزایی بر روی نتایج آزمایش و کیفیت کروماتوگرام دارد . به کمک یک سرنگ ، نمونه مستقیماً به درون لوله تزریق منتقل شده و پس از تبخیر شدن به همراه جریان گازحامل وارد ستون می گردد . سرعت جریان گازحامل برای ستون های megabore درحدود ml/min10-4 تنظیم می شود . برای شستشوی کامل درون لوله تزریق ، زمانی بین sec100-10 مورد نیاز است . مقدار دقیق زمان شستشو به سرعت جریان گاز حامل و حجم لوله تزریق بستگی دارد . چند نوع لوله تزریق برای انژکتورهای مستقیم وجود دارد . چنان چه لوله تزریق دارای شکل یکنواخت و لوله مانند باشد . دنباله دار شدن پیک حلال و پیک های اجزاء زود جوش و فرار نمونه قابل انتظار خواهد بود . در این انژکتورها ، نمونه تزریق شده به سادگی تبخیر شده وکل حجم لوله تزریق را اشغال می کند . احتمال پس زنی بخار حلال در چنین شرایطی افزایش می یابد ، زیرا بخشی ازحلال که به قسمت های فوقانی لوله تزریق نفوذ نموده است . به راحتی پس زده خواهدشد . بخار پس زده شده ، توسط جریان گاز حامل به تدریج و به مرور زمان وارد ستون شده و پیک مربوط به آن ( پیک حلال ) به شکل نامتقارن و دنباله دار ظاهر می گردد . مهمترین عواملی که سبب پس زنی بخارات حلال و یا نمونه می شوند ، عبارتند از : حلال زود جوش ، فراریت اجزاء نمونه ، سرعت کم گازحامل و دمای بالای انژکتور . در صورت بروز پدیده پس زنی ، بخار اجزاء دیر جوش نمونه برروی سطوح سردتر انژکتور ، مانند سپتوم و مسیرهای ورود گاز حامل ، متراکم شده و مایع می گردد . مایعات حاصل از میعان بخار گونه های دیرجوش ، از یک طرف آنالیز نشده و در واقع هدر می روند و از طرف دیگر موجب آلودگی انژکتور و در نتیجه ایجاد مشکل در آنالیز نمونه های بعدی خواهند شد . استفاده از یک لوله تزریق از نوع direct flash vaporization مشکل پس زنی نمونه را تا حدود زیادی حل نموده و سبب بهبود شکل ظاهری پیک ها خواهد شد .
ویژگی های خاص لوله تزریق direct flash vaporization وجودیک حباب چندسانتیمتری در ابتدای آن است . ستون megabore از انتهای لوله تزریق واردشده و در محل خروجی حباب محکم و تثبیت می شود ؛ به صورتی که امکان نشت گاز از محل اتصال وجود نداشته باشد . خروجی انتهای حباب ، شکل مخروطی دارد و چون پوشش پلی ایمیدی ستون هم قدری انعطاف پذیر می باشد ، با اندکی فشار ، ستون و لوله تزریق با هم جفت شده و احتمال هرگونه نشت گاز از بین خواهد رفت .
( ستون نباید به داخل حباب وارد شود ) نمونه به کمک یک سرنگ در درون حباب تزریق شده و پس از تبخیرشدن از دهانه خروجی حباب عبورکرده و به ستون منتقل می شود . چون دهانه ورودی حباب توسط سوزن سرنگ مسدود شده است ، پس زنی بخارات حلال و یا نمونه امکانپذیر نمی باشد . برای این که احتمال پس زنی به حداقل برسد ، بعد از تزریق نمونه سوزن سرنگ باید برای مدتی( یک ثانیه به ازای هر میکرولیتر نمونه ) در انژکتور باقی بماند . تزریق بیش از 95% از نمونه ها به انژکتور دارای لوله تزریق direct flash vaporization ممکن بوده و حجم های تا 8 را هم می توان به کمک این لوله تزریق آنالیز نمود .
درون حباب لوله تزریق را می توان توسط پشم شیشه سیلانه شده مخصوص پرکرد ( استفاده از پشم شیشه معمولی مجاز نیست ) پشم شیشه در درون حباب به عنوان یک تله عمل نموده و مواد غیر فرار همراه نمونه را جذب می کند . فشردگی زیاد و تراکم بیش از حد پشم شیشه ، موجب پهن شدن عرض پیک ها ، به ویژه پیک های گونه های فرار نمونه ، خواهد شد .
نوع دیگری از لوله های تزریق که در انژکتورهای مستقیم کاربرد دارد ، لوله تزریق hot on-column است . این لوله تزریق دارای حباب نیست . در قسمت فوقانی لوله ، یک روزنه کوچک وجود دارد که نمونه توسط سرنگ و از طریق این روزنه به درون ستون منتقل می شود . یک سوزن استاندارد با شماره 26 به راحتی درون یک ستون با قطر داخلی mm0.53 را پر می سازد . به این صورت و بدون هیچ واسطه ای نمونه از سرنگ به ستون تزریق می گردد . لوله تزریق hot on-column ازخنک کننده ثانویه استفاده نمی کند و بنابراین در اغلب اوقات پیک های کروماتوگرام (پیک حلال و سایر اجزاء فرار نمونه) پهن و تغییرشکل یافته خواهند شد . بیشترین حجم نمونه که توسط لوله تزریق hot on-column قابل تزریق است ، برابر با 0.5 می باشد . امتیاز عمده لوله تزریق hot on-column در این است که احتمال تخریب و یا تجزیه حرارتی نمونه را به حداقل می رساند . به ویژه اگر دمای انژکتور خیلی بالا نباشد .
اگر انژکتور سیستم GC از نوع انژکتورهای مستقیم بوده و از یک لوله تزریق hot on-column استفاده می کند ، توصیه می شود که یک پیش ستون بر روی سیستم نصب گردد . در نبود پیش ستون ، سوزن سرنگ در زمان تزریق با فاز ساکن درون ستون تماس پیدا نموده و باعث فاز زدایی بخشی از ستون خواهد شد . به علاوه ، پیش ستون همواره مقداری از مواد غیر فرار و نیمه فرار نمونه راجذب کرده و از انتقال آنها به درون ستون اصلی ممانعت می کند . اساسی ترین مشکلی که انژکتورهایon – column با آن روبروهستند ، آلوده شدن ستون آنها توسط مواد غیر فرار و نیمه فرار همراه نمونه است .
3-6 سپتوم انژکتور :
چرا سپتوم ؟
مرسوم ترین روش برای ورود نمونه به انژکتورهای تبخیرکننده ، تزریق آن توسط یک سرنگ و از میان یک لاستیک غشایی به نام سپتوم است . هدف از انتخاب و کاربرد سپتوم ، ممانعت و جلوگیری از نشت گاز حامل و بخارات نمونه به خارج از سیستم می باشد . با نشت گاز حامل و یا بخار نمونه ، زمان های بازداری اجزاء نمونه تغییرکرده و در نتایج آنالیز خطا به وجود می آید . تماس اکسیژن محیط با فاز ساکن درون ستون ( به ویژه دردمای بالا ) موجب آسیب دیدگی و اکسیداسیون فاز ساکن می شود. جنس سپتوم انژکتور به صورتی است که خاصیت کشسانی و انعطاف پذیری دارد و بنابراین پس از خروج سوزن سرنگ از انژکتور ، سپتوم به حالت اولیه برگشته و روزنه ایجاد شده توسط سرنگ مسدود می گردد . به این ترتیب از نفوذ اکسیژن به درون انژکتور جلوگیری می شود .
عمر مفید سپتوم محدود است . به مرور زمان ، سپتوم مستهلک شده و باید تعویض گردد . عمر مفید سپتوم به عواملی همچون نوع سوزن سرنگ تزریق ، جنس سپتوم ، تعداد دفعات تزریق و مهارت و دقت کار بستگی دارد . استفاده از یک سوزن ناصاف و پلیسه دار باعث می شودکه پس از هر تزریق، تکه ای از سپتوم جدا شده و یک حفره خالی کوچک در درون سپتوم ایجاد شود . کاربران دقیق ، سعی می کنند که تمام تزریق را از یک نقطه معین سپتوم انجام دهند ، تا از سوراخ شدن تمام سطح آن جلوگیری نمایند . در زمان تزریق نمونه ، سوزن تزریق تنها قادر به مسدود کردن یک روزنه سپتوم است . حال چنان چه روزنه های دیگری هم درسپتوم موجود باشند ، امکان نشت گاز از میان آن وجود دارد .
3-7 تمیزکردن انژکتور :
با تزریق هر نمونه ای ، مقداری از مواد آلاینده همراه نمونه در انژکتور بر جای خواهند ماند . انژکتور دروازه ورود به سیستم GC می باشد و آلودگی آن ، باعث آلوده شدن سایر بخش های سیستم از قبیل لوله تزریق ، ستون و آشکارساز می گردد . به همین دلیل بعد از مدتی استفاده ، سطح داخلی بدنه انژکتور را باید تمیزکرده و شستشو داد . پس ازتزریق نمونه و تبخیر شدن آن ، بخشی از بخار نمونه سر ریز شده و از لوله تزریق خارج می گردد . بخار خارج شده در تماس با سطوح خنک تر انژکتور ، متراکم گردیده و باعث آلودگی سطح محفظه انژکتور می شود .
برای تمیز کردن انژکتور ، دمای آن را تا دمای محیط کاهش داده و پس از جدا کردن ستون ، لوله تزریق و متعلقات آنرا از انژکتور خارج نمایید . در درون آون ، یک بشر شیشه ای را در زیر انژکتور قرار دهید . حدود mlit20 از متانل را به تدریج در درون محفظه انژکتور بریزید . در زمان ریختن متانل درون انژکتور را به کمک یک برس لوله شوی کوچک شستشو دهید . عمل شستشوی انژکتور را با mlit10 دیگر از متانل کامل کنید . مطمئن شوید که از تارهای برس و یا اجسام خارجی دیگر در انژکتور باقی نمانده باشد . پس از تبخیر کامل متانل ، قطعات انژکتور را نصب کرده و سیستم را در شرایط آنالیز قرار بدهید .
اگرآلودگی انژکتور خیلی شدید باشد . ممکن است مسیرهای ورودی وخروجی انژکتور ( ورودی گاز حامل و خروجی دررو ) هم آلوده شده باشند . در صورتی که پس از چند بار شستشو ، آلودگی انژکتور برطرف نشود ، مسیر ورودی گازحامل را هم با متانل شستشو دهید . آلودگی مسیر ورودی گاز حامل زمانی اتفاق می افتد که :
1- حجم تزریق ، زیادتر از ظرفیت انژکتور باشد .
2- غلظت موادغیر فرار وآلاینده درنمونه زیاد باشد .
3- حجم لوله تزریق انژکتورکوچک باشد.

4-1مقدمه ای بر مبحث ستون های پر شده
ستون کروماتوگرافی مبنای یک دستگاه کروماتوگراف است ، جداسازی واقعی اجزای نمونه در ستون انجام می گیرد . در نتیجه موفقیت یا شکست یک جداسازی معین به مقدار زیادی به انتخاب ستون بستگی خواهد داشت . در کروماتوگرافی گاز – مایع هم ازستون های مویی و هم از ستون های انباشته استفاده می شود . ستون های مویی لوله هایی باز هستند که قطر آن ها بسیار کم است و دیواره داخلی آن ها توسط لایه نازکی از یک مایع پوشیده می شود . ستون های انباشته شامل یک نگهدارنده جامد بی اثر است که با لایه نازکی از یک مایع غیرفرار پوشیده می شود . جنس خود لوله ممکن است شیشه ای ، فلزی ، یا از مواد پلاستیکی باشد که به صورت مارپیچ درآورده می شود تا در آون کروماتوگراف قرار گیرد . جنس نگهدارنده جامد ، نوع و مقدار فاز مایع ، روش انباشتن ستون ، طول و دمای آن از عوامل مهمی هستند که در درجه تفکیک مورد نظر دخالت دارند . ابعاد ستون ، مقدار کل گاز و مایعی را که می تواند در برداشته باشد تعیین می کند . ستون های مورد استفاده در تجزیه معمولاً دارای قطر خارجی 1.16 تا 1.4 اینچ و طول 3 تا 20 فوت است . اساساً بعضی مواقع افزایش طول ستون ، جداسازی را بهتر می کند .
4-2 نگهدارنده های جامد
مقصود از فاز جامد ، نگهداری لایه نازک و یکنواختی از فاز مایع است . بهترین نگهدارنده باید ویژگی های زیر را داشته باشد :
1- مساحت ویژه زیاد یعنی از 1 تا 20 متر مربع در هر گرم
2- ساختمان متخلخل با منافذ یکنواخت که قطر آن ها در حدود 10 یا کمتر است .
3- بی اثری یعنی مینیمم بر هم کنش جذبی و شیمیایی با نمونه را داشته باشد .
4- ذرات با شکل منظم و یکنواختی اندازه برای پرکردن موثرستون لازم است .
5- قدرت مکانیکی یعنی در اثرکار کردن ، نباید خرد شود .
ماده ای که دارای این صفات باشد هنوز گزارش نشده است ؛ ولی تعدادی از نگهدارنده های مناسب به طور تجارتی وجود دارند . اغلب باید بین بی اثری نگهدارنده جامد و کارایی آن ( یعنی مساحت سطح زیاد ) یکی را انتخاب کرد .
ماده خام اکثر ترکیباتی که به عنوان نگهدارنده جامد در کروماتوگرافی گازی مورد استفاده قرار می گیرند دیاتومه است که با نام دیاتومه سیلیس و یا دیاتومه خاکی و یا نام آلمانی کیزل گور معروفند . دیاتومه از اسکلت های دو اتمی ، جلبک های تک سلولی میکروسکوپی تشکیل شده است که در ابتدا ساختمان سیلیسی آبدار بی شکل داشته است گرچه مقادیر جزئی ناخالصی به خصوص اکسیدهای فلزی در آن ها وجود داشت . اسکلت های دو اتمی مجزای هر دیاتومه ، بسیار کوچک و متخلخل و دارای مساحت سطح زیاد هستند .
پنج نوع یا شکل کروموزورب وجود دارد : A ، G ، P ، Wو T . هر یک از این اجسام به صورت عمل شده و یا نشده و با مشهای متفاوت در دسترس قرار دارند .
کروموزورب A : از این جسم برای تهیه اجسام در کروماتوگرافی استفاده می شود . گنجایش آن برای نگهداری فاز مایع خوب است ( حداکثر25% ) و ساختمان آن طوری است که به آسانی با برداشتن نمی شکند و سطح آن خیلی جاذب نیست . این کروموزورب در گستره مشهای 20/10، 30/20، 40/30 در دسترس است . این اندازه ها امکان استفاده از ستون های بلند را با افت فشار کم میسر می سازد .
کروموزورب G : برای جداسازی ترکیبات قطبی به کار می رود . به دلیل مساحت سطح کم ، سختی و راحتی حمل آن ، این جسم را می توان به خوبی به جای کروموزورب سبک و خردشونده ای مانند کروموزورب W به کار برد . کروموزورب G به علت دارا بودن سطح ویژه کم و دانسیته زیاد ، با پوشش کمتری از فاز مایع به کارمی رود .5% پوشش روی کروموزورب G معادل 12% روی کروموزوربW است .
کروموزوربP : از آجر نسوز Sil-O-Cel C-22 کمپانی جانز منوبل تولید می شود . این جسم یک دیاتومه تکلیس شده به رنگ صورتی و نسبتاً سخت است . سطح آن از کروموزوب های دیگر جاذب تر است و اساساً برای کار با هیدروکربن ها به کار می رود و بهترین کارایی را برای جداسازی آن ها دارد .
کروموزوربT : یک رزین فلوئورکربن از تفلون 6 کمپانی دوپان است . این جسم برای جداسازی اجسام خیلی قطبی یا واکنش پذیرهایی مانند آب ، هیدرازین ، گوگرد دیوکسید و هالوژن ها توصیه شده است . سطح آن نسبت به این گونه ترکیبات بی اثر است و پیک های متقارن از آن حاصل می شود . کروموزورب T به علت کارایی نسبتاً کمی که به ستون می دهد فقط وقتی که سطح کاملا ًبی اثری مورد نیاز است توصیه می شود .
کروموزوربW : یک نگهدارنده دیاتومه تکلیس شده روان ساز است که ازسلایت کمپانی منوبل مانند سلایت 545 تولیدمی شود . این کروموزورب از نظر کارایی و خواص به سلایت 445 شباهت دارد . کروموزورب W سفید رنگ است و در مقایسه با کروموزورب G خرد شونده است . سطح آن نسبتاً غیر جاذب و برای جداسازی ترکیبات قطبی استفاده می شود .
سطح نگهدارنده دیاتومه از گروه های سیلانول (si-oh) و سیلوکسان (si-o-si) تشکیل شده است . این گروه ها قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی با حلال وجسم حل شونده هستند .
کارایی با استفاده از تعداد بشقاب های فرضی محاسبه شده برای -n هگزان به دست می آید . کارایی ستون کروموزورب T پایین ترین حد را داراست . تعداد بشقاب های فرضی مربوط به کروموزورب T از بقیه کاسته شده تا مقدار T صفر درصد شود . آجرنسوز ، وقتی که ذرات ریز و خرد شده از آن جدا شده باشند ، دارای بیشترین کارایی است و به همین سبب عدد 100% به آن داده شده است . تمام نگهدارنده های دیگر در درصدی بین کروموزورب T و آجر نسوز ( بدون ذرات بسیار کوچک) قرار می گیرند . بنابراین ترتیب کاهش درجه کارایی به این صورت است : آجر نسوز ، سپسP ، W، G و بالاخره T است .
بی اثر بودن با اندازه گیری ضریب دنباله برای متانل تعیین می شود . این ضریب دنباله ، مقایسه ای بین نیمه دوم پیک کروماتوگرافی با نیمه اول است .
4-2-1 اثرات سطحی نگهدارنده جامد
از نتایجی که به دست آمده است ، معلوم می شود که نگهدارنده های دیاتومه بی اثر نیستند و نسبت به درجه جذب سطحی و فعالیت های کاتالیزوری با یکدیگر اختلافاتی دارند . برهم کنش سطحی را می توان با استفاده از پیک های دنباله دار و واپیچیده تشخیص داد .
گروه های اکسید و هیدروکسیل در سطح نگهدارنده ها را می توان با مقدار کمی از یک فاز مایع قطبی پوشاند . ولی ، مقدار پوشش یافته با مقدار فاز مایع ساکن تغییرمی کند وتکرار مجدد این عمل سخت است . روش مناسب تر ، واکنش گروه های هیدروکسیل با واکنشگرهای شیمیایی است . هیدروژن هیدروکسیل های فعال را می توان با گروه های سیلیسیم دار حاصل از DMCS ( دی متیل دی کلروسیلان ) یا HMDS ( هگزا متیل دی سیلازان ) جابه جا کرد .

4-2-2 اندازه ذرات
اندازه های ذره که برای تکیه گاه های جامد به کار می روند معمولا ًدر محدوده 30 تا 120 مش B.S.S قرار دارند . محدوده های کوچک مانند 80 تا 100 تا 120 مش ترجیح داده می شوند ، زیرا اینها ستون را به طور یکنواخت تر پر می کنند و تمایل کمتری به ایجاد تراکم در ستون دارند . انواع انحصاری کیزل گور آماده برای مصرف موجود هستند ، ولی اگر استفاده از آجر نسوز خرد شده ترجیح داده شود حذف (( ذرات ریز )) بعد از الک کردن حائز اهیت است . زیرا ذرات خیلی ریز ممکن است ، به علت مسدود کردن ستون یا کج نمودن نمودارهای کروماتوگرافی ، مزاحم گردند . (( ذرات ریز )) را می توان با عمل ته نشینی در یک استوانه مدرج بزرگ پر از آب جدا کرد . بعد از یک شستشوی مقدماتی با آب مواد جامد را در یک آون خشک کرده و سپس آن را به داخل یک استوانه می ریزند و میگذارند تا شروع به ته نشین شدن کند ، ذرات خیلی ریز را که شناور در آب هستند به وسیله سرریز کردن جدا می کنند . بالاخره جامد را به طور کامل در 200-150 قبل از مصرف خشک می کنند .
4-3 فاز مایع
هیچ روش تمام عیار برای گزینش بهترین فاز مایع در یک جداسازی معین موجود نیست . گزینش صحیح عمدتاً بر اساس تجربه یا خطا و آزمون است . تکنولوژی ستون کروماتوگرافی به مقدار زیادی در نشریات علمی تشریح شده است ، به طوری که بررسی کوتاه از آن باعث صرفه جویی در زمان آزمایش به طور قابل ملاحظه می شود .
4-3-1 شرایط فاز مایع
الف- حلال مطلق خوبی ، برای اجزای نمونه باشد . اگر حلالیت کم باشد ، اجزاء به سرعت از ستون شسته می شوند و در نتیجه جداسازی نا مطلوب خواهد بود .
ب- برای اجزاء نمونه ، حلالیت متفاوت خوبی داشته باشد .
ج- غیر فرار باشد . در دمای عمل ، فشار بخاری در حدود 0.01 تا0.1 میلی متر دارا باشد تا عمر ستون مناسب شود .
د- پایداری حرارتی داشته باشد . عدم پایداری می تواند به واسطه تاثیر کاتالیزوری نگهدارنده جامد در حین افرایش دما حاصل شود .
ه- از لحاظ شیمیایی نسبت به اجزای جسم حل شده مورد نظر در دمای ستون بی اثر باشد .
4-3-2 گزینش فاز مایع
گزینش نوع فاز مایع بستگی به ترکیب نمونه دارد . انتظار می رود که نوع اجزای نمونه در مخلوط قبل از آن که تجزیه شروع شود ، معلوم باشد . هر چه اطلاعات در مورد نمونه بیشتر باشد ( نوع اجسام در نمونه ، حدود نقطه جوش و ساختمان شیمیایی آن ها ) گزینش ستون مناسب تر و شرایط عمل نیز آسان تر است .
برای جداسازی طبیعی و موثر ، فاز مایع از لحاظ ساختمان شیمیایی باید شبیه اجزای نمونه در مخلوط باشد .
اگر اجزای نمونه در مخلوط از طبقات مختلف مواد شیمیایی با نقاط جوش نزدیک به هم باشند ، فازهای مایع با قطبیت متفاوت به کارمی رود . با تغییر قطبیت حلال ، نیروهای بر هم کنش وارد عمل می شوند و برروی جداسازی اثر می گذارند .
4-3-3 درصد فاز مایع
مقدار فاز مایع به کار رفته باید به قدری باشد که ذرات را با لایه یکنواخت و نازکی بپوشاند . مقدار بسیار زیاد فاز مایع ، فضای بین ذرات را پر می کند و کارایی ستون را کاهش می دهد . کارایی ستون وقتی که پوشش فاز مایع بر روی نگهدارنده جامد دیاتومه بیش از 30% شود به شدت کاهش می یابد . چند سال پیش پوششی در حدود 30-15 درصد روی نگهدارنده های دیاتومی متداول بود ولی امروزه گرایش در جهت ستون هایی با پوشش سبک تر ( بین 2 تا 10 درصد ) و در نتیجه تجزیه سریع تر است . برای نگهدارنده هایی از جنس تفلون ، ماکزیمم پوشش در حدود 10 درصد وزنی است . مهره های شیشه ای دارای مساحت سطح کوچکی هستند بطوریکه پوشش مایع باید کمتر از 0.025% وزنی نگهداشته شود . زمان بازداری مستقیماً به مقدار گرم های فاز مایع موجود بستگی دارد و به همین جهت پوشش کمتر مایع به مفهوم تجزیه سریع تر است . چنانچه پوشش فاز مایع خیلی کم باشد ، محل های جذب در نگهدارنده فعالانه در عمل شرکت می کنند . این عمل ممکن است باعث جذب سطحی برگشت ناپذیر یا تجزیه نمونه شود . در صورتی که پوشش کمتر ستون مورد نظر باشد برای جلوگیری از این عمل باید از نگهدارنده های بسیار بی اثر نظیر واراپورت 30 یا گاز کروم p استفاده کرد . هم تفلون و هم مهره های شیشه ای نگهدارنده های بی اثری هستند ولی کارایی آنها برای تجزیه است استروئیدها ، حشره کش ها و محصولات بدست آمده از تجزیه طبیعی بسیار کم است .
فراریت نمونه در انتخاب فاز مایع نیز باید در نظر گرفته شود . ترکیباتی که دارای فراریت کم هستند بر روی ستون های با پوشش کم 3 درصد یا کمتر مثلا ًبرای ترکیباتی مانند استروئیدها ، بهتر تجزیه می شوند . مواد بسیار فرار نظیر هیدروکربن های سبک احتیاج به پوشش زیاد فاز مایع مثلاً بین 20 تا 30 درصد دارند . زیرا در این گونه موارد حلالیت آنها در فاز مایع کم است . هر چه فاز مایع بیشترباشد ، زمان ماندن نمونه در آن بیشتر می شوند و در نتیجه تقسیم بهتری انجام می گیرد .
4-4 دمای ستون
ضریب تقسیم بستگی زیادی به دما دارد . در بسیاری موارد ، افزایش 30 مقدار ضریب تقسیم را نصف می کند و در نتیجه سرعت مهاجرت اجزاء را دو برابر می کند . مشهود ترین اثر افزایش دما ، کاهش زمان تجزیه است .
به طور کلی تفکیک را می توان با کاهش دما بهبود بخشید . در موارد معمولی ، دما طوری انتخاب می شودکه نه آن قدر زیاد باشد که به درجه تفکیک زیان برساند و نه آن قدر کم باشد که زمان بازداری را زیاد کند . معمولاً دما را معادل متوسط نقطه جوش اجزای نمونه انتخاب می کنند . ولی برای پوشش زیاد فاز مایع ، الزاماً دماهای بیشتری لازم خواهد بود ، یا اگر فاز مایعی با اهمیت بازداری زیاد بکار برده شود ، باید انحراف دما از دمای تنظیم شده را افزایش داد .
در انتخاب دمای ستون باید ماکزیمم و مینیمم دمای مجاز مربوط به استفاده از فاز مایع را نیز در نظر داشت . بعضی از مایعات در بالاتر از دمای معین قابل استفاده نیستند و تجزیه می شوند . بعضی دیگر بخار شده و به تدریج درصد فاز مایع را تغییر می دهند .
4-5 تهیه جامد پوشانده شده
برای تهیه جامد پوشانده شده ، مقدار معلومی از فاز ساکن را در یک حلال فرار مانند اتر حل می کنند و وزن معلومی از ماده تکیه گاه را بدان اضافه کرده و به هم می زنند . با گرم کردن ملایم ، در حالیکه مخلوط را بطور کامل به هم می زنند تا از ترتیب یکنواخت فاز ساکن اطمینان حاصل شود ، حلال را جدا می سازنند . بالاخره ، جامد پوشانده شده را در یک آون هوا برای چندین ساعت خشک می کنند . لازم است که در طول شب در دمای بالاتر از دمایی که ستون عمل می کند گاز حاصل به داخل آن دمیده می شود تا آخرین آثار حلال و ناخالصی های فرار از آن جدا شوند و اگر دانستن مقدار دقیق فاز ساکن ضروری باشد ، مقدار وزن شده ای از جامد پوشانده شده را می توان با یک حلال استخراج کرد و سپس مجدداً وزن کرد . بعضی از فازهای ساکن رطوبت گیر هستند و باید در ظرف های غیر قابل نفوذ نسبت به هوا نگهداری شوند .

4-6 مقدمه ای بر مبحث ستون های موئین
برای یک سیستم کروماتوگرافی ، ستون به منزله قلب دستگاه است . کامل ترین و پیشرفته ترین دستگاه های GC ، چنانچه دارای یک ستون نا کارامد و یا آسیب دیده باشند ، بی مصرف و غیر قابل استفاده خواهند شد . بنحو مشابه ، بهترین و قدرتمندترین ستون های کروماتوگرافی هم ، اگر برروی یک دستگاه ضعیف و یا فرسوده نصب شوند ، بازدهی و کارایی مناسب را نخواهند داشت . برای دست یابی به کارایی مناسب ستون های موئین ، تنظیم ، پایداری و کنترل دقیق شرایط عملیاتی از اهمیت خیلی زیادی برخوردار می باشد . تغییرات جزئی و ناچیز شرایط عملیاتی ، ممکن است برای ستون های پر شده مجاز بوده و اثر محسوسی بر روی نتایج آنها نداشته باشد ، اما همین تغییرات اندک ، نتایج حاصل از یک ستون موئینه را بطور چشم گیری تغییر داده و غیر قابل اعتماد می نماید . به عنوان نمونه تغییر سرعت جریان حجمی گاز حامل به میزان ml/min 0.5 در نتایج یک ستون پر شده ، تغییر محسوسی به وجود نمی آورد ؛ اما همین مقدار نوسان در سرعت جریان گاز حامل ، نتایج آنالیزی که توسط یک ستون موئینه انجام شده است را به میزان خیلی زیادی تغییر خواهد داد ؛ به شکلی که این نتایج نامطمئن و غیر قابل استناد می شوند . شرایط عملیاتی مناسب برای آنالیز ، تاحدود زیادی به مشخصات ستون موئین بستگی دارند . بر این اساس ، کاربران و استفاده کنندگان از سیستم های کروماتوگرافی گازی ، باید قبل از تنظیم و تثبیت شرایط عملیاتی برای یک سیستم ، اطلاعات صحیح و کافی از مشخصات ستون و نیز سایر توانایی ها و محدودیت های سیستم GC دراختیار داشته باشند .
هر ستون موئینه ، از سه لایه متفاوت تشکیل شده است که عبارتند از : لوله موئین بدنه ستون از جنس سیلیس گداخته ، پوشش بیرونی لوله از جنس پلی ایمید و فاز ساکن درون لوله .
برای انجام کروماتوگرافی ستون موئینه ، تغییراتی در دستگاه باید انجام گیرد . این تغییرات شامل روش مخصوصی برای وارد کردن نمونه ، خود ستون موئینه و استفاده از یک آشکارساز خیلی حساس با حجم کوچک و پاسخ سریع است .

4-7 وارد کردن نمونه :
وقتی که از یک ستون موئینه استفاده می شود ، چون مقدار فاز ساکنی که می تواند در دیواره های ستون نگهداشته شود ، کم است . بنابراین اندازه های نمونه باید خیلی کوچک باشد ( کمتر از 1 میکروگرم ) . برای اینکه مقدار نمونه وارد شده به ستون قابل تکرار باشد و در عین حال ، برای کارایی ستون ، به اندازه کافی کم باشد ، ساده ترین راه ، استفاده از یک وسیله تقسیم کننده جریان است . روش عمل به این صورت است که نمونه کوچکی از مخلوط را با یک میکروسرنگ به طرز معمول به داخل جریان گاز حامل تزریق می کنند ، جریان طوری تقسیم می شود که تنهاجزء معلومی از گاز حامل و نمونه ( مثلاً 100/1 ) به ستون راه یافته و بقیه به بیرون رانده می شود . بهتر است که تقطه تزریق گرما داده شود . تقسیم جریان باید خطی باشد . یعنی بدون در نظرگرفتن تغییرات دما ، سرعت عبور ، اندازه نمونه ، نسبت تقسیم وغیره ، قسمتی از هرجزء مخلوط که به ستون می رسد باید برابر با قسمتی از گاز حامل باشد که از ستون عبور می کند .
4-8 لوله های سیلیس گداخته :
لوله های سیلیس گداخته از نوع کوارتز مصنوعی ساخته شده اند که مقدار ناخالصی اکسیدهای فلزی در آن کمتر از ppm1 است . برای لوله ستون موئینه ، پایین بودن غلظت اکسیدهای فلزی ، یک ضرورت است ؛ زیرا عمده فعالیت شیمیایی سطح لوله ، ناشی از همین ناخالصی است و بنابراین با کاهش میزان اکسیدهای فلزی ، فعالیت شیمیایی بدنه ستون هم کاهش پیدا می کند . سیلیس گداخته به لحاظ بی اثری و خنثی بودن شیمیایی سطح آن ارجحیت و برتری شاخصی نسبت به سایر شیشه ها دارد ، از سوی دیگر ، برای انجام یک آنالیز مطلوب ، بی اثری و غیرفعال بودن شیمیایی سطح لوله ستون ، امری حیاتی و بسیار مهم به شمارمی رود ، به خصوص زمانی که هدف ، جداسازی اجزاء نمونه هایی باشد ، که در آنها گونه های شیمیایی فعال همانند الکل ها ، آمین ها و اسیدها وجود دارند . وجود مراکز فعال بر روی سطح دیواره داخلی ستون ، گونه های واکنش پذیر نمونه را جذب کرده ، مانع خروج آنها از ستون کروماتوگرافی شده و یا زمان خروج آنها را طولانی می کند . اثرات فعالیت شیمیایی سطح لوله ستون ، به صورت ایجاد یک پیک هایی نامتقارن ، تغییرشکل یافته و دنباله دار ، در کروماتوگرام ظاهر می شوند .
به منظور خنثی سازی مراکز فعال ، سطح داخلی لوله های سیلیس گداخته ، قبل از پوشش دهی با فاز ساکن ، به روش شیمیایی غیر فعال می شود . برای این منظور ، ابتدا درون لوله با یک اسید معدنی به خوبی شستشو داده شده و سپس با واکنشگرهای سیلیسه کننده واکنش داده می شود . اگر از قوی ترین واکنشگرهای سیلیسه کننده و بهترین شرایط برای انجام فرایند سیلیسه کردن استفاده شود ، باز هم تعدادی از مراکز فعال بر روی دیواره لوله خنثی نشده باقی می مانند . به همین دلیل ، هیچ ستون موئینه ای وجود ندارد که از نظر فعالیت شیمیایی به طور کامل و صد در صد خنثی شده باشد . مراکزی که سبب فعالیت شیمیایی سطح لوله می شوند ، عمدتاً گروه های سیلانولی هستند و هدف اصلی از فرایند غیر فعال سازی هم ، خنثی کردن همین گروه های سیلانولی است .
یکی از کمیت هایی که در فرایند تولید و ساخت لوله های سیلیس گداخته با دقت وحساسیت فراوان کنترل می گردد ؛ قطر داخلی آنها است که بروی کارایی و بازدهی نهایی سیستم کروماتوگرافی تاثیر فراوانی دارد .
طول ستون های موئینه ، از 100-5 متر متغیر می باشد ، اما برای انجام بسیاری از آنالیزها ، ستونی با طول 60-10 متر کفایت می کند . به طور کلی و با نادیده گرفتن چند مورد استثنایی ، تمامی آنالیزهای گزارش شده ، به کمک ستون هایی با طول 60 متر و یا کمتر صورت گرفته اند .
4-9 پوشش پلی ایمیدی :
در ستون های موئینه ، سطح خارجی لوله های سیلیس گداخته ، با لایه ای از جنس پلی ایمید پوشانده شده است . این پوشش به دو منظور مورد استفاده قرار می گیرد :
* هر گونه درز یا ترک احتمالی بر روی سطح لوله سیلیسی را پر نموده و از گسترش توسعه این نقاط معیوب در طول لوله جلوگیری می نماید .
* به عنوان یک پوشش محافظ عمل کرده و از نفوذ آب و سایر مایعات به درون لوله ، و ساییدگی و خورده شدن سطح بیرونی آن ممانعت می نماید .
پوشش پلی ایمیدی در مقابل افزایش درجه حرارت مقاوم است ؛ به گونه ای که می توان آنرا به مدت چندین روز در دمای 350 درجه نگهداری کرد ؛ بدون این که تغییری در خواص فیزیکی و شیمیایی آن مشاهده گردد . رنگ پوشش پلی ایمیدی ، وابسته به شرکت سازنده ، از زرد روشن تا قهوه ای تیره متغیر است ؛ ولی تفاوت رنگ هیچ تاثیری بر کارایی و بازدهی ستون ندارد .
لوله های سیلیس گداخته ، در همان حال که از استحکام و مقاومت مکانیکی نسبتاً بالایی برخوردارند دارای انعطاف و شکل پذیری قابل توجهی نیز هستند . پوشش پلی ایمیدی ، از یک سو باعث افزایش ضریب مقاومت ستون در مقابل شکستگی و ضربه پذیری شده و ازسوی دیگر با ایجاد انعطاف پذیری لازم ، امکان شکل دهی و بسته بندی آن به صورت دایره ای و یا چهارگوش را فراهم می آورد . حلقوی و یا مربعی کردن ستونی با طول خیلی زیاد ، حمل ونقل ، نگهداری و از همه مهمتر کاربرد آن را آسان می کند .
اخیراً نسل جدیدی از ستون های موئینه با پوشش آلومینیومی به بازار عرضه شده است . درجه حرارت نهایی مجاز برای این نوع ستون ها ، در مقایسه با ستون های دارای پوشش پلی ایمیدی خیلی بالاتر است و این ویژگی ، امتیاز بزرگی برای آنها محسوب می شود . نقطه ضعف ستون های با پوشش فلزی ، حساسیت آنها به تغییرات و نوسانات سریع درجه حرارت است . انبساط و انقباض سریع و شدید پوشش فلزی در اثر نوسان دما ، موجب شکسته شدن لوله شیشه ای درون آن خواهد شد ؛ به همین دلیل، ستون های با پوشش آلومینیومی ، برای آنالیزهای هم دما بسیار مناسب اند ؛ اما در آنالیزهایی که به روش برنامه ریزی دمایی انجام می گیرند ، کاربرد محدودی دارند . در زمان نصب ستون های باپوشش فلزی ، باید به یک نکته ایمنی توجه داشت . بعضی از آشکارسازها ولتاژ خیلی زیادی در درون خود نگه می دارند ؛ تماس فرد از طریق رسانای خوبی همانند آلومینیوم با این ولتاژ زیاد ، ممکن است شوک های الکتریکی خطرناکی در بدن ایجاد کند .
4-10 حدود دمایی ستون :
تمامی فازهای ساکن ، دارای حد دمای پایین وحد دمای بالا هستند . محدوده دمایی مناسب برای کاربرد بهینه ستون ، بین این دو حد قرار می گیرد . حد پایین دمای ستون ، درجه حرارتی است که در آن فاز ساکن شروع به انجماد می کند . در دمای پایین تر از این دما ، رفتار ستون در مقابل نمونه ، همانند یک لوله توخالی معمولی است که هیچ بر هم کنشی با اجزاء نمونه نخواهد داشت ؛ زیرا امکان نفوذ در فاز ساکن وجود ندارد . البته ممکن است در اثر وجود نیروهای جاذبه ای بسیار ضعیف ، بین نمونه و سطح فیلم فاز ساکن ، پیک های ضعیف و پهنی در کروماتوگرام مشاهده شوند. در هر صورت اگر درجه حرارت ستون کمتر از حد دمای پایین آن شود ، آسیب وصدمه جدی به ستون وارد نمی شود . تنها در دمای خیلی پایین ( پایین تر از 60- ) است که بعضی از ستون های سیلیس گداخته ترد و شکننده می شوند .
حد دمای بالا برای هر ستونی ، در قالب دو عدد ( مثلاً 300/320 ) بیان می شود . عدد کوچکتر که مرز همدمایی خوانده می شود ؛ نشان دهنده بالاترین دمایی است که ستون می تواند برای مدت طولانی دارا باشد ؛ بدون اینکه فاز ساکن صدمه ببیند . عدد دوم (عدد بزرگتر ) مرز برنامه دمایی نامیده می شود ؛ و عبارت است از بالاترین درجه حرارتی که ستون قادر است برای مدت کوتاه – حداکثر ده دقیقه- تحمل نماید و فاز ساکن آسیب جدی نبیند . دمای ستون ، هیچ گاه نباید بیشتر از مرز برنامه دمایی شود . بیشترین خسارت ، زمانی به فاز ساکن درون ستون وارد می شود که دمای آون در حد بالایی بوده و جریان گاز حامل هم قطع شده باشد . در شرایطی که گاز حامل برقرار نیست ، قرار گرفتن یک ستون موئینه به مدت چند ساعت ، دردمای 100، کافی است تا فاز ساکن درون ستون تخریب شده و غیر قابل استفاده گردد . آسیب پذیری فازهای ساکن قطبی در برابر افزایش درجه حرارت ، خیلی بیشتر از فازهای غیر قطبی می باشد . افزایش سریع و ناگهانی درجه حرارت آون و در نتیجه تماس کوتاه مدت ستون با این دمای بالا ، اگرچه سبب تخریب کلی فاز ساکن نمی شود ، ولی بدون تردید طول عمر مفید ستون را کاهش خواهد داد . میزان کاهش عمر مفید ستون ، به درجه حرارت و نیز زمانی که ستون در این درجه حرارت قرار می گیرد ، بستگی دارد . آسیب دیدگی ستون در اثر افزایش درجه حرارت ، به صورت افزایش ریزش ستون و نیز ازدیاد فعالیت شیمیایی آن نمایان می شود .
زمانیکه از سیستم GC استفاده نمی شود ، به منظور جلوگیری از تخریب فاز ساکن ، توصیه می شود دمای آون در حدود 50 – 60 تنظیم گردد . در این شرایط ، احتمال دارد مواد آلاینده ای که نقاط جوش بالایی دارند ، با کاهش دمای آون متراکم شده و در درون ستون باقی بمانند . این مواد ، نتیجه ریزش سپتوم انژکتور بوده و یا باقیمانده نمونه هایی هستند که قبلاً به سیستم تزریق شده اند . برای جلوگیری از آلوده شدن نمونه با این مواد ، به هنگام استفاده مجدد از سیستم ، آن را یکبار بدون تزریق نمونه فعال کنید تا مواد آلوده کننده متراکم شده از ستون خارج شوند.

4-11 فازهای ساکن ستون های موئینه :
مهم ترین مشخصه یک ستون ، نوع فازساکن آن است . فازهای ساکن مایع ، پلیمرهایی هستند که به روش های خاصی بر روی دیواره داخلی لوله های سیلیس گداخته نشانده می شوند . در طی این فرایند ، فاز ساکن به صورت لایه ای بسیار نازک و یکنواخت ، در درون ستون قرار می گیرد . ماهیت شیمیایی و ضخامت فیلم فاز ساکن اثرات مهم و تعیین کننده ای بر روی عملکرد و رفتار ستون دارند.
ستون های موئین با کارایی بالا ، برای جداسازی مطلوب مخلوط های پیچیده و چندین جزئی ، نیاز به فازهای ساکن خاصی دارند که تعداد آنها انگشت شمار است . تاکنون درحدود 12 فاز ساکن مناسب برای این نوع ستون ها شناخته شده وکاربرد عمومی و فراگیر پیدا کرده اند . در نسل اول ستون های موئین ، فیلمی از فاز ساکن بر روی دیواره ستون قرار می گرفت ، بدون این که هیچ گونه پیوند شیمیایی بین فاز ساکن و دیواره ستون وجود داشته باشد . در این نوع ستون ها ، فاز ساکن در تماس با حلال و یا مواد آلاینده به تدریج شسته شده و از ستون خارج می شود .
در نسل پیشرفته ستون های موئین مولکول های فاز ساکن توسط اتصالات عرضی به یکدیگر متصل شده و یا از طریق پیوندهای شیمیایی به دیواره ستون پیوند داده شده اند . پایداری و طول عمر مفید این نوع ستون ها ، در مقایسه با ستون های نوع اول ، بسیار بیشتر و طولانی تر است . در ستون های پیوندی ، زنجیرهای فاز ساکن در چندین نقطه با دیواره داخلی لوله سیلیسی پیوند شیمیایی داده و اتصالات مستحکمی را به وجود می آورند که احتمال شکسته شدن آنها توسط حلال و یا مواد آلوده کننده به حداقل می رسد . روش دیگری که برای بهبود پایداری و افزایش ماندگاری فاز ساکن به کار برده می شود ، ایجاد پیوند های عرضی بین مولکول های منفرد فاز ساکن است . در این روش ، رشته های پلیمری فاز ساکن از طریق جایگاه های فعال و واکنش پذیری که در ساختار آنها وجود دارد ؛ به یکدیگر متصل می شوند . در نتیجه فیلمی نازک ویکپارچه به وجود می آید که به راحتی بر روی دیواره لوله سیلیسی می نشیند ؛ اما جدا شدن آن در تماس با حلال و سایر مواد آلاینده ، بسیار آهسته صورت می گیرد . چون پیوندهای عرضی بین مولکولی درتمام جهات گسترش پیدا نموده اند، در پایان کار شبکه ای گسترده از فاز ساکن تولید می گردد که به مراتب پایدارتر وماندگارتر از فازهای ساکن ناپیوندی است. چون ساز و کار فرایند جداسازی برای فازهای ساکن پیوندی و ناپیوندی یکسان است ؛ بنابراین همواره امکان جایگزین کردن فازهای ناپیوندی توسط فازهای ساکن پیوندی ( پیوند شیمیایی بین فاز ساکن و دیواره ستون ، و یا اتصالات عرضی بین مولکول های فاز ساکن ) وجود دارد . بر این اساس ، ترجیح داده می شود که در صورت امکان از فازهای ساکن پیوندی استفاده می شود . بیشتر ستون های موئین تجارتی ، دارای فازهای ساکنی همچون پلی سیلوکسان ، پلی اتیلن گلیکول وجاذب های جامد هستند .
4-11-1 انتخاب فاز ساکن
اگرچه قاعده و قانون ثابتی برای انتخاب بهترین فاز ساکن جهت انجام یک آنالیز معین وجود ندارد ؛ با این حال ، معیارها و ملاک های محدودی می توان یافت که توجه به آنها برای انتخاب صحیح فاز ساکن مفید واقع می شود . مهم ترین معیار ، قطبیت فاز ساکن است . همواره سعی می شود که از میان چند فاز ساکن موجود ، فازساکنی انتخاب شود که میزان قطبیت آن معادل و یا خیلی نزدیک به قطبیت متوسط اجزاء نمونه باشد . البته چون فازهای غیر قطبی ، در مقایسه با فازهای قطبی ، از طول عمر مفید بیشتر و ریزش کمتری برخوردارند . بنابراین باید فاز ساکنی انتخاب گردد که از یک سو توانایی کافی برای تفکیک و جداسازی مناسب اجزاء نمونه را دارا باشد و از سوی دیگر خاصیت قطبی بودن آن حداقل باشد .
چنان چه آشکارساز GC از نوعی باشد که به عناصر خاصی حساس است ، ساختار شیمیایی فاز ساکن انتخابی ، نباید دارای آن عناصر خاص باشد . بر این اساس ، استفاده همزمان از فاز ساکن سیانو پروپیل با آشکارساز NPD ( به دلیل داشتن عنصر نیتروژن ) و یا فاز ساکن تری فلوئورو پروپیل با آشکارساز ECD (به خاطر داشتن عنصر فلوئور ) ، مجاز نخواهد بود . هر دو نوع آشکارساز مذکور از آشکارسازهای انتخابی و بسیار حساس هستند که به مقادیر خیلی کم عناصر نیتروژن و با فلوئور در ریزش طبیعی و عادی ستون هم پاسخ های قابل توجهی می دهند .
در میان فازهای ساکن متعدد ، فاز ساکن 5% فنیل – 95% دی متیل پلی سیلوکسان ، کاربرد عمومی و همگانی دارد . این فاز جایگزین بسیار خوبی برای فاز 100% دی متیل سیلوکسان محسوب می شود . آنالیز نمونه هایی که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی دارند ( الکل ها ، استرها ، اترها ،آمین ها و…….) بر روی فاز ساکن پلی اتیلن گلیکول و سیانو پروپیل فنیل بازدهی مناسبی دارد . برای جداسازی نمونه هایی که اجزاء آنها دارای گشتاورهای دو قطبی متفاوت و یا توزیع نامتقارن بارهای الکتریکی هستند هم ، به کار بردن فازهای ساکن سیانو پروپیل و کربو واکس توصیه می شود.
گاهی اوقات مراجعه به کتاب ها و منابع موجود ، برای انتخاب فاز ساکن مناسب ، بسیار مفید و راه گشا است . ممکن است اطلاعات موجود در این مراجع مربوط به نمونه مورد نظر نباشند ، اما می توان شرایط آنالیز را برای نمونه هایی که شباهت زیادی به نمونه دارند ، پیدا کرده و از آنها برای تنظیم شرایط آنالیز مورد نظر استفاده نمود . کتاب و اسنادی که توسط شرکت های تولید کننده فازساکن تهیه و منتشر می شوند ، از جمله منابع بسیار مفیدی هستند که کاربران را در زمینه انتخاب ستون مناسب برای انجام یک آنالیز دلخواه ، یاری می کنند . تماس و ارتباط با سازندگان ستون های موئینه هم ، روشی برای کسب اطلاعات مورد نیاز و حل مشکلاتی است که در زمان کار با سیستم های کروماتوگرافی گازی موئینه پیش می آیند .
4-11-2 فازهای ساکن معادل ( هم ارز ) :
در کارخانه های تولید کننده ستون های موئینه تمام مراحل ساخت ستون ، از آغاز تا پایان ، با دقت و وسواس بسیار زیادی کنترل و نظارت می شوند . تولیدکنندگان معتبر ، علاوه بر فرایند تولید ستون ، مراحل تولید مواد اولیه را نیز کنترل می کنند . در نتیجه این سخت گیری و کنترل دقیق ، عمده محصولات تولید شده از کیفیت کارایی ، و تکرارپذیری خیلی خوبی بهره مندند . با این وجود ، نمی توان مطمئن بود که دو ستون با مشخصات شناسنامه ای یکسان ( به خصوص ستون هایی که دارای فاز ساکن قطبی هستند ) ، که توسط دو تولیدکننده مختلف تولید شده اند ؛ کاملاً هم ارزند . درخیلی از موارد ، اختلاف بین دو ستون بسیار اندک بوده و اثرات آن بر روی آنالیز نمونه ، محسوس و قابل مشاهده نیست .
مقایسه (( فازهای ساکن خاص )) باید با حساسیت و دقت زیاد صورت گیرد . بعضی از فازهایی که برای انجام آنالیزهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند ، منحصر به فردند . ساختار ویژه ای که این گونه فازها دارند امکان مقایسه آن ها با سایر فازهای ساکن را مشکل می نماید و ممکن است نتوان از طریق مقایسه ، یک جایگزین مناسب برای آنها پیدا کرد .

5-1مقدمه
در سیستم GC ، آشکارساز همانند حلقه اتصالی است که ارتباط میان جداسازی اجزاء نمونه توسط ستون را با ابزار محاسبه نتایج و رسم کروماتوگرام برقرار می سازد . آشکارساز با دریافت هر جزء از اجزاء نمونه ، یک سیگنال الکتریکی تولید می کند که شدت آن با مقدار کمی آن جزء متناسب است . سیگنال تولید شده در آشکارساز ، ابتدا تقویت شده و سپس به یک دستگاه رسام مانند انتگراتور فرستاده می شود تا کروماتوگرام نمونه رسم گردد . ستون های موئینه با تمام آشکارسازهای مرسوم سیستم GC سازگار بوده و قابل جفت شدن هستند . از آنجایی که هیچ معیار عمومی و فراگیری برای تعریف و بیان ویژگی های یک آشکارساز نمونه و ایده آل وجود ندارد ؛ در خیلی از موارد ، مقایسه دو آشکارساز مختلف و حتی دو آشکارساز مشابه که توسط دو تولید کننده مختلف ساخته شده اند ، مشکل به نظر می رسد ، کارایی و بازدهی آشکارسازهای مختلف یکسان نیست . از نظر تئوری ، یک آشکارساز زمانی در شرایط ایده آل و بهینه قرار دارد که بتواند تمام اجزاء نمونه را به محض خروج از ستون تشخیص داده و متناسب با غلظت هر جزء ، یک سیگنال پایدار تولید نماید . یکی از مهمترین ویژگی های یک آشکارساز، سرعت تشخیص آن است سرعت آشکارساز ، در شرایطی که زمان های بازداری اجزاء نمونه به هم نزدیک باشند از اهمیت بیشتری برخوردار است . در عمل ، تعداد محدودی از آشکارسازهای موجود به شرایط ایده آل نزدیک هستند .
5-2گاز جبرانی
بسیاری از آشکارسازها ، برای این که بتوانند پیک هایی با شکل و اندازه مطلوب ایجاد نمایند به حجم زیادی از جریان گاز نیاز دارند . از طرف دیگر ، حجم گاز حامل جاری در ستون های موئینه اندک بوده و خیلی کمتر ار نیاز آشکارساز است . حتی ستون های موئینه باmm ID = 0.53 هم قادر نخواهند بود که جریان گاز مورد نیاز آشکارساز را به طور کامل تهیه نمایند . به طور کلی ، جریان گاز حامل در ستون های موئینه نمی تواند بیشتر از 10-20ml/min باشد ؛ درحالی که جریان مورد نیاز آشکارساز در محدوده 30-40ml/min قرار دارد .
برای دستیابی به بالاترین حساسیت و تولید پیک های مناسب ، لازم است تا اختلاف میان جریان گاز حامل درون ستون و جریان مورد نیاز آشکارساز به شکلی جبران شود . برای این منظور ، کمبود گاز مورد نیاز آشکارساز از طریق یک مسیر موازی با ستون که مسیر گاز جبرانی نامیده می شود ، تامین می گردد . گاز جبرانی آشکارساز مستقل از گاز حامل است . نوع گاز حامل با نوع گاز جبرانی ، ممکن است یکسان بوده و یا متفاوت باشد . گاز جبرانی از یک مسیر مستقل به آشکارساز وارد می شود ؛ بنابراین سرعت جریان آن تحت تاثیر سرعت جریان گاز حامل قرار ندارد . این موضوع از اهمیت بسیار برخوردار است ؛ زیرا می توان پاسخ آشکارساز را با تغییر سرعت جریان گاز جبرانی بهینه نمود ؛ بدون آنکه نیازی به تغییر جریان گاز حامل باشد . از دیگر سو ، چنان چه سرعت گاز جبرانی به درستی تنظیم شده باشد ، تغییزات جزئی سرعت جریان گاز حامل اثر محسوسی بر روی حساسیت آشکارساز ندارد .
5-3 حساسیت آشکارساز
آشکارسازهایی که پاسخ آنها مستقل از سرعت جریان گاز حامل باشد را آشکارسازهای ((سرعت جریان جرم )) (mass flow rate ) می نامند . پاسخ این نوع آشکارسازها با مقدار جرم اجزاء نمونه که در واحد زمان به آشکارساز می رسد ، متناسب است. از نظر تئوری ، تغییرات سرعت جریان گاز حامل ، نباید اثری بر روی پاسخ این نوع آشکارسازها داشته باشد ؛ ولی در عمل مشاهده شده است که چنان چه سرعت جریان گاز حامل بیشتر از 25% باشد ، پاسخ آشکارساز به شکل محسوسی تغییر خواهد کرد .
بر اساس تعریف ،حساسیت یک آشکارساز سرعت جریان جرم ، از تقسیم کردن سطح پیک هر گونه بر جرم آن گونه در نمونه تزریق شده ( بر حسب گرم ، مول و یا سایر واحدهای جرم ) به دست می آید . مساحت پیک های کروماتوگرام توسط دستگاه های خودکاری همچون انتگراتور اندازه گیری شده و یا به روش دستی قابل محاسبه است . با فرض این که هر پیک شکل یک مثلث کامل را دارد ، مساحت پیک از رابطه زیر محاسبه خواهد شد :
نصف ارتفاع پیک * قاعده پیک = مساحت پیک
انواع دیگری از آشکارسازها وجود دارند که پاسخ آنها تابعی از جریان گاز در درون آشکارساز است. این آشکارسازها با نام عمومی آشکارسازهای تابع غلظت شناخته می شوند و پاسخ آنها ارتباط مستقیم با غلظت اجزاء نمونه در گاز حامل دارد .
آشکارسازهای تابع غلظت ، در واقع به تغییرات غلظت گونه در گاز حامل حساسند و نه به خود گونه مورد نظر . اجزاء نمونه در مخلوطی از گاز حامل و گاز جبرانی حل شده اند . حال هر چه درصد گازهای حامل و جبرانی بیشتر باشد ، غلظت اجزاء نمونه کمتر شده و پاسخ آشکارساز هم ضعیف تر خواهد شد . حساسیت آشکارسازهای تابع غلظت برابر است با حاصل ضرب مساحت هر پیک در سرعت جریان حجمی گاز آشکارساز ، بخش بر وزن گونه متناظر با آن پیک .
کمترین غلظتی از هر گونه که توسط یک آشکارساز قابل اندازه گیری باشد ، حد تشخیص آن آشکارساز برای گونه مورد نظر خوانده شده و با MDL نمایش داده می شود . بر اساس تعریف ، حد تشخیص هر آشکارساز ، سیگنالی از آشکارساز است که اندازه آن 2-3 برابر سیگنال زمینه (نویز) باشد .(S/N =2-3) برای آنالیزهای معمولی ، کمترین مقدار نسبت سیگنال به نویز باید در حدود S/N= 4-6 باشد تا نتایج به دست آمده قابل اطمینان و استناد باشد .
5-4 گزینش پذیری
بعضی از انواع آشکارسازها به همه ترکیبات آلی حساس بوده و به وجود آنها در گاز حامل پاسخ می دهند . این گروه از آشکارسازها ، به نام آشکارسازهای عمومی و یا غیر انتخابی خوانده می شوند . آشکارساز یونش شعله ای (FID ) و آشکارساز رسانش الکتریکی (TCD ) از جمله آشکارسازهای غیر انتخابی هستند . دسته دیگری از آشکارسازها ، تنها به ترکیباتی پاسخ می دهند که دارای ساختار مولکولی خاصی بوده و در ساختمان آنها هترواتم معینی وجود داشته باشد . این نوع از آشکارسازها ، آشکارسازهای خاص و یا انتخابی نامیده می شوند . آشکارساز ربایش الکترون ( ECD ) ، آشکارساز نیتروژن – فسفر (NPD ) و آشکارساز فتومتر شعله ای ( FPD ) ، نمونه هایی از آشکارسازهای انتخابی هستند .
5-5 دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز
در حالت ایده آل ، ارتباط میان پاسخ آشکارساز و غلظت هر جزء از اجزاء نمونه ، باید یک رابطه خطی باشد ؛ به این معنی که هر تغییری در غلظت اجزاء نمونه داده شود ، تغییر مشابهی نیز باید در اندازه پیک های متناظر ظاهر شود . برای مثال ، چنان چه غلظت یک جزء در نمونه دو برابر گردد ، مساحت پیک آن جزء هم دو برابر شود . تمام آشکارسازها در یک محدوده غلظتی معین چنین رفتاری از خود بروز می دهند . به این محدوده غلظتی ، دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز می گویند.
چنان چه غلظت گونه مورد نظر خارج از این محدوده قرار گیرد ، پاسخ آشکارساز صحیح نبوده و دارای خطای بسیار است .
برای تعیین دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز ، روش ساده ای وجود دارد . محلول هایی با غلظت های متفاوت از گونه مورد نظر تهیه کرده و آنها را به ترتیب افزایش غلظت به سیستم GC تزریق نمایید . نمودار پاسخ آشکارساز ( مساحت های پیک های به دست آمده ) را در مقابل لگاریتم غلظت های گونه رسم کنید . بخشی از نمودار حاصل که به شکل یک خط راست ترسیم شده است ، نشان دهنده دامنه خظی بودن پاسخ آشکارساز می باشد . کمترین غلظتی از گونه که در دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز قرار گرفته است ، همان حد تشخیص آشکارساز خواهد بود . ممکن است دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز ، برای گونه های مختلف یکسان نباشد ؛ در این شرایط ، حد تشخیص آشکارساز هم برای هر گونه خواهد بود . چون دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز به شرایط عملیاتی هم وابسته است ؛ بنابراین برای آنالیز هر گونه خاص ، در یک شرایط معین ، باید ابتدا دامنه خطی بودن پاسخ آشکارساز برای آن گونه را تعیین نمود .
5-5-1 آشکارساز هدایت حرارتی یا کاتارومتر
عملکرد کاتارومتر بستگی به هدایت حرارتی جریان گاز دارد . اساساً کاتارومتر نواری از فلزی مثل پلاتین می باشد که دارای ضریب حرارتی – مقاومت زیاد می باشد . این نوار به وسیله یک جریان الکتریکی ضعیف گرم می شود . حرارت نوار فلزی و بنابراین مقاومت آن به وسیله جریان الکتریکی و هدایت حرارتی گاز اطراف کنترل می شود . تغییر در ترکیب گاز باعث تغییر حرارت و در نتیجه مقاومت نور می شود . هنگامی که نوار فلزی قسمتی از پل وتستون را تشکیل دهد جریانی که در نتیجه تغییر در هدایت نوار ایجاد شده است را ممکن است رسم نمود .
با وجود مزایایی که کاتارومتر در بعضی موار دارد دارای معایبی نیز می باشد که عبارتند از :
1- اغلب پاسخ آنها غیر خطی بوده و بنابراین احتیاج به تنظیم کردن مجدد می باشد.
2- آنها نسبت به تغییر درجه حرارت و جریان گاز حساس می باشند .
3- حجم مرده زیاد داشته و بنابراین برای ستون های باریک که مقدار نمونه خیلی کم است مناسب نمی باشند .
4- زمان پاسخ طولانی دارد .
عملکرد کاتارومتر بستگی به هدایت حرارتی گازهایی دارد که از آن عبور می کند . ار این رو ماهیت گازها نقش مهمی در عملکرد این سلول بازی می کند . زیرا حساسیت دستگاه بستگی به اختلاف هدایت حرارتی گاز حامل و اجسام متشکله آن دارد . هیدروژن و هلیم بهترین گازها می باشند ، زیرا اختلاف هدایت حرارتی آنها با بیشتر اجسامی که در گاز کروماتوگرافی به کار می روند خیلی بیشتر از گازهایی مانند ازت و انیدرید کربنیک می باشد .
5-5-2 آشکارساز بر پایه یونش
اساس کار این آشکارساز بر پایه افزایش جریانی است که در نتیجه یونش مواد پس از عبور از ستون ایجاد شده است . این نوع آشکارسازها را ممکن است برای ستون های باریک یا ستون های معمولی پر شده به کار برد .پاسخ آنها بسیار سریع بوده ، بسیار حساس ونسبت به تغییر سرعت جریان گاز و درجه حرارت پایدار می باشند و سرانجام پاسخ آنها نسبت به تغییر غلظت خطی است .
5-5-3 آشکارساز یونش شعله ای
در آشکارساز یونش به وسیله شعله ، هیدروژن گاز حامل می باشد که پس از عبور از ستون به صورت نوار باریکی به کمک اکسیژن می سوزد . این قسمت معمولاً تشکیل الکترود منفی را می دهد . الکترود دیگر قطعه ای از سیم پلاتین می باشد که در نزدیک بالای شعله قرار داده شده است . اختلاف پتانسیلی برابر با 200 ولت بین آن دو ایجاد می شود .
هیدروژن خالص یا مخلوطی از هیدوژن وگاز حامل دیگر تولید نوارهای جذبی کوچکی می نمایند که می توان آنها را به طرق الکتریکی برطرف نمود . نوار جذبی ایجاد شده مربوط به یونش جسم در شعله بوده و شامل اجسامی که قابل سوختن می باشند و یا نمی باشند می شود . مکانیسم تشکیل یون ها کاملاً روشن نیست اما برای اجسام آلی بستگی به عدد کربن موجود در جسم دارد . بعضی از اجسام که پتانسیل یونی شدن آنها زیاد می باشد قابل تعیین نمی باشد . این اجسام عبارتند از :
گازهای بی اثر ، هیدروژن ، اکسیژن ، ازت ، ، ،، ، ،، ، ، ، ، ، ، .
اسید فرمیک جسم آلی دیگری است که قابل تشخیص نیست . یک مزیت آشکارساز یونش شعله ای آن است که به آب حساس نیست وبدین ترتیب ممکن است محلول های آبی را برای تشخیص اجسام به کار برد .

5-5-4 آشکارساز یونش سطح مقطعی
آشکارساز سطح مقطعی اولین روش یونش به کار رفته است و حساسیت آن احتمالاً از سایر آشکارسازها کمتر است . یک منبع تابش یونیده کننده مانند را در داخل یک ظرف برنجی قرار می دهند . پتانسیل موجود در میان الکترودها 300 تا 1000 ولت است . تولید یون ها در سلول ، و در نتیجه عبور جریان از داخل آن ، متناسب با حاصل ضرب جزء مولی کل و سطح مقطع یونش مخلوط گازی است .
از هر گازی به عنوان گاز حامل می توان استفاده کرد ، ولی هیدروژن یا هلیم بهترین آنها هستند ، زیرا به خاطر کوچک بودن سطح مقطعشان ، یون های نسبتاً کمی ایجاد می کنند . مولکول های بزرگ ، مانند آنهایی که ممکن است به وسیله کروماتوگرافی گازی مورد جداسازی قرار گیرند ، به آسانی یونیده می شوند و بنابراین ، جریان الکتریکی از درون آشکارساز را افزایش می دهند . مزایای این آشکارساز، توانایی آن برای پاسخ به تمامی گازها و بخارها در هر غلظت و در هر گاز حامل می باشد ، ولی کمترین حد تشخیص در حدود مول است .
5-5-5 آشکارساز یونش آرگون
جنس دیواره سلول این آشکارساز برنج یا فولادر زنگ نزن بوده و تشکیل قطب مثبت را می دهد . جنس قطب منفی مشابه بوده و لوله باریکی است که متصل به محل خروجی ستون می باشد . منبع اشعه یونش کننده تولید اشعه بتا کرده و ، یا تریتیوم می باشد و به جدار سلول وصل شده است . اختلاف پتانسیل بین دو الکترود600 تا 1200 ولت بوده و هر قدر پتانسیل ایجاد شده بیشتر باشد حساسیت دستگاه زیادتر خواهد بود .
یونش اجسام در جریان گاز حامل آرگون در نتیجه برخورد با اتم های آرگون متا استیبل حاصل می شود. به نظر می رسد که تولید اتم های متا استیبل به طریق زیر صورت می گیرد : الکترون های حاصل از جسم رادیواکتیو باعث یونی شدن اتم های آرگون می شوند (همچنین تا حدودی یونش اتم ها و مولکول های دیگر نیز ایجاد می شود ) و الکترون های آزاد شده در میدان الکتریکی سرعت پیدا کرده و در اثر برخورد با اتم های آرگون دیگر موجب برانگیختگی آنها به سطح متا استیبل می شوند . در این حالت یک الکترون می تواند چندین اتم را برانگیخته نماید . اتم های آرگون متا استیبل دارای سطح برانگیختگی 1129 کیلو ژول بر مول می باشد . بنابراین برخورد این اتم ها با موادی که پتانسیل یونش کمتری دارند موجب تشکیل یون های جدید شده و هدایت گاز افزایش می یابد . موادی که پتانسیل یونش آنها زیادتر از 1129 کیلو ژول برای هر مول می باشد یونی نشده و یا تولید نوار ضعیفی می نمایند . تعدادی از این مواد که تشخیص داده نمی شوند عبارتند از : ، ، ، ، و و هیدروکربونهای فلوره موادی که تولید نوار ضعیفی می نمایند عبارتند از: ، ، ، تا حدودی اشکال تشخیص این مواد را می توان به روش جالبی که توسط ویلی شرح داده شده است برطرف کرد . در این روش از این نکته استفاده می شود که چنین موادی باعث کاهش جریان ایجاد شده درآشکارساز به وسیله بخارهای آلی مانند اتیلن می گردند و بنابراین حضور چنین اجسامی به واسطه حضور نوارهای منفی تشخیص داده می شوند .
5-5-6 آشکارساز یونش هلیم
بری آشکارساز یونشی را که مربوط به استفاده از هلیم خیلی خالص به عنوان گاز حامل است بیان کرد . طرز ساختن و به کار انداختن آن شبیه آشکارساز آرگون بوده و حساسیت آن قابل مقایسه با این آشکارساز است . به هر حال سطح برانگیختگی هلیم برابر با 1910 کیلو ژول بر مول است ، پس گازهایی که در آشکارساز آرگون قابل تشخیص نیستند ، در این آشکارساز یونیده می شوند و در نتیجه ، علامت های خوبی می دهند . حتی نئون (پتانسیل یونش 2074کیلو ژول بر مول ) در این آشکارساز ، احتمالاً با یک فرایند دو مرحله ای ، تا حدودی یونیده می شود .
5-5-7 آشکارساز یونش قلیایی
وارد کردن بخار فلز قلیایی بر شعله آشکارساز یونش شعله ای موجب افزایش پاسخ ترکیباتی که حاوی فسفر و ازت می باشد ، می شود . با تنظیم شرایط عمل ، آشکارساز را می توان عملاً به ترکیباتی که حاوی فسفر می باشند ، حساس کرد . بدین ترتیب ، مثلاً نسبت پاسخ فسفر به کربن50000 به 1 و فسفر به ازت100به 1 است . در تنظیم بهترین شرایط به ازت ، پاسخ ازت به کربن 50000 به 1 و ازت به فسفر10 به 1می باشد .
نوع جدیدی از این آشکارساز دارای منبعی از سیلیکات روبیدیم است که به طریق الکتریکی گرم شده و به عنوان تولید کننده یون فلز به کار می رود . این آشکارساز در تجزیه داروها بسیار مفید می باشد ، زیرا بیشتر داروها دارای ازت بوده ولی حلالی که جهت استخراج به کار می رود و هم چنین بیشتر مواد استخراج شده از نمونه بیولوژی فاقد ازت است .
این آشکارساز برای تشخیص ضد آفاتی که دارای فسفر می باشند بسیار مفید است . به علت حساسیت زیاد این آشکارساز به ترکیبات فسفر ، می توان اجسام بدون فسفر را به مشتق فسفر تبدیل و مورد آزمون قرار داد .
5-5-8 آشکارساز یونش نوری
در این آشکارساز از نور ماوراء بنفش جهت ایجاد یون ها استفاده می شود . این یون ها جمع آوری شده و به صورت جریان در می آیند . لامپ هایی با انرژی های متفاوت را می توان جهت انتخابی کردن آشکارساز به کار برد . حساسیت آن در حدود آشکارساز یونش شعله ای برای اجسام مختلف می باشد و برای بنزن قابل توجه بوده و در حدود 2 پیکوگرم است . لامپ 11.7 الکترون ولت به هیدروکربن ها پاسخ می دهد ، در حالی که لامپ هایی با انرژی کمتر تا حدودی انتخابی می باشند . اجسامی با پتانسیل یونش کمتر از انرژی لامپ ، ردیابی می شوند . اجسامی مانند آلدئید فرمیک ، هیدروژن سولفید ، اکسید ازت ، تترا اتیل سرب ، فسفین و آمونیاک با حساسیت زیادتر از سایر اجسام ردیابی می شوند . باربیتورات ها را می توان در حد پایین تر از آشکارساز یونش شعله ای ردیابی کرد .
5-5-9 آشکارساز نورسنجی
در این آشکارساز مواد خارج شده از ستون در شعله غنی از هیدروژن ( احیا کننده ) سوزانده شده و نور نشری به وسیله یک فتومولتی پلایر با استفاده از صافی های تداخلی ردیابی می شوند . صافی 394 نانومتر آشکارساز را برای گوگرد کاملاً اختصاصی می کند در حالی که صافی 526 نانومتر برای فسفر اختصاصی است . مثلاً با صافی 394 نانومتر نسبت پاسخ گوگرد به فسفر 1000 به 1 بوده در حالی که با صافی 526 نانومتر نسبت پاسخ فسفر به گوگرد 10 به 1 می باشد . با استفاده از مجموع دو صافی می توان میزان فسفر و گوگرد را تعیین کرد . ولی استفاده ازآن برای فسفر با توجه به آشکارساز یونش شعله قلیایی کنار گذاشته شده است .

5-5-10 آشکارساز هدایت الکترولیتیکی
در این آشکارساز مواد خارج شده از ستون با گاز ( هوا یا هیدروژن ) مخلوط و وارد ظرف واکنش که حاوی کاتالیزور بوده و در800 درجه نگاه داشته شده می شود . در این ظرف جسم به اجسام هادی شکسته می شوند . جریان گاز سپس وارد سلول هدایت که حاوی الکترولیت چرخان است می گردد . هدایت این محلول با الکترولیت مقایسه شده و اختلاف آن توسط آشکارساز نشان داده می شود . آشکارساز برای هالوژنها کاملاً اختصاصی است ( برخلاف آشکارساز گیرنده الکترون ) نسبت پاسخ کلر به کربن به 1 می باشد . هم چنین برای ازت اختصاصی است (بر خلاف آشکارساز یونش شعله قلیایی ). نسبت پاسخ ازت به کربن به 1 می باشد . برای گوگرد آشکارساز حساسیت مشابه با آشکارساز نورسنجی شعله ای داشته ولی نتیجه آن خطی است . نسبت پاسخ گوگرد به کربن ( به استثنای دی اکسید کربن ) به 1 می باشد .
در مورد نیتروزآمین ها با وزن مولکولی کم حساسیت آن مشابه تجزیه کننده انرژی حرارتی می باشد . نسبت پاسخ نیتروزآمین ها به سایر ترکیبات ازت دار500 به 1 است. آشکارسازی نیتروز آمین ها و اختصاصی بودن آن برای هالوژن ها باعث استفاده دائم از این آشکارساز شده است .
5-5-11 آشکارساز بر پایه دانسیته گاز
این آشکارساز توسط مارتین طراحی گردید . در ابتدا به نظر می رسید که این آشکارساز برای گاز کروماتوگرافی مناسب باشد ولی به علت اشکالات ساخت و حساسیت کم در مقایسه با آشکارساز یونش کاربرد کمتری دارد . ولی امروزه چند گاز کروماتوگراف در تجارت وجود دارد که از این نوع آشکارساز در آنها استفاده شده است . عملکرد آن بستگی به یک آنه مومتر دارد که مقدار جزئی از جریان گاز را تعیین می کند . در این مورد جریان گاز حامل به دو شاخه تقسیم می شود یکی مستقیماً و دیگری پس از عبور از ستون وارد آنه مومتر می شود . هنگامی که گاز حامل از ستون خارج می گردد ، دانسیته دو جریان ( جریان شاهد وجریانی که از ستون عبور می کند ) یکی بوده و جریان گازی از آنه مومتر عبور نمی کند ولی اگر جسمی از ستون خارج شود ، دانسیته گاز عبور کرده از ستون تغییر پیدا می کند و جریانی از آنه مومتر عبور می کند که متناسب با تغییر دانسیته می باشد . پاسخ دستگاه نسبت به غلظت و
جرم مولکولی نسبی اجسام متشکله خطی می باشد . بنابراین دستگاه احتیاج به تنظیم مجدد ندارد .
5-5-12 آشکارساز الکترون ربا
آشکارساز الکترون ربا شبیه آشکارسازهای آرگون و هلیم است ، ولی شکل هندسی سلول متفاوت است و علامت آشکارساز به ربایش الکترون به وسیله اجسام مختلف مورد جداسازی ، که منجر به کاهش جریان یون ها می شود ، بستگی دارد . ولتاژ اعمال شده در بین الکترودها تنها حدود 20 ولت است . مزایای ویژه این آشکارساز عبارت است از : حساسیت خیلی بالا و ویژه بودن آن برای مولکول هایی مانند اکسیژن ، هالوژن ها ، ترکیبات اکسیژن دارو ترکیبات هالوژن دار ، که میل ترکیبی زیادی با الکترون دارند . پاسخ ترکیبات الکترون ربای ضعیف ، مانند هیدروکربن ها و اترها ، را می توان با افزایش پتانسیل اعمال شده از بین برد . معنی این عمل آن است که پاسخ آشکارساز را می توان گزینشی کرد .
5-5-13 آشکارساز پلاسمای امواج میکرو
آشکارساز پلاسمای امواج میکرو یا MPD پیشرفتی نسبتاً جدید در مورد آشکارسازهاست و آن را می توان یک آشکارساز ویژه در نظر گرفت و می توان برای یک – یا تعدادی از عناصر – که غالباً با کروماتوگرافی مورد جستجو قرار می گیرند مانند : C ، H ، N ، P ، S و هالوژن ها ، تنظیم کرد . این آشکارساز اساساً یک وسیله نشر اتمی است که در آن انتشار در نتیجه عبور اجزاء شسته شده از داخل یک تخلیه پلاسمای هلیم ( حمایت شده به وسیله امواج میکرو ) است که موجب تفکیک کامل مولکول ها به اتم های تشکیل دهنده می گردد .
در یک دستگاه مخصوص تجارتی ، مواد خارج شده از ستون به دو جریان مساوی تقسیم می شوتد که یکی از آنها به آشکارساز یونش شعله ای و دیگری به لوله پلاسما وارد می گردد . بدین ترتیب مواجه با کروماتوگراف نسبتاً ساده می باشد .
با این که آشکارساز پلاسمای امواج میکروگران است ولی به نظر می رسد که نسبت به بیشتر آشکارسازها مزایای اساسی داشته باشد . به علاوه حساسیت آن قابل مقایسه با حساسیت آشکارساز یونش شعله ای است .

5-5-14 آشکارسازهای انتگرالی
اولین آشکارساز که در رابطه با کروماتوگرافی گاز – مایع توصیف شد ، آشکارساز انتگرالی بود. این آشکارساز به وسیله مارتین وجیمز اختراع شد که در آن اسیدهای چرب فرار ، پس از خروج از ستون ، به وسیله محلول سود و با استفاده از یک بورت خودکار تیتر می شدند .
بی شک ، این وسیله ، کاربرد محدودی داشت اما در مقایسه با سایر دستگاه های مذکور این دستگاه نیز مقدار جسمی را که از آن عبور می کرد – به جز گاز حامل- مستقیماً اندازه می گرفت و بنابراین به ویژه برای کارهای کمی مناسب بود .
در آشکارسازهای انتگرالی وزنی ، که بوان و توربرن اختراع کردند مواد خارج شده از ستون ، به داخل سلول جذبی هدایت می شوند و در آنجا جذب ماده ای می شوند که بر روی جدار سلول کشیده شده و در نتیجه وزن سلول را افزایش می دهد .
این سلول به وسیله یک ترازوی وزن سنجی مجهز به ثبت کننده خودکار و با حساسیت در حدود گرم نگه داشته می شود . بدین ترتیب اجسام جدا شده بر حسب جرمشان مشخص و اندازه گیری می شوند .
روش جذب سطحی جاناک برای تشخیص و ارزیابی اجزاء جدا شده یک مخلوط ، ساده و متکی بر اندازه گیری حجم گازهاست .این روش برای گازهای با نقاط جوش پایین مانند هیدروکربن های با وزن مولکولی کم مناسب است . ستون را به طریق معمول به کار می اندازند . ولی از کربن دیوکسید به عنوان گاز حامل استفاده می شود ، که پس از عبور از میان ستون ، جذب محلول غلیظی از پتاسیم هیدروکسید می شود . گازهای جذب نشده وارد یک بورت گازی می شوند که حجم آنها در فشار ثابت اندازه گیری می شود . البته گازهای جذب نشده همان اجزاء مخلوط اصلی هستند . اگر منحنی حجم گاز در بورت بر حسب زمان رسم شود یک منحنی پله دار به دست می آید . این منحنی یک ثبت (( انتگرالی )) است و ممکن است با ثبتی که از تجزیه جبهه ای یا تجزیه به روش گسترش جایگزینی به دست می آید اشتباه گرفته شود . شناسایی یک جزء مخصوص را اغلب می توان با استفاده از زمان لازم برای بیرون آمدن آن از ستون ، که از زمان تزریق مخلوط اولیه اندازه گیری می شود ، استنتاج کرد .

6-1 واحد 2 – اتیل هگزانول
نرم کننده ها موادی هستند که برای بالا بردن قابلیت قالب زنی و شکل پذیری پلاستیک ها به کار برده می شوند . برای استفاده از پلاستیک پلی وینیل کلراید ( پی وی سی ) که یکی از مواد بسیار با ارزش و پر مصرف در صنایع پایین دستی می باشند از روغن نرم کننده ای به نام دی اکتیل فتالات
( دی . او . پی ) استفاده به عمل می آید .
اهمیت این ماده به حدی است که بر حسب شرایط مورد نیاز برای استفاده از پی . وی .سی تا حدود 40 درصد وزنی از این ماده مورد مصرف قرار می گیرد .
دی . او . پی از سال1356 در پتروشیمی فارابی واقع در بندر امام خمینی (ره) تولید می شود ولی یکی از عمده ترین مواد اولیه آن که 2- اتیل هگزانول است از خارج وارد می گردید .
به منظور تامین این ماده اولیه با ارزش برای واحد پتروشیمی فارابی ، تولید 2- اتیل هگزانول در مجتمع پتروشیمی اراک در نظر گرفته شد .
فرایند آکسو متعلق به شرکت انگلیسی ( دی . پی . تی ) Davy Process Technology برای این واحد انتخاب و طراحی و مهندسی آن نیز توسط شرکت مزبور صورت پذیرفت . خرید ماشین آلات و تجهیزات از طریق شرکت بلژیکی Abay Engineering انجام گردیده و کارهای نصب و ساختمان و راه اندازی آن کلاً توسط پیمانکاران داخلی و کارکنان مجتمع انجام شد . در این واحد هم چنین فراورده های نرمال و ایزوبوتانل تولید می شود که در صنایع تولید حلال ها ، نرم کننده ها ، عطرها ،اسانس ها ، سموم و نظایر آن ودر صنایع نساجی و چرم سازی و غیره مورد مصرف دارند .
به طور کلی واحد 2- اتیل هگزانل از نظر تکنولوژی و تنوع محصولات یکی از بهترین واحدهای مجتمع پتروشیمی اراک می باشد .
6-1-1 فرایند تولید 2- اتیل هگزانل
فرایند تولید 2- اتیل هگزانل و بوتانول ها از چند مرحله شامل تولید گاز سنتز ، بوتیرآلدئید و نهایتاً تولید 2- اتیل هگزانول و بوتانول ها تشکیل یافته است .
در مرحله اول گاز طبیعی در یک واکنش گرماگیر در حضور بخار آب و کاتالیزور به گاز سنتز شامل منواکسیدکربن و هیدروژن تبدیل می شود . خوراک مرحله دوم ، پروپیلن و گاز سنتز است که طی واکنش هیدروفرمیلاسیون در حضور کمپلکس رودیم به عنوان کاتالیزور و در فاز مایع در راکتور با هم ترکیب می شوند . واکنش گرمازا بوده و مخلوطی از نرمال و ایزوبوتیرآلدئید تولید می گردد . نرمال بوتیرآلدئید در واحد آلدولیزاسیون به 2- اتیل هگزانال تبدیل می شود که بعد از هیدروژناسیون محصول نهایی 2- اتیل هگزانول به دست می آید .
نرمال و ایزوبوتیرآلدئید نیز به طور جداگانه بعد از هیدروژناسیون به نرمال و ایزوبوتانول تبدیل شده که این فراورده ها نیز مستقلاٌ قابل عرضه به بازار می باشند . 2- اتیل هگزانول دارای درجه خلوص 99.5 درصد می باشد و این واحد برای تولید 45000 تن در سال از این محصول طراحی شده است . مقدار تولید نرمال و ایزوبوتانول به ترتیب5000 و 57000 تن در سال است .

6-1-2 عرضه محصولات
محصولات این خط تولیدی را می توان به صورت فله با تانکر ، واگن و یا در بشکه به بازار عرضه نمود که برای هر قسمت تاسیسات جداگانه پیش بینی شده است .

6-1-3 اهمیت واحد 2- اتیل هگزانول
با توجه به تولید مقدار180000 تن در سال پی . وی . سی در پتروشیمی بندر امام و طیف وسیع مصرف این ماده پلاستیکی در داخل کشور ، و هم چنین وجود کارخانه پتروشیمی فارابی جهت تولید ماده نرم کننده دی . او . پی که مهمترین ماده اولیه آن یعنی 2- اتیل هگزانول وابسته به خارج بوده است، با بهره برداری از این واحد گام بزرگی در جهت صرفه جویی ارزی و تامین یک ماده بسیار مهم و با ارزش مورد نیاز در صنایع پلاستیک پایین دستی برداشته شده است . علاوه بر تامین نیاز پتروشیمی فارابی سالیانه حدود 20000 تن 2- اتیل هگزانول و حدود 10000 تن بوتانول مازاد بر مصرف می باشد که می توان در صنایع جدید داخلی از آن ها برای تولید فراورده های مختلف استفاده کرد و یا اقدام به صادرات آنها نمود .
از مهمترین برجستگی احداث واحد 2- اتیل هگزانول نحوه اجرای نصب و ساختمان آن می باشد که با توجه به تجربیات به دست آمده از نصب و ساختمان سایر واحدهای مجتمع ، این واحد کلاً توسط پیمانکاران داخلی و تحت سرپرستی و نظارت کارکنان مجتمع اجرا و راه اندازی گردید .
از لحاظ نظارت نیز ضمن اطمینان از اجرای پروژه مطابق با استانداردها و کیفیت مطلوب ، از مجموع 691 نفر ماه پیش بینی شده توسط پیمانکار خارجی برای نظارت عملاً حدود89 نفر ماه استفاده شده است .
از نظر زمان اجرای پروژه نیز این واحد نسبت به دیگر واحدهای مجتمع در زمان بسیار کمتری به بهره برداری رسید .
در مجموع این واحد علاوه بر ارزش و اهمیت فراورده های آن از لحاظ اجرای کار توسط پیمانکاران داخلی ، سرپرستی و نظارت با استفاده از نیروهای داخلی و در نتیجه صرفه جویی چشمگیردر هزینه های ارزی و هم چنین از نظر زمان اجرا در سطح مجتمع و حتی در سطح کشور کم نظیر می باشد و از این رهگذر تجربیات بسیار با ارزشی عاید گردیده است .

6-2 واحد اتانول آمین
واحد اتانول آمین یکی از طرح های پایانی مجتمع پتروشیمی اراک است که به منظور تکمیل زنجیره تولیدات مجتمع و پاسخ گویی به نیازهای صنایع داخلی کشور نظیر نفت و گاز و پتروشیمی و صنایع تولید مواد شوینده اجرا گردید . این واحد در واقع یکی از زیر مجموعه های واحد اکسید اتیلن مجتمع پتروشیمی اراک بوده و با تکمیل آن از ظرفیت کامل واحد اکسید اتیلن استفاده به عمل آمده است .
پس از کسب دانش فنی و مجموعه طراحی اصولی از شرکت صاحب لیسانس ، به منظور استفاده حداکثر از امکانات داخل کشور و توسعه سطح علمی و فناوری ، مهندسی تفصیلی آن توسط یک شرکت مشاور داخلی انجام گردیده است . وزن کل دستگاه ها و تجهیزات واحد بالغ بر 1500 تن بوده که حدود 75 درصد از دستگاه ها وتجهیزات شامل مخازن محصولات میانی ونهایی ، ظروف تحت فشار ، راکتورها ، برج ها ، کولر هوایی ، مخزن کروی آمونیاک و تابلوهای برق با استفاده از توان و امکانات شرکت های سازنده داخلی ساخته شده و بخش مهمی نیز شامل اقلام عمومی نظیر لوله ها ، اسکلت فلزی ، کابل ها شیرآلات و اتصالات از منابع داخلی خریداری شده است . در این طرح حدود 25 درصد از دستگاه ها وتجهیزات از خارج خریداری و نصب گردیده است .
نصب و ساختمان این واحد کلاً توسط پیمانکاران داخلی و با نظارت و مدیریت کارشناسان مجتمع پتروشیمی اراک انجام شده و عملیات پیش راه اندازی ، راه اندازی و بهره برداری آن تماماً توسط متخصصین مجتمع صورت گرفته است .
6-2-1 فرایند تولید اتانول آمین
اتانول آمین ها از واکنش مستقیم اکسید اتیلن با محلول آبی آمونیاک در یک سری راکتورهای لوله ای در فاز مایع و بدون نیاز به کاتالیست بدست می آیند . اکسید اتیلن در واحدی به همین نام در مجتمع تولید و آمونیاک مورد نیاز از مجتمع های پتروشیمی داخل کشور تامین می گردد . این واکنش گرمازا بوده که پس از جذب حرارت واکنش در مبدل های حرارتی ، آب و آمونیاک اضافی از محصولات جدا شده و به محیط واکنش بازگردانده می شود . در قسمت جداسازی فرایند تولید ، محصولات واحد در تعدادی برج جداسازی که در شرایط خلا کار می کنند از یکدیگر جدا و به مخازن ذخیره مربوطه ارسال می شوند . در این فرایند با تنظیم نسبت آمونیاک به اکسید اتیلن و یا برگرداندن قسمتی از منو یا دی اتانول آمین به راکتور ، می توان نسبت تولید منو ، دی و تری اتانول آمین را متناسب با نیاز مصرف تا حد مجاز تغییر داده و توزیع مورد نظر محصولات را به دست آورد .
ظرفیت این واحد 30000 تن در سال است که معمول ترین حالت تولید آن شامل 10000 تن منو اتانول آمین ، 12000 تن دی اتانول آمین و 8000 تن تری اتانول آمین در سال است .
محصولات اتانول آمین با درجه خلوص %99 و نوع تری آن با دو گرید 99 و 85 درصد قابل تولید می باشند . سیستم کنترل واحد اتانول آمین DCS واز نوع پیشرفته آن می باشد .

6-2-2 عرضه محصولات
محصولات اتانول آمین ها که به صورت مایع و دارای گرانروی بالا می باشند ، از طریق تانکر و یا در بشکه های 200 لیتری قابل تحویل به مصرف کنندگان می باشند که برای بارگیری آنها تاسیسات جداگانه درنظر گرفته شده است .

6-2-3 اهمیت واحد اتانول آمین
اتانول آمین ها به دلیل دارا بودن خواص آمین ها و الکل ها کاربرد گسترده و متنوعی در صنایع مختلف دارند . منو و دی اتانول آمین ها کاربرد مهمی در صنایع نفت و گاز پتروشیمی به منظور جذب گوگرد و گازهای اسیدی نظیر و دارد و ضمن تصفیه نفت و گاز در پالایشگاه ها سالانه مقدار متنابهی گوگرد تولید می شود که قابلیت صادرات دارد . دی و تری اتانول آمین نیز به عنوان یکی از اجزاء عمده تشکیل دهنده مواد شوینده در صنایع تولید محصولات پاک کننده مورد استفاده قرار گرفته و هم چنین اتانول آمین ها در طیف وسیعی از صنایع دیگر نیز کاربرد دارند . کلیه نیاز صنایع کشور به اتانول آمین ها که به خصوص در بخش صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و تولید مواد شوینده نقش مهم واستراتژیک دارند تا قبل از احداث واحد اتانول امین در مجتمع پتروشیمی اراک ، از خارج وارد می شده اند . با بهره برداری از این واحد ، نیاز صنایع داخل کشور به این مواد کاملاً تامین شده و علاوه بر صرفه جویی ارزی قابل توجه به میزان بالغ بر 10میلیون در سال ، امکان صادرات مازاد آنها به خارج از کشور به منظور کسب درامد ارزی نیز فراهم شده است .
نحوه اجرای این طرح به لحاظ طراحی ،ساخت تجهیزات ، نصب ، ساختمان و راه اندازی و بهره برداری به گونه ای می باشد که با استفاده از تجربیات عاید شده از سایر طرح ها در مجتمع ، هر چه گسترده تر از توان فنی و امکانات داخلی استفاده به عمل آمده است .
بنابراین اجرای این طرح ضمن ایجاد خود کفایی و ارزآوری از لحاظ طراحی و اجرا نیز کم نظیر و افتخار آمیز می باشند .
6-3 واحد اتوکسیلات
واحد اتوکسیلاتها یکی دیگر از طرح های مجتمع پتروشیمی اراک می باشد که با هدف تکمیل زنجیره تولیدات این مجتمع و پاسخ به نیاز صنایع داخلی کشور نظیر صنایع بهداشتی ، دارویی و نساجی با ظرفیت بیش از 30 هزار تن در سال اجرا گردیده است . در این پروژه پس از دریافت دانش فنی و مجموعه طراحی اصولی از شرکت صاحب لیسانس ، جهت حداکثر استفاده نمودن از پتانسیل ها و توانمندی های موجود داخل کشور ، مهندسی تفضیلی آن توسط یک شرکت داخلی انجام گردید .
ساخت حدود %95 از دستگاه ها و تجهیزات شامل راکتورها ، ظروف و مخازن خوراک و محصولات نهایی و میانی ، برج ، مبدل و تابلوهای برق با بهره گیری ار توان و امکانات شرکت های سازنده داخلی صورت گرفته و بخش های مهم دیگر شامل لوله ها ، اتصالات ، شیر آلات و اسکلت فلزی ازمنابع داخلی خریداری گردیده و نصب شده است .
در مجموع در این طرح حدود %5 تجهیزات از خارج کشور تهیه شده است . نصب و ساختمان این واحد کلاً توسط پیمانکاران داخلی و با نظارت و مدیریت کارشناسان شرکت پتروشیمی اراک انجام گرفته و عملیات پیش راه اندازی و بهره برداری آن توسط کارشناسان داخل صورت پذیرفته است.
6-3-1 فرایندتولید اتوکسیلات ها
فرایند اتوکسیلات ها یک فرایند ناپیوسته یا Batch می باشد که طی آن مول های متعدد اتیلن اکساید به یک مولکول ارگانیک که به عنوان پایه عمل می کند افزوده و ترکیبات اتوکسیلات با جرم مولکولی متفاوت حاصل می گردد .
خوراک این واحد شامل اتیلن اکساید و ترکیبات ارگانیک می باشد که اتیلن اکساید تماما ًدر داخل مجتمع و در واحد اتیلن اکساید تولید می گردد . ترکیبات آلی دیگری که مورد استفاده این واحد است عمدتاً از4 دسته ذیل می باشد :
– الکل های چرب طبیعی یا مصنوعی با زنجیره کربنی 12-18
– نونیل فنل
– اسیدهای چرب
– اتیلن گلایکول
واکنش تولید اتوکسیلات برحسب نوع ارگانیک مصرفی ، محصولات متفاوتی به همراه خواهد داشت که هرکدام از این محصولات اتوکسیله نیز براساس مول EO موجود در آن دارای گریدهای مختلفی می باشد که درمجموع حدود 30 نوع محصول ازاین واحد قابل دستیابی است . این واکنش گرمازا بوده وگرمای واکنش نیز توسط کویل داخل راکتورها گرفته می شود . تزریق ارگانیک در2 مرحله صورت می گیرد به طوری که پس از پایان مرحله اول مقدار کاتالیست مورد نیازکه KOH می باشد افزوده گشته و سپس مرحله دوم تزریق صورت می گیرد . آنگاه باپیش گرم کردن محتویات داخل راکتور اتیلن اکساید افزوده می گردد تا واکنش اتوکسیلاسیون شروع شود .
پس از پایان واکنش و گذشت زمان پخت ، محصول با استفاده ازفشار نیتروژن از راکتورها به تانک های نهایی قسمت کیسه زنی یا بشکه پرکنی فرستاده می شود . سیستم کنترل واحد اتوکسیلات PLC و از نوع پیشرفته آن می باشد .
6-3-2 اهمیت واحد اتوکسیلات
اتوکسیلات ها یکی از عمده ترین انواع سورفکتانت های ( موادفعال سازسطح ) نانیونیک بوده که عمده ترین کاربرد آن در صنایع شوینده می باشد . اتوکسیلات ها به دلیل داشتن زنجیره های بلند هیدروکربنی و نیزگروه هیدروکسیل OH به عنوان یک پل ارتباطی بین مواد چربی دار و روغنی آب قرار می گیرد و سبب جدا شدن چربی از سطح لباس یا ظروف و انتقال آن به درون آب می شوند . به همین دلیل است که عمده ترین کاربرد آن درتولید پودرهای لباس شویی (ماشینی ) ، شامپو ، مایعات دستشویی و غیره می باشند . از دیگر موارد مصرف عمده اتوکسیلات ها در تولید نخ والیاف در صنایع نساجی و تهیه پوشاک می باشد .
واحد اتوکسیلات ها علاوه بر این که می توانند نیاز صنایع داخل کشور به این ماده ارزشمند و مهم که با سلامت و بهداشت جامعه سر و کار دارد را تامین نماید بلکه صادرات مازاد آن به خارج از کشور نیز سبب کسب درآمد ارزی خواهدشد . طراحی ساخت و بهره برداری واحد اتوکسیلات ها به گونه ای است که می تواند طیف متنوعی از مواد خام مورد نیاز صنایع پایین دستی (بیش از30 نوع ) تامین نموده و این از قابلیت ها و ویژگی این واحد پتروشیمی اراک است .

منابع و ماخذ :

– راهنمای عملی استفاده ، نگهداری و رفع عیب از دستگاه های کروماتوگرافی گازی با ستون موئینه
تالیف : دین رود
ترجمه : سعیدامامی -حسین رحیمی
– کروماتوگرافی و طیف سنجی
تالیف و ترجمه : دکتر عباس شفیعی
– روش های کروماتوگرافی
تالیف : ر.استوک – س.ب.ف.رایس
ترجمه : سید واقف حسین ، جمشید منظوری لشکر
– مبانی گروماتوگرافی گازی
تالیف : هارلدم . مک نایر ، ارنست جی ، بونلی
ترجمه : عباس کمالی زاد
– اصول تجزیه دستگاهی
تالیف : داگلاس اسکوک وست
– کاتالوگ های روابط عمومی مجتمع پتروشیمی اراک

– Analytical Supplies Catalog 1995/1996
– CHROMPACK Varian
– Chromatographic Separations ، part І, Π

35