月: 2024年2月

TOC計とは

TOC計とは、サンプル中の有機炭素の総量を測定するための分析装置です。

TOCとはTotal Organic Carbonの略であり、全有機体炭素と訳されます。有機体炭素とは有機化合物に含まれる炭素のことであり、TOCはサンプル中に含まれる有機化合物の総量を示す指標です。水や土壌または化学製品など、さまざまな環境サンプルや化学製品中の有機物の総量を測定するために使用されます。

TOC計は非常に高感度で、微量の有機物を検出できます。微小濃度の有機物にも対応できるため、環境モニタリングや品質管理において正確な測定が可能です。また、製品によってはリアルタイムまたは非常に短時間で測定を行うことができます。

一般的には液体サンプルを測定するTOC計が多く販売されていますが、固体サンプルを測定する製品も存在しています。

世界的に取り組みが活発なカーボンニュートラルの一環である、CO2排出量の削減、もしくは排出されたCO2の資源化を目的としたカーボンリサイクル関連施策では、効果測定として「炭素固定化量」の正確な評価を行うことが重要となり、固体TOC分析はその中核技術となりつつあります。たとえば、セメント・コンクリートや海藻類（ブルーカーボン） へのCO2の固定化量の分析などがあげられます。

TOC計の使用用途

TOC計は様々な産業や環境分野で幅広く使用されています。以下はその使用用途一例です。

1. 浄水場

浄水場は安全で飲料可能な水を提供する重要な設備です。したがって、水質を常に監視し、有機物の濃度を追跡するためにTOC計が使用されます。有機物が高濃度である場合は浄化が不完全な可能性があるため、TOC計によって水質の安全性を確保しています。

2. 農業

農業分野では土壌中の有機物含有量をTOC計で測定して、土壌の肥沃度を評価する場合があります。これにより、土壌に不足している栄養素を肥料などで補うことが可能です。したがって、TOC計で土壌成分を監視することは作物の収量と品質に影響を与えます。

3. 環境監視

官庁において河川や湖沼などの水域において有機物の濃度をモニタリングし、水生生態系への影響を評価することも多いです。これにより、環境汚染源の特定や改善策の立案ができます。

また、土壌汚染調査や浄化計画においては、土壌中の有機物汚染度合いを監視するためにTOC計が使用されます。環境保護に貢献することが可能です。

TOC計の原理

1. 燃焼法

サンプル中の有機物を高温で完全に燃焼させる方式です。有機物が酸素または酸化剤の存在下で燃焼し、CO2に変換されます。生成されたCO2が検出器によって測定される仕組みです。

測定されたCO2の量から、有機炭素の総量が計算されます。測定結果は直接的で信頼性が高く、他の無機物の影響を受けにくい点が特徴です。燃焼によって生成されるCO2は、一般的に非分散型の検出器を使用して測定されます。

2. 酸化法

サンプル中の有機物を酸化剤を使用して酸化させる測定方法です。一般的に使用される酸化剤は過硫酸塩や酸化カリウムです。酸化反応によって生成される酸化生成物や酸素ガスなどが測定する仕組みです。

燃焼法に比べて低温で測定でき、エネルギー消費が低い点が特徴です。また、燃焼法よりも簡素なプロセスで測定することができます。ただし、燃焼法に比べて精度がやや低いことがあるため注意が必要です。

TOC計の選び方

TOC計を選ぶ際は、以下のような選定要素を考慮することが重要です。

1. サンプル種類

対象となるサンプルの形状や性情を、予め把握することが重要です。液体サンプルのTOC測定には液体TOC計が使用されます。固体サンプルのTOC測定には、固体サンプル用の特別なTOC計が必要です。

2. 測定元素

一般的にはTOC計は炭素を測定しますが、一部の装置では多元素を同時に測定することが可能です。TOC計の構成によって、同時に測定できる元素が異なることがあります。必要な元素の測定範囲に注意して選定します。

3. 最大流量

測定対象のサンプルの最大流量を考慮ことが必要です。高い流量を処理できるTOC計が必要な場合もあれば、小規模なサンプルを処理するためのTOC計が必要な場合もあります。最大流量要件に基づいて適切なTOC計を選ぶことが重要です。

4. 精度

TOC計の精度と感度については、特定の用途に合わせて考慮することが必要です。高精度が必要な場合や微量の有機物を測定する必要がある場合、高感度のTOC計を選定します。TOC計は通常ppmやppbなどの単位で結果を表示されることが多いです。

監修:株式会社ケイエステック

希釈装置とは

希釈装置とは、対象物の濃度を調整したり、試料を希釈したりするために用いられる装置です。

化学や生物学の実験や分析において使用されます。電子制御を用いて液体の取り扱いを自動化し、高い精度で希釈を行うことが可能です。したがって、人手による希釈よりも誤差が少なく、正確な濃度にすることができます。

また、多くのサンプルに対して迅速に希釈を行える点も特徴の一つです。これにより、作業効率が向上し、時間と労力を節約できます。人為的な誤差や変動も最小限に抑えることが可能です。

希釈装置の使用用途

希釈装置は様々な分野で幅広い使用用途があります。以下はその一例です。

1. 医療

希釈装置は臨床検査研究室で広く使用されており、血液や尿などの生体試料を希釈し、特定の生化学的パラメータを測定するために利用されます。一例としては、糖尿病患者の血糖濃度測定や、感染症の診断に使用されます。また、DNAやRNAなどのバイオ試料を希釈し、解析のために適切な濃度へ調整するために希釈装置が用いられることも多いです。

2. 化学研究

化学研究においては、反応制御のために試薬の濃度を正確に調整する必要があります。また、検量線の作成や試料の濃度測定のために、サンプルの希釈が必要な場合もあります。希釈装置は特定の濃度を簡単に作製でき、実験の正確性を保証するために重要な装置です。

3. 環境測定

市民の健康と環境保護のために、工場や官庁などで水質の監視が行われています。希釈装置は水中の有害物質の濃度を測定するために使用され、水質試料の希釈を行うために用いることが多いです。また、土壌サンプルの希釈にも使用され、これによって土壌の品質や汚染度を評価することが可能です。

4. 食品業界

たんぱく質やビタミン・ミネラルなどの栄養成分を測定するために、食品試料の希釈を実施することが多いです。これらのデータは栄養ラベル情報として製品に添付したり、食品品質評価に使用されます。

5. 金属加工

金属加工の際、切削や研削などのプロセス中に熱が発生し、金属と工具の摩擦によって生じる摩擦熱が問題になります。水溶性油剤によってこの摩擦熱を吸収し、工具や加工対象の金属を冷却しつつ接触面を潤滑することが多いです。希釈装置によって切削液を正確な希釈率に維持することで、加工品の品質や表面仕上げの一貫性を確保します。

希釈装置の原理

希釈装置は特定の液体サンプルを所望の濃度に希釈するプロセスを自動化する装置です。通常はピペットなどの器具を使用して液体サンプルを吸い上げてサンプリングします。連続希釈の場合は、予め原液の濃度を調整しておき、インラインで希釈することも多いです。

希釈装置は希釈液を供給するための溶液タンクを有することがあります。この溶液タンクから希釈液が取り出され、サンプルの混合用容器に供給されます。

高精度な濃度調整ができる製品は電子制御によって操作されることが多く、特定の希釈比や濃度を設定可能です。プログラムされた手順に従って、正確なサンプル体積と希釈液体積を混合容器に送ります。希釈液とサンプルは振盪や撹拌などの方法で混合され、均一な希釈溶液が生成される仕組みです。

また金属加工で使用される希釈装置は電気やエアーを使用せず、水流によるベンチュリによって負圧を発生させ、水溶性原液を吸い上げて水と混合させ希釈液を生成します。現場作業者の負担を軽減し、安定した濃度管理を行うことができます。

希釈装置の選び方

希釈装置を選ぶ際は、以下のような選定要素を考慮することが重要です。

1. 希釈対象

希釈対象の清浄を確認することが重要です。液体試料を希釈する場合は、液体の腐食性や化学性情などに十分注意する必要があります。気体希釈の場合は、ガス調整器や気体混合器を使用することが多いです。

2. 希釈精度

希釈装置の精度は重要な要因であり、特に微量サンプルや精緻な実験には高精度装置が必要です。希釈装置の精度はサンプル吸引の正確さや希釈比の一貫性に依存しています。高精度な装置は誤差を最小限に抑えることが可能です。

3. 供給流量

希釈液の供給流量が低い装置は、微量サンプルの希釈や高濃度サンプルの希釈に適しています。分析において慎重な希釈が必要な場合に有用です。大規模な製造プロセスにおいて高流量が必要な場合、高流量希釈装置が適しています。

4. サンプル容量

希釈対象のサンプル容量に合わせて適切な装置を選びます。小さな容量のサンプルに対してはサンプル容量は小さい製品が適しており、大容量のサンプルに対しては対応できるタンクを有する製品が必要です。

本記事は希釈装置を製造・販売する株式会社ケイエステック様に監修を頂きました。

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監修:Gaussy株式会社

AMRロボットとは

AMRロボットとは、自動で物品や材料を運搬するために設計されたロボットです。

AMRはAutonomous Mobile Robotの略であり、一般的にはAMRとも呼ばれます。自律走行型のロボットであり、周囲の環境を検知し、障害物を回避しながら目的地に自動的に移動する点が特徴です。通常は自動マッピング技術を使用して内部で地図を作成し、自己位置を把握します。

AMRはプログラムが可能であることが多く、さまざまなタスクに適応可能です。実行タスクに応じてカスタマイズされ、作業場所にそれぞれ適応できるように設計されています。人と協働して使用することを想定し開発されているロボットです。

AMRロボットの使用用途

AMRロボットは様々な産業で使用されます。以下はその使用用途一例です。

1. 物流業

AMRロボットは倉庫内で主にピッキング作業を効率化します。入出荷量の多い倉庫では、発注された商品を摘み取る（ピッキング）作業に負担がかかります。人によるピッキングだと、倉庫内を歩き回らなければなりません。AMRロボットを活用することで、ピッキング作業は人、運搬はロボットと切り分けて効率化と作業負担軽減に繋がります。

2. 製造業

AMRロボットは製造ラインに部品を供給する際にも使用されることがあります。部品を適切なタイミングで提供することが可能であり、生産ラインのスムーズな運用をサポートします。また、原材料の運搬を担当する場合もあり、生産プロセスの中断を防止します。

3. 商業施設

AMRロボットは商業施設内において、商品の補充や陳列、在庫監視などの日常的な業務を実施することがあります。これにより、スタッフが実施する単純作業を軽減し、戦略的な業務に専念することが可能です。また、監視カメラやセンサーを使用して異常を検出し、セキュリティパトロールを行うAMRロボットも存在します。

AMRロボットの原理

まず、AMRロボットは周囲の環境を認識するためにセンサーを使用します。一般的にはレーザースキャナーやLiDAR (Light Detection and Ranging) などが組み込まれています。これらのセンサーによって周囲の物体や障害物を検出する仕組みです。

AMRロボットの最大の特徴は、周囲の環境地図を作成する点です。これにはマッピング技術が使用され、それを基に自己位置を把握します。この環境地図を基に、移動中に障害物を避けることが可能です。

自己位置推定と環境地図を使用して、AMRロボットは目的地までの最適な経路を計算します。この過程には、論理演算を使用します。これにより、選択した経路を使用し、障害物を回避しながら目的地に向かう仕組みです。

AMRロボットはユーザーインタフェースや制御コンソールを介して監視および操作します。オペレーターやシステム管理者によってAMRロボットの動作をモニタリングし、必要に応じて制御することが可能です。

AMRロボットの選び方

AMRロボットを選ぶ際、考慮すべき要因は多岐に渡ります。以下はその選定要素一例です。

1. 積載重量

AMRロボットが運搬できる最大の積載重量を考慮することが重要です。AMRの積載能力が実行タスクに適したかどうかを判断する必要があります。例えば、小さな倉庫では小型のAMRが適していますが、大きな倉庫や工場では大容量のAMRが必要な場合も多いです。

2. タスク

AMRの選択において最も重要な要因の一つは、実行可能なタスクとアプリケーションです。AMRはさまざまなタスクに適応できるようにカスタマイズできる場合があります。例えば、在庫ピッキングや荷物の運搬、清掃、セキュリティパトロールなどのタスクがあります。

3. バッテリー・充電インフラ

AMRはバッテリー駆動の場合が多いため、バッテリー寿命と充電インフラも重要です。作業時間とバッテリーの持続時間を考慮し、適切な充電ステーションを配置する必要があります。長時間連続運用が必要な場合、交換可能なバッテリーがあるかどうかも検討します。

本記事はAMRロボットを販売するGaussy株式会社様に監修を頂きました。

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