CC BY
38
УПРАВЛЕНИЕ, ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
УДК 004.9: 543.61: 661.11
А. М. Бессарабов, Л. В. Трынкина, В. Е. Трохин,
А. Г. Вендило, О. В. Стоянов
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ CALS-СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ШИРОКОГО АССОРТИМЕНТА ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ОСОБОЙ ЧИСТОТЫ
Ключевые слова: CALS-система, органические растворители, технические условия.
На основе информационного CALS-стандарта ISO 10303 STEP была создана типовая схема (протокол применения) для технических условий на ассортимент органических растворителей. С помощью CALS-системы проведена автоматизированная разработка технической документации для перспективного ассортимента особо чистой продукции.
Keywords: CALS-system, organic solvents, technical conditions.
There was created typical scheme (application protocol) for technical conditions for assortment of organic solvents based on information CALS-standard ISO 10303 STEP. Automatic development of design and technical documentation for the prospective assortment of high pure products was carried out by means of CALS-system.
Введение
Среди веществ особой чистоты, востребованных в различных отраслях народного хозяйства (научные исследования, промышленное производство, обеспечение образовательного процесса) высокочистые растворители занимают одно из ведущих мест, как по величине ассортимента, так и по разнообразию физико-химических свойств. Они применяются в электронной, электротехнической и радиопромышленности; тонком органическом и фармацевтическом синтезе, где требуется использование технологических сред, реагентов и вспомогательных веществ с гарантированными свойствами.
Одной из особенностей ассортимента особо чистых растворителей является наличие разноплановых линеек продуктов, которые можно объединить по одному или нескольким признакам, обеспечивающим возможность широкого применения в аналогичных процессах, требующих изменения или оптимизации условий применения: кетоны с различными температурами кипения - ацетон, метилэ-тилкетон, метилизобутилкетон; ароматические углеводороды: бензол, толуол, о-ксилол (п-ксилол); спирты; петролейные эфиры, алифатические углеводороды. Особое место занимают бифункциональные растворители, проявляющие свойства различных классов соединений: моноэтаноламин (амин и спирт), этилцеллозольв (спирт и простой эфир), хлорпроизводные ароматических углеводородов, циклогексиламин (циклоалкан и амин), и др.
Эффективная разработка технических условий на такой широкий и сложный ассортимент особо чистой продукции, как органические растворители, требует использования самых современных информационных систем. Наиболее перспективной системой компьютерной поддержки является CALS-технология (Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта) [1].
Нами был проведен анализ широкого круга зарубежных и значительно меньшего количества отечественных работ, посвященных концепции CALS [2, 3]. По данным западных аналитиков, применение CALS-технологий позволяет экономить десятки миллиардов долларов в год и сократить сроки проведения всех работ на 15-20%. В настоящее время в мире действует более 25 национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий (США, Канада, Япония, Великобритания, Германия, Австралия и др.) и в ближайшие годы мировой рынок наукоемких технологий, так же, как рынок промышленной кооперации, полностью перейдет на стандарты CALS.
Одним из наиболее эффективных методов освоения концепции CALS является создание фонда пилотных CALS-проектов. Работы в этом направлении проводились нами в биотехнологии [4], нанотехнологии [5], в экологических исследованиях [6], мониторинге противогололедных материалов [7] и др. В данной работе рассматривается информационный CALS-проект для автоматизированной разработки технических условий на перспективную продукцию - органические растворители особой чистоты.
1. Информационная модель технических условий для органических растворителей
На основе информационного CALS-стандарта ISO 10303 STEP была создана типовая схема (протокол применения) для технических условий на особо чистую продукцию [8]. При разработке типовой схемы в основу информационной структуры положен межгосударственный стандарт ГОСТ 2.114-95 [9], устанавливающий общие правила построения, изложения, оформления, согласования и утверждения технических условий на продукцию. Эта типовая структура баз данных включает в себя вводную часть и 8 основных информационных
категорий: технические требования; требования безопасности; требования охраны окружающей среды; правила приемки; методы контроля; транспортирование и хранение; указания по эксплуатации; гарантии изготовителя (рис. 1).
В категорию СЛЬ8-проекта «Вводная часть» заносятся наименование продукции, ее назначение, область применения (при необходимости) и условия эксплуатации. Наименование продукции должно соответствовать наименованию, указанному в основном документе на эту продукцию. В компьютерном проекте используются типовые формы. Например, изложение вводной части начинается типовой формой: «Настоящие технические условия распространяются на», после чего следует наименование (условное обозначение) продукции, а затем опять типовая форма «предназначенной для» с последующим описанием соответствующей области применения. Ввод наименования продукции и области применения производится специалистом в контекстном меню информационной СЛЬ8-системы.
Категория № 1 СЛЬ8-проекта «Технические
требования» состоит из следующих подкатегорий: «Основные параметры и характеристики (свойства)», «Требования к сырью, материалам, покупным изделиям», «Комплектность», «Упаковка» и «Маркировка» (рис. 1). Подкатегория «Основные параметры и характеристики (свойства)» начинается с указания наименования (условного обозначения) продукции, затем используется типовая форма «должен (на, но) соответствовать требованиям настоящих технических условий и комплекта документации согласно», после чего указывают обозначение основного конструкторского или другого технического документа. При отсутствии конструкторской или другой технической документации подкатегория «Основные параметры и характеристики (свойства)», должна начинаться указанием наименования (условного обозначения) продукции, а затем использоваться типовая форма «должен (на, но) соответствовать требованиям настоящих технических условий». При наличии стандартов общих технических условий, а также стандартов на конкретное изделие, тут же должна быть ссылка на них.
151
ф РЭМ
Щ 2 Хлорптанол Microsoft \Word
Файл Правка Вид Настройки
Категории 0..П Технические условия
0. Вводная часть
Готово
ЕІ Й-Ш-Й-Й-Й-ш-а й-а й-а Й'Й й-а ев-а й-а
1. Технические требования д 1.1 Основные параметры Ц| 1.2 Требования к сырью Ц] 1.3 Комплектность щ 1.4 Упаковка Ц 1.5 Маркировка ¿.Требования безопасности
3. Требования охраны среды
4. Правила приемки
5. Методы контроля
6. Транспортирование и хранение
7. Указания по эксплуатации
8. Гарантия изготовителя
]равка Вид Вставка Фориат Сервис Іаблица фкно ^правка
Группа Л 52.Л 54 «УТВЕРЖДАЮ»
2-Хлорэтаиол
«чистый», «анчически чипый» и «»собой чистоты ос.ч 9-5» (этипенх-юргидрин)
Технические условия
ТУ 2632-122-44493179-08
Вводятся впервые
Срок лсйствия: с _
««СОГЛАСОВАНО» ФГУІІ «ИРИА»
Замссіите.ік директор і*3\ кс. к.х.и
-РАЛРАБОТАНО»
I АО «ЭКОС-1»
Ніічхіьник отдела технической подготовки производства
____А.К. По«и>п
2008г.
Начальник отдела шмалит и ческою контроля пру*е*м»дсі*а
У/УЛЬ Л. В. Грмнки на
« І ^________________________20081.
Начальник отдела сіандартиішіии
—V Н.В. Антоном «■ •’ і » ю________________20081.
Начальник от дела^ОТ и ТБ
'’х—ЛІ'-іґ Т.В. \tiipioeia « ' '________________________20081
Вел> щий специалист
и
= ^ \ш[\ :т- 153 [~<Н Стр. 1 Разд 1
В
ЗАП ИСПР ВДЛ
Рис. 1 - Информационный СЛЬ8-проект технических условий на примере 2-Хлорэтанола (а - титульный лист ТУ)
Для подкатегории «Требования к сырью, материалам, покупным изделиям» устанавливают требования к покупным изделиям, жидкостям, смазкам, краскам и материалам (продуктам, веществам); к драгоценным материалам, металлам и сплавам, порядок их учета; к вторичному сырью и отходам
промышленного производства.
В подкатегории «Упаковка» указывают: правила подготовки продукции к упаковыванию (включая демонтаж, консервацию) с указанием применяемых средств; потребительскую транспортную тару, в том числе многооборотную тару, вспо-
могательные материалы, применяемые при упаковывании, а также требования технической этикетки (для товаров народного потребления); количество продукции в единице потребительской упаковки и транспортной тары; способы упаковывания продукции в зависимости от условий транспортирования (в таре, без тары и т.п.); порядок размещения и способ укладывания продукции; перечень документов, вкладываемых в тару при упаковывании, и способ их упаковывания.
В подкатегории «Маркировка» устанавливают следующие требования к маркировке продукции, в том числе к транспортной маркировке: место маркировки (непосредственно на продукции, на ярлыках, этикетках, на таре и др.); содержание маркировки; способ нанесения маркировки. На продукцию, для обеспечения безопасности которой для жизни и здоровья людей при ее применении необходимо выполнять определенные условия, в этой подкатегории излагают требования о содержании в маркировке следующих указаний: условиях применения и мерах предосторожности при транспортировании, хранении и употреблении; безопасности (пожаро- и взрывобезопасность и др.); сроках периодического осмотра, контроля, переконсервации и др.
Во 2-й категории СЛЬ8-проекта «Требования безопасности» устанавливают требования, которые должны содержать все виды допустимой опасности и устанавливаться таким образом, чтобы обеспечивалась безопасность продукции в течение срока ее службы (годности).
В 3-ю категорию "Требования охраны окружающей среды" включают показатели и нормы, определяющие требования по допустимым (по уровню и времени) химическим, механическим, радиационным, электромагнитным, термическим и биологическим воздействиям на окружающую среду; требования по устойчивости загрязняющих, ядовитых веществ в объектах окружающей среды (водная среда, атмосферный воздух, почва, недра, флора, ионосфера и т.д.); требования при утилизации и к местам захоронения опасной продукции и отходов и т.д.
В 4-й категории «Правила приемки» указывают порядок контроля продукции, порядок и условия предъявления и приемки продукции органами технического контроля предприятия-изготовителя и потребителем (заказчиком), размер предъявляемых партий, необходимость и время выдержки продукции до начала приемки, сопроводительную предъявительскую документацию, а также порядок оформления результатов приемки.
В 5-й категории СЛЬ8-проекта «Методы контроля» устанавливают приемы, способы, режимы контроля (испытаний, измерений, анализа) параметров, норм, требований и характеристик продукции, необходимость контроля которых предусмотрена в категории «Правила приемки». Для каждого метода контроля (испытаний, измерений, анализа), в зависимости от специфики проведения, должны быть установлены: методы отбора проб
(образцов); оборудование, материалы и реактивы и др.; подготовка к контролю (испытанию, измерению, анализу); проведение контроля (испытания, измерения, анализа); обработка результатов.
В 6-й категории «Транспортирование и хранение» правила хранения продукции излагают в следующей последовательности: место хранения; условия хранения; условия складирования; специальные правила и сроки хранения (при необходимости). В 7-й категории СЛЬ8-проекта «Указания по эксплуатации» приводят указания по установке, монтажу и применению продукции на месте ее эксплуатации (применения); требования к условиям охлаждения с указанием, при необходимости, критериев и методов контроля; возможность работы в других средах; особые условия эксплуатации и др. В последней 8-й категории СЛЬ8-проекта «Гарантии изготовителя» устанавливают права и обязанности изготовителя по гарантиям в соответствии с действующим законодательством.
Для информационной поддержки 5-й категории технических условий (методы контроля) используется разработанная нами СЛЬ8-система компьютерного менеджмента качества (КМК-система) [10]. Система осуществляет ввод, обработку и хранение информации об основных элементах аналитического мониторинга: перечень объектов для контроля (классификатор веществ); сведения об используемых аналитических методах (включая предварительные этапы - отбор пробы и подготовка ее к анализу); сведения об эксплуатации используемых приборов; метрологическое обеспечение работы; блок нормативно-технической документации.
При создании 1-й очереди СЛЬ8-системы технических условий на ассортимент органических растворителей особой чистоты были разработаны две важнейшие для химиков-аналитиков информационные категории: «технические требования» (№1) и «методы контроля» (№5). Из категории «технические требования» в 1-й очереди системы разрабатывается только подсистема «основные параметры и характеристики».
2. Информационная модель категории «Технические требования»
При описании подкатегории СЛЬ8-проекта «основные параметры и характеристики» необходимо учитывать, что выбор показателей качества продукта обоснован анализом информации о показателях одноименного продукта из научнотехнической литературы, изучением вопроса об областях его применения, анализом результатов научно-исследовательских работ по технологии его получения. При этом изучается и анализируется информация о показателях качества продукции по каталогам зарубежных фирм, стандартам, а также информация об экономически обоснованных технических требованиях заказчика [11]. Правильно выбранные показатели качества, включаемые в технические условия, являются гарантией выпуска промышленностью высококачественных реактивов и особо чистых веществ.
На базе многолетних исследований аналитических подразделений ОАО «Экос-1» и Научного центра «Малотоннажная химия» нами проведена разработка СЛЬ8-системы по аналитическим методам и приборам [12], в которой определяются по сходным методикам массовая доля основного вещества и три основные группы микропримесей: катионы металлов (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой), анионы (ионная хроматография), микрочастицы (лазерная дифракция).
В разработанном на основе этих работ СЛЬ8-проекте технических условий на органические растворители особой чистоты используются 5 групп показателей качества: основное вещество, катионы металлов, анионы, взвешенные частицы и дополнительные показатели (содержание воды, нелетучий остаток и некоторые другие показатели, определяемые для небольшого числа растворителей). Каждому показателю качества соответствует соответствующая категория СЛЬ8-проекта (рис. 2).
I^ Органические растворители - РБМ
ВИВ
Файл Правка Вид Настройки ?
Навигатор
* '
Е1 Н Категории
В' 1Й Технические условия щ- Щ 0. Вводная часть 0-д 1. Технические условия
Ё1'”И Основные параметры и характеристик ЕВ Й 111 Основное вещество
|+| В 1.1.3 Анионы Й"И 1.1.4 Взвешенные частицы Й"В 1-1Дополнительные показатели Щ- |Ц] 1.2 Требования к сырью |Ф] -Ц| 1.3 Комплектность Й-Н 1.4 Упаковка |Ф]-0 1.5 Упаковка [+]■■ О] 2. Требования безопасности
Готово
^1 2-Хлорэтанол ос.ч 9-5 - Microsoft Word
Правка Вид Вставка Формат Сервис Таблица Окно Справка
Введите вопрос
ТУ 2632-122-44453179-08 с.Й Таблица
№ Наименование показателей Норма Результаты ис следов ания
1 Внешний вид Бесцветная прозрачная жидкость п. 1
2 М.д. основного вещества (этиленхлоргидрина), %, не менее 99,8 п.2
3 М. д. воды, %, не более 0,05 п.З
4 М.д. кислот £в пересчете на соляную кислоту), %, не более 0,005 п.4
5 М.д. нелетучего остатка, %, не более 0,0005 п.5
6 М.д. примесей металлов, %, не более: п.6
Алюминий (А1) 1-Ю-6
Барий (Ва) 1-ю-*
Железо (Ре) мо-6
Кальций (Са) 1-Ю-6
Марганец (Мп) 1-ю-*
Медь (Си) 1-Ю-6
Никель (№) 1-ю-*
Хром (Сг) мо-6
Цинк (2п) 1-Ю-6
ы
1.3. Требования к сырью
_ _ _ а
Применяемое сырье — этиленхлоргидрин технический по ТУ 6-01-057587-58-94 I сорта.
“0:1Ч<1 Н
а
Рис. 2 - СЛЬ8-проект технических условий по категории «Технические требования» -
«Основные параметры и характеристики» (а - таблица требований на примере 2-хлорэтанола ос.ч 9-5)
При создании подсистемы технических требований по подкатегории «основные параметры и характеристики» мы учитываем, что допустимое содержание примесей в веществах особой чистоты может изменяться в широких пределах. Это зависит от области применения вещества, от сложности технологии его получения и трудоемкости анализа [3].
Особо чистые органические растворители со строго выдержанным количественным и качественным составом примесей наиболее широко применяются в наиболее перспективных отраслях промышленности. Допустимый уровень концентрации лимитируемых примесей во многих веществах особой чистоты оценивается в настоящее время величиной 10-6 - 10-8 %.
Практически химически чистым считают вещество наивысшей возможной степени очистки на данном уровне развития науки и техники. При этом для некоторых органических растворителей необходимо учитывать наличие взвешенных частиц, так как даже разбавленный раствор взвешенных частиц с линейными размерами меньше 1 мкм может внести заметный вклад в суммарную концентрацию
примесей или привести к дефектам структуры обрабатываемых поверхностей, в связи с чем в данного рода веществах должно лимитироваться содержание взвешенных частиц. Всем пяти показателям качества (категория № 1) соответствуют свои специфические методы контроля. Они рассматриваются в 5-й категории СЛЬ8-проекта технических условий -«Методы контроля».
3. Информационная модель категории «Методы контроля»
В категории «Методы контроля» (рис. 3) устанавливают приемы, способы, режимы контроля показателей качества продукции на соответствие установленным нормам, требованиям и характеристикам продукции, необходимость контроля которых предусмотрена в 4-й информационной категории «Правила приемки». Для каждого метода контроля (испытаний, измерений, анализа), в зависимости от специфики проведения, вводится в систему следующая информация: методы отбора проб (образцов); оборудование, материалы и реактивы и др.; подготовка к контролю; проведение контроля; обра-
ботка результатов [8].
Органические растворители - PSM
І і— 'J7- и
Навигатор
Файл Правка Вид Настройки
0- Щ] Категории
В В Технические условия 0. Вводная часть ЙИ 1'Технические требования [+]■ В 2. Требования безопасности |5 3. Требования охраны среды
|5 Щ 4. Правила приемки
в- а
Й"Н 1.0сновное вещество й-э 2- Катионы металлов Й Н 3. Анионы Й В 4. Взвешенные частицы Й В 5. Дополнительные показатели Й'В Транспортирование и хранение |5 ^ 7. Указания эксплуатации |5 8. Гарантия изготовителя
Г отово
ш*Ы>\
» р эта но л - Microsoft Word
-ИШЬ»
Правка Вид Вставка Формат Сервис Таблица Окно Справка
ЭКОС.1
^ 1ЧМЫЗ№0ДСТ«0 P09KTVIV0V Ш
ЗАО-ЭКОС-1
Юриаи-лский сицхгс: 119607. г. Москва. » с: (495) 964-Эв-вв. S&i--9ß-f
Аттестат аккреднтацин не лытательна н лабораторнії № РОС CJOOOl .2 2ХИН4 действительно да 02.09-2015 г.
Протокол испытаний 235/1 Наименование ттродутгга: 2-Хлторэханолт Марка: ос.ч 9-5 Получено от: ООО «QTK»
•а: 30.03.2012 г. і. л аб оратории _______H.A. Єпедїшг:
ЬЛ.Ш. в а I [=1 I :s Е0 f< I Стр. 1 Разд 1
манова Л. В.
_Давыдова С.ЪЛ
-
На 5,5см Ст 5
і ш
русский(Ро
а
Рис. 3 - СЛЬ8-проект технических условий по категории «Методы контроля» (а - протокол испытаний)
Основными методами определения первой группы показателей качества - содержания основного вещества в органических растворителях являются: газовая хроматография, хромато-масс-
спектрометрия, высокоэффективная жидкостная хроматография [11]. Для анализа основного вещества в органических растворителях нами используется метод газовой хроматографии. Значительный эффект для данного анализа может быть достигнут наложением результатов при использовании возможности регистрации примесей на различных детекторах. На детекторе - катарометре (детекторе по теплопроводности) определяется примесь воды (подтверждается титрованием по методу К.Фишера). На пламенно-ионизационном детекторе (ПИД) - массовая доля основного вещества и близких по природе примесей. На детекторе с электронным захватом (ЭЗД) - определения галогенорганических примесей (органический хлор). На пламенно-
фотометрическом детекторе (ПФД) - определения примесей содержащих в молекуле фосфор и серу. Фотоионизационный детектор (ФИД) - подтверждает результаты анализа на ПИД и позволяет дополнительно выделить примеси ароматических соединений.
Для управления большими объемами информации по аналитическому оборудованию, применяемому при определении содержания основного вещества и других показателей качества, нами на основании концепции CALS была разработана база данных аналитических приборов [12]. Для каждого из указанных методов определения основного вещества в базу занесены соответствующие приборы,
сгруппированные по странам-производителям и фирмам-разработчикам (рис. 4).
По рассмотренному нами подуровню газовой хроматографии для определения основного вещества в базу занесены 15 приборов 10 фирм-разработчиков. Все приборы в базе данных газовых хроматографов разбиты по подкатегориям «Страна производитель/Фирма». Из всей совокупности разработчиков только 3 производителя предлагают серии приборов: Япония (Shimadzu) - GC2010, GC2014; Россия (Цвет) - Цвет-800,
«ЦВЕТАНАЛИТИК»; Россия (Кристалл) - Кристалл-2000, Кристалл-2000М, Кристалл 5000. Все остальные производители выпускают единичные марки газовых хроматографов: Корея, Acme-6100; США, Agilent 6850; США, Clarus 500; США, PerkinElmer AutoSystem XL; Россия, ГАЛС-311; Россия, Яуза-200; Россия, ЛГХ-3000. По каждому из рассматриваемых узлов в базу данных могут быть занесены дополнительные информационные подкатегории. Например, для важнейшего узла: «Детектор», - в газовой хроматографии занесены 5 основных типов детекторов (ПФД, ФИД и др.).
Нами широко используется хромато-масс-спектрометрический метод (рис. 4), применяемый при анализе органических веществ и определении следовых количеств веществ в объеме жидкости. Метод основан на комбинации двух самостоятельных методов - хроматографии и масс-спектрометрии. С помощью первого осуществляют разделение смеси на компоненты, с помощью второго - идентификацию и определение строения вещества, количественный анализ.
База данных аналитических приборов 1 - PSM
Файл Правка Вид Настройки ?
Г Jä Н
Навигатор
Свойство
Значение
В~
Категории
Наименование:
персональный компьютер, програмное с
Г отово
База данных аналитических приборов а і. Приборы. Основное вещество ЕЕ - И Высокоэффективная жидкостная хромат Е- В Г азовая хроматография - а Хромато-масс-спектроскопия В Россия
Хроматек Кристалл МС" Хроматек-Кристалл 5000" і»І| Основные узлы
а система введения е а вакуумная система а детектор а источник ионов а масс-анализатор
а!
И Adobe Photoshop CS3 Extended - [масс-сnewTp.jpg @ 200% (RGB/8)]
персональный компью'
т-Щ США
Япония
ЕЁ--В 2. Приборы. Катионы металлов
ЕЁ--В 3. Приборы. Анионы
ЕЁ-Н 4. Приборы. Взвешанные частицы
а
рование Изображение Слон Выделение Фильтр Анализ Просмотр Окно Справка
I Растушевка: | с пике | □ Сгл-аживание I Стили [нормальный [у] Ширим: | ~| Высота: |
□> РА Ч/. //. 4. Ж а о 6.*.
4.Т
а/ оч і
1D0-
Е0
20
І"........... "l'i'i1
30 D 50
I 1 і' і І І '
70 ЗО
■ті..............
100 110
120
128
■І
ТТТ1
130 MO
а
І
Рис. 4 - База данных аналитических приборов.
Категории - основное вещество - хромато-масс-спектроскопия (а - масс-спектр н-нонана)
Все приборы в базе данных хромато-масс-спектрометров для определения основного вещества, также разбиты по подкатегориям и в базу занесены 10 приборов 7 фирм-разработчиков. Из всей совокупности разработчиков только 2 производителя предлагают серии приборов: Япония (Shimadzu) -QP2010S, GCMS-QP2010; Россия (Кристалл) - Хро-матэк-Кристалл 5000» с масс-спектрометрическим детектором (МСД) DSQII, Хроматэк-Кристалл МС. Все остальные 5 из рассматриваемых основных приборов производятся в США различными фирмами: Thermo Scientific «DFS», TSQ QUANTUM XLS™, ITQ™, ISQ™, FINNIGAN FOCUS DSQ. На примере российской фирмы-разработчика «Кристалл» показано, что в базе рассматриваются 2 хромато-масс-спектрометра и представлена типовая выходная документация, а именно масс-спектр н-нонана (рис. 4а).
При кажущемся разнообразии требований к реактивам по перечню анализируемых примесей и их точности (от качественных испытаний до определения точности содержания с жесткими требованиями к статистической обработке результатов) вполне возможно не только выделение основных групп методов аналитического контроля (катионы металлов методом ISP-MC, газожидкостной хроматографии, жидкостной хроматографии, ионная хроматография, лазерной дифракции), но и их сочетание. Это позволяет судить о формах состояния примесей, что имеет большое значение для разработки технологии глубокой очистки. Примером может служить сочетание методов газожидкостной хроматографии с использованием различных неподвижных жидких фаз и способов детектирования (опре-
деление воды, органических примесей, хлороргани-ческих примесей, хлор, фосфор и серу содержащих примесей) с методами элементного анализа и определение микропримесей элементов с 18Р-МС. Сочетание методов ионной и жидкостной хроматографии, газожидкостной хроматографии с химическими методами определения примесей соединений и элементов (фенола, фурфурола, альдегидов и др.). В результате, возможно, что при всем разнообразии требований и методов, создать единый системный подход к анализу любого химического реактива и особо чистого вещества, создав набор стандартизованных аналитических методик. Кроме того надо учитывать, что анализируемые вещества часто являются примесями в других продуктах и наложение методов их анализа может дать важные результаты: возможность оптимизировать приборное время, облегчить интерпретацию результатов анализа и др.
В современной наукоемкой промышленности требуются особо чистые органические растворители с содержанием катионов металлов и анионов на уровне 10-6-10-8 % масс. Присутствие примесей выше этого уровня приводит к снижению качества изделий для микроэлектроники, волоконной оптики и др.
В подкатегориях СЛЬ8-проекта «Катионы металлов» и «Анионы» разделяется определение примесей по методам их анализа [13]. Основными методами анализа микропримесей являются: атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС), атомноэмиссионная спектрометрия с индуктивносвязанной плазмой (АЭС-ИСП) и масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП). Все эти методы относятся к разновид-
ности масс-спектрометрии, отличающейся высокой чувствительностью и способностью определять примеси металлов (и некоторых неметаллов) в концентрациях до 10-10 % масс.
Кроме того в CALS-проект занесены подкатегории «Взвешенные частицы» и «Дополнительные показатели», характеризующие наличие примесей в органических растворителях без разделения их на катионы и анионы. Взвешенные частицы определяют методом лазерной дифракции, а дополнительные показатели - различными физико-химическими методами [13].
Применение концепции CALS при аналитическом мониторинге позволяет существенно сократить время аналитических исследований и повысить качество (достоверность) проводимых работ. С помощью выбранной информационной технологии создается эффективная система контроля качества продукции, соответствующая международным стандартам.
Литература
1. Bessarabov, A. M. Development of information CALS-technologies in the industry of chemical reagents and highpure substances / A. M. Bessarabov, O. A. Zhdanovich, A. M. Yaroshenko, G. E. Zaikov // Journal of the Balkan Tribo-logical Association. - 2005. - Vol. 11, № 3. - P. 429-437.
2. Saaksvuori, A. Product Lifecycle Management / A. Saaks-vuori, A. Immonen. 3rd edition. - Springer, 2010. - 257 p.
3. Давыдов, Ю. В. CALS-технологии - основа качества при производстве наукоемких изделий / Ю. В. Давыдов // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2005. - №4. - С. 3-6.
4. Бессарабов, А. М. CALS-моделирование процесса сушки (золь-гель перехода) высоковязких экстрактов лекарственного сырья / А. М. Бессарабов, Р. М. Малышев, А. Ю.Демьянюк, В. Н.Малиновский, В. Е. Бом-штейн // Химическая промышленность сегодня. - 2003.
- №12. - С. 23-30.
5. Бессарабов, А. М. CALS-технология плазменнокриогенного синтеза нанодисперсного кремния / А. М.
Бессарабов, М. Я. Иванов, А. В. Квасюк // Российские нанотехнологии. - 2012. - Т. 7, № 1-2. - С. 20-23.
6. Bessarabov, A. Utilization of waste for large-capacity productions of phosphorus-containing products based on the system analysis methods / А. Bessarabov, I. Bulatov, A. Kvasyuk, A. Kochetygov // Clean Technologies and Environmental Policy. - 2010. - Vol. 12, № 6. - P. 601611.
7. Бессарабов, А. М. Разработка компьютерных систем для поддержания оптимального состояния муниципальной автодорожной инфраструктуры / А. М. Бессарабов, А. Н. Глушко, Т. И. Степанова, А. В. Лобанова, Г. Е. Заиков, О. В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - № 10. - С. 293-299.
8. Лобанова, А. В. Информационные CALS-системы конструкторской и технологической документации в производстве химических реактивов и особо чистых веществ / А. В. Лобанова, А. В. Квасюк, К. К. Булатицкий, А. М. Бессарабов // Сб. научных трудов «Успехи в химии и химической технологии»: РХТУ им. Д.И. Менделеева. Москва. - 2010. - Т. XXV, № 1. - С. 87-89.
9. ГОСТ 2.114-95 «Единая система конструкторской документации. Технические условия», М.: Стандарты. 2003.
10. Бессарабов, А. М. Компьютерный менеджмент качества особо чистых веществ на основе концепции CALS (ISO-10303 STEP) / А. М. Бессарабов, А. А. Алякин, Е. А. Айвазян, О. А. Жданович // Приборы (и автоматизация). - 2005.
- № 12. - С.26-36.
11. Девятых, Г. Г. Выставка-коллекция веществ особой чистоты. / Г. Г. Девятых, Ю. А. Карпов, Л. И. Осипова. -М.: Наука, 2003. - 236 с.
12. Бессарабов, А. М. Разработка базы данных аналитических приборов для CALS-системы компьютерного менеджмента качества химических реактивов и особо чистых веществ / А. М. Бессарабов, Л. В. Трынкина, В. Е. Трохин, А. Г. Вендило // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2011. - № 11. - С. 45-56.
13. Девятых, Г. Г. Современное состояние получения высокочистых веществ / Г. Г. Девятых, М. Ф. Чурбанов // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. - 1984. - Т. 29, № 6. - С. 614.
© А. М. Бессарабов - д-р тех. наук, проф., заместитель директора по науке, Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ); Л. В. Трынкина - зав. лаб., Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ); В. Е. Трохин - канд. хим. наук, директор, Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ); А. Г. Вендило - канд. хим. наук, доцент, генеральный директор, Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ); О. В. Стоянов - д-р тех. наук, проф., зав. кафедрой, Казанский национальный исследовательский технологический университет, [email protected].
