В основе поточной технологии химического анализа, используемого в лабораториях агрохимслужбы, лежат четыре основных принципа.
1. Весь технологический процесс химического анализа делится на части, каждая из которых выполняется только одним оператором. То есть, здесь используется принцип сборочного конвейера Форда. Например, операцию взвешивания навесок почвы выполняет один человек, дозирование экстрагента проводит другой оператор, третий оператор производит взбалтывание и фильтрование суспензии исходных проб и передает фильтрат следующему оператору и т.д. Таким образом, один человек выполняет только одну операцию и доводит ее до совершенства и автоматизма, резко повышая, тем самым, производительность труда и качество выполняемой работы.
2. Методики химического анализа должны быть технологичны для использования на конвейере (в потоке). Здесь можно привести аналогию с технологией изготовления сложной детали на заводе, где необходимо выпускать ее в массовом количестве. Оказалось, что большинство классических методик химического анализа непригодно для массового анализа в агрохимии. Необходимо было переработать их, и, при этом, надо было отступать от корректных приемов, принятых в классической аналитической химии, конечно, не в ущерб качеству анализа. Например, не доводить аликвоту какого либо раствора растворителем до метки в мерной колбе, а дозировать к ней сразу необходимый объём растворителя. Эта кропотливая работа была выполнена специалистами ООО «КИНЖ-АГРО».
3. Вместо химической посуды (химических стаканов, колб и т.д.), используемых обычно в отдельности, применяются технологические кассеты: аналитические емкости, жестко связанные в одном каркасе. В стандартной технологической кассете содержится десять емкостей (декадная кассета). В первые годы (конец 60-х годов прошлого века) при разработке оборудования 1-го поколения в качестве таких емкостей использовались простые майонезные банки. Все агрохимики хорошо знают такую кассету Клычникова, в свое время в больших количествах выпускавшуюся НПО «Агроприбор». До сих пор это оборудование можно встретить в лабораториях агрохимслужбы.
Использование майонезных банок в аналитической химии вызвало поначалу снисходительную усмешку классических химиков-аналитиков, но их применение полностью себя оправдало и ничуть не ухудшило качество анализа.
В настоящее время промышленность выпускает легкие и удобные технологические кассеты второго поколения различного типа с полиэтиленовыми емкостями (еще одно отступление от традиционно используемого стекла в аналитической химии). Технологическая кассета является транспортным «челноком» всего поточного анализа. Под нее конструируются автоматизированные весовые комплексы, центрифуги, десятипозиционные фильтровальные установки, одно- и десятипозиционные дозаторы, взбалтыватели, мешалки и другое оборудование. Таким образом, десятипозиционная кассета является важнейшим элементом поточной технологии химического анализа и заменяет по существу классическую химическую посуду в лаборатории.
4. Вместо классических мерных пипеток и бюреток применяются высокопроизводительные одно- или десятипозиционные дозаторы поршневого или объемного типа. Для того, чтобы обеспечить производительность аналитических работ, однопозиционный дозатор-отборник должен иметь полный цикл работы (отбор дозы, перенос ее в другую емкость и дозирование) не более 12 секунд. Десятипозиционный дозатор должен иметь цикл работы — 60 секунд. Работая в таких режимах, обеспечить точность дозирования, предписываемую классической аналитической химией, невозможно.
Однако, исследования, проведенные в ЦИНАО (ныне ВНИИА), показали, что такая точность дозирования при массовых анализах и не нужна.
Погрешность современных аналитических приборов при проведении, например, колориметрических, пламенно-фотометрических, или атомно-абсорбционных измерений редко бывает лучше, чем 5% (относительных). Погрешность анализа при использовании всей аналитической линии, обычно составляет около 10% (относительных). Поэтому нет смысла при таких допусках точности проведения анализа добиваться сверх точности дозирования. В принятых сегодня ГОСТ по методам анализа почв погрешность дозирования не должна быть более 1%. Это позволило создать современные дозирующие устройства, полностью отвечающие требованиям массового анализа и не ухудшающие его качества.
На указанных 4-х принципах были разработаны поточные технологии массовых анализов почв, кормов и растений и необходимое для их осуществления оборудование, выпускаемое отечественными производителями.