全自動凱氏定氮儀

(HGK-55)

驗評報告

一、儀器設備驗評工作概況

2024年12月至2025年10月，中國海關科學技術研究中心儀器設備驗評與認證平臺組織專家和實驗室對上海赫冠儀器有限公司生產全自動凱氏定氮儀(HGK-55)開展驗證與綜合評價工作。設備驗證流程包括：驗證方案制定、方案實施、數據匯總等內容。驗證實驗由中國海關科學技術研究中心技術裝備研究所組織實施完成，并編制本報告。

本次驗評的儀器設備由上海赫冠儀器有限公司提供，驗證內容包括基礎性能指標驗證、低氮含量樣品測定、一般氮含量樣品測定及高氮含量樣品測定等。驗評結論及數據詳見正文第二及第三部分。

本報告結果僅代表儀器企業送驗設備的實驗結果，相關驗

評結果可供相關人員參考。

二、儀器設備驗評結果匯總

三、驗評方案及實驗數據

儀器驗評個性化技術規范

全自動凱氏定氮儀(HGK-55)驗證方案

本規范適用于國產全自動凱氏定氮儀性能指標驗證及評價工作。驗證實驗室由驗證單位指定，被驗證單位有配合實驗室驗證的義務。

(一)驗證要求

確認儀器在以下條件下按照本規范進行驗證。

1、環境條件

1.1工作環境溫度：

15℃~25℃;工作環境相對濕度：20%~80%。

1.2供電電源：

AC 220V±10%,頻率50Hz±2%。

1.3室內環境：

避免接觸易燃、易爆和強腐蝕性氣體，工作臺無震動、強光直射、電磁干擾，有良好的通風環境，具有水溫在15℃以下、流量在3~5升/分鐘的自來水或制冷循環水機。

2、測試條件

2.1驗證用儀器儀表和玻璃器皿等：

均按有關規定，經計量單位檢定/校準合格并滿足量程和精度的要求。

2.2標準溶液與試劑：

按國家標準GB/T 33862-2017中要求，硫酸銨需優級純或以上。

2.3其他試劑和用水的等級和配制

要求均按國家標準GB/T 33862-2017中要求。

2.4儀器開機后：

自動排空管路氣泡、清洗，自動定標。約需10分鐘后完成，即可進行空白檢測，無需人工定標。

(二)基礎性能指標驗證

根據國家標準GB/T 33862-2017,本次針對檢測范圍、重復性、示值誤差三個技術指標對該儀器設備進行驗證。HGK-55自有指標：標準酸的使用范圍0.01~0.5 mol/L、4倍氮量重復性(包含交叉污染)、長時間間隔誤差。均是滿足：檢測范圍、重復性、示值誤差量化指標。氨氣蒸餾完提示、滴定在酸堿平衡點提示是判斷檢測過程是否正常的功能、質控圖幫助實驗室質量管理。

應相關要求，選用另一臺凱氏定氮儀開展參比試驗。該設備狀態正常可投入使用，但未進行專項調試校準，試驗結果僅供參考，不納入最終數據結論。

1、低氮含量樣品

此類樣品包含有土壤、污水、某些微量氮化工產品、紡織染料、含乳飲料等。

驗證的條件和方法：采用0.01mol/L標準酸，取0.8克(精確到0.0001)(實際稱取0.8017 g)(A)恒重硫酸銨，定重到160克(精確到0.0001)(實際稱取159.9994 g)(B),氮含量在1000mg/kg左右。標液氮含量為：21.19*A/B*10000(mg/kg)

(實際濃度1062 mg/kg或0.1062%)。配制40%堿、2%硼酸、顯色劑根據儀器說明書要求溶在硼酸內，加堿15mL、稀釋液15mL、蒸餾4.5分鐘、蒸餾功率100%。空白穩定后蒸餾樣品(空白極差應小于0.08mL,取平均值。驗證儀器穩定性)。

驗證的內容：

采用硫酸銨溶液對重復性、示值誤差、4倍氮量(包含交叉污染)、長時間間隔等指標進行驗證。此外，實際樣品使用土壤質控品，檢測條件：8mL硫酸消化、稀釋液35 mL、堿4 0mL、蒸餾4.5分鐘、蒸餾功率100%,作為實際樣品對儀器進行應用技術指標的驗證。驗證結果見表1。

表1低氮含量樣品驗證數據

2、一般氮含量樣品

此類樣品包含有大多數食品、飼料、部分化工產品、煤炭等。

驗證條件和方法：

采用0.1mol/L標準酸，取8克(精確到0.0001克)(實際稱量8.0108 g)(A)

恒重硫酸銨，定重到160克(精確到0.0001)(實際稱量160.0109 g)(B),氮含量在1%左右。標液氮含量為：21.19*A/B%(克/克)(實際含量1.061%)。配制40%堿，2%硼酸、顯色劑根據儀器說明書要求溶在硼酸內、加堿15mL、加稀釋液15mL、蒸餾5分鐘、蒸餾功率100%,空白穩定后蒸餾樣品。

驗證的內容：

采用硫酸銨溶液對重復性、示值誤差、4倍氮量(包含交叉污染)、長時間間隔誤差等指標進行驗證。另外，按照國家標準GB 5009.5-2016,用牛奶、奶粉質控樣品作為實際樣品對儀器進行應用技術指標的驗證。

條件：8mL硫酸消化、稀釋液35mL、堿4 0mL、蒸餾5分鐘、蒸餾功率100%。驗證結果見表2。

表2一般氮含量樣品驗證數據

3、高氮含量樣品

此類樣品包含有大多數化工產品，如尿素、化肥、硫酸銨、氯化銨、硝酸鹽、硝酸棉等，食品，如純蛋白粉、純膠原蛋白等。

驗證條件和方法：

采用0.5 mol/L標準酸，取恒重硫酸銨作為驗證品。標樣氮含量為：21.19%。配制40%堿，2%硼酸、顯色劑根據儀器說明書要求溶在硼酸內、加堿15mL、加稀釋液2 5mL、蒸餾8分鐘、蒸餾功率100%,空白穩定后蒸餾樣品。

驗證的內容：

采用硫酸銨對重復性、示值誤差、4倍氮量(包含交叉污染)、長時間間隔誤差等指標進行驗證，觀察氨氣是否蒸餾完、滴定是否在平衡點。另外，按國家標準GB/T 22923-2008,采用尿素作為實際樣品，樣品前處理按GB/T22923-2008要求，對儀器進行應用技術指標的驗證。條件：8mL硫酸消化、稀釋液35mL、堿40mL、蒸餾8分鐘、蒸餾功率100%。驗證結果見表3。

表3高氮含量樣品驗證數據

4、附圖

蒸餾滴定圖、質控圖。

圖1中顯示的是樣品滴定圖，蒸餾時間為5分鐘，消耗標準酸體積15.168 mL,氮含量為1061 mg/kg(表1內第10號樣品),圖中上半部為反應杯內吸收液pH值性曲線(上酸下堿),下半部為滴定柱狀圖：X軸---時間(秒),Y軸---滴定體積。柱狀高度代表每秒滴定體積。

圖1表明：

1)開始硼酸呈酸性，氨氣進入反應杯(呈較強堿性),全速滴定，柱狀線最長且沒有間隙，硼酸銨被酸大量中和。

2)滴定曲線接近酸堿平衡線或在平衡線附近震蕩，說明氨氣進入很少，單位時間滴定變小且有間隔時間，至蒸餾結束前幾乎無滴定發生。

3)當持續無滴定出現時，說明氨氣已完蒸餾，酸堿曲線在平衡點，滴定結果準確。

4)有少量滴定，此刻為蒸餾結束前儀器自動清洗管路，清洗出少量殘留進入反應杯。假設最后沒有清洗那么就會污染下個樣品，增加交叉污染，且殘留液的具體量無法準確判定。

圖1(表1內10號樣品)

圖2為質控圖，圖中X軸--日期，Y軸--測量值，1.0610為靶值，1.0710為上偏差值，1.0510為下偏差值，滴定值在上下偏差范圍內時顯示為綠色圓點，超過上下偏差時顯示為紅色圓點，若有不同日期的滴定值，會在圖中依次畫點，形成點狀質控圖，可直觀了解質控品是否在容許范圍內，質控圖可以隨意調出任何時間段。

圖2質控圖

6、記錄不同標準酸最小滴定體積。(儀器具有自動調整最小滴定體積功能)

6.1表1中使用的標準酸濃度約為0.01 mol/L,儀器最小滴定體積為19-20uL。

6.2表2中使用的標準酸濃度約為0.1mol/L,儀器最小滴定體積為6-7uL。

6.3表3中使用的標準酸濃度約為0.5 mol/L,儀器最小滴定體積為1-2uL。注：不同濃度標準酸，儀器自動計算最小滴定體積。

7、確保正常蒸餾量和滴定量不會溢出。

標準儀器反應杯(硼酸、蒸餾液、標準酸)容積在450mL,蒸餾體積在25-30mL/分鐘，蒸餾時間8分鐘、測定210mg氮消耗37.5mL濃度為0.4mol/L標準酸、消耗80 mL硼酸。總計反應杯內體積為30x8+37.5+80=357.5mL。

保證蒸餾時間和標準酸滴定后，反應杯有50mL左右體積的安全余量(其余5 0mL留量留給攪拌液體波動)將不會出現溢出問題。若標準酸濃度選擇不當，滴定體積過大，則可能存在滴定液溢出的風險。儀器設有標準酸滴定體積60mL限制(若標準酸加入體積過大，會導致其與空白檢測時反應杯內的體積差異顯著,進而對檢測數據的準確性產生差異),若滴定體積超過60 mL,儀器將自動排出蒸餾液，檢測失敗。出現此現象說明使用標準酸濃度選擇不當，造成滴定劑消耗體積差異太大，數據誤差增大，需重新進行檢測。

表3中蒸餾時間最長，為8分鐘，消耗滴定體積不超過37.5mL,未見反應杯溢出。

8、儀器蒸餾滴定同時進行，一般在蒸餾結束后15秒內滴定完成。

從圖1中可以看到，儀器同步進行蒸餾與滴定操作，實時顯示滴定柱狀圖和滴定曲線，在蒸餾達到第3階段時樣品蒸餾已完，此時滴定曲線保持在平衡線，無超調，無滴定，在第4階段時儀器自動清洗管路，清洗出少量殘留，并滴定到平衡線。

9、開機儀器自動清洗、排空管路氣泡、自動定標，隨后即可開展空白樣品的蒸餾檢測。

開機能正常自動進行清洗、排空滴定管道氣體、自動校準。開機后直接檢測空白無需人工校準。

(三)應用技術指標驗證

選擇實際樣品對儀器進行應用技術指標的驗證，樣品選取的原則如下：低氮含量樣品選土壤樣品，一般氮含量樣品選擇牛奶、奶粉，高氮含量樣品選擇尿素、。

這三類實際樣品氮含量在0.66-210mg氮、包含氨態氮、酰態氮。滿足GB/T 33862-2017凱氏定氮儀國家標準的檢測范圍及不同氮形態。具體內容及結果見表1至表3。

(四)驗證儀器設備信息

記錄驗證所用儀器設備信息，包含但不限于以下內容：

1、儀器設備名稱、品牌、型號及儀器出廠編碼(序列號);

名稱：全自動凱氏定氮儀

品牌：赫冠

型號：HGK-55;

出廠編碼：55240208。

2、儀器設備故障及維修情況；

無

(五)其他說明

1、同氮量硫酸銨回收率合格，而實際樣品偏差顯著,可判定儀器狀態正常，差異源于樣品本身或前處理環節：基體不均、消化不完或方法參數不匹配。建議優先核查取樣代表性與消化終點顏色，再驗證升溫曲線及催化劑用量。

2、本實驗共設置3組，目的有兩層：

驗證HGK-55對GB/T 33862-2017規定的檢測范圍、重復性、示值誤差三項核心指標是否全部達標；

模擬實驗室常見場景——不同氮含量、不同時間跨度——考察儀器在“連續測定重復性"與“日間間斷重復性"兩種條件下的表現。

其中，日間間斷重復性因引入時間變量，要求顯著高于連續測試，更貼近日常檢驗的真實需求，也更能反映儀器長期穩定性。

3、長時間間隔引發的誤差，是顏色終點法全自動定氮儀的固有缺陷，極易導致結果偏離，甚至產生錯誤數據。該問題在批量或連續檢測中尤為突出，嚴重影響數據可靠性。實驗室應對該類問題引起更加警惕。

4、樣品交叉污染是實驗室很難的隱患之一，根源往往藏在儀器死角與流路設計。除了建立反向清洗、空白間隔等SOP,盡可能選用設計完善的設備；若設備已定型，則應通過實驗室間比對或批次插入空白基質，把污染水平量化、隔離，將風險壓到可接受區間。

5、四倍氮量線性是考察儀器一段范圍數據的一致性，與儀器非線性校正設計有關。結果偏離越小，說明其非線性校正算法(多點擬合、自適應系數或分段校正)越有效，可直接換算為日常不同含量樣品“無需分段稀釋、一次曲線通用"的便利度與準確度。

6、長時間間隔誤差、線性誤差、交叉污染等誤差，導致實驗室存在“單個樣品能準確檢測，批量樣品不能保證"的風險。凱氏定氮儀重復性指標在特定條件下并不能保證數據的一致性及準確性。

(六)HGK-55指標和功能技術指標：

1、儀器需要采用顏色法終點判斷，具有蒸餾和滴定同時進行，蒸餾結束滴定在15秒內判斷終點結束，開機自動定標，無需人工定標。

自動蒸餾、加液、滴定、計算、顯示和打印氮含量或蛋白質含量。

2、測定范圍：0.01-240 mg氮。

3、蒸餾速度：0~30 mL/分鐘，蒸餾時間：0-9分鐘/樣品。

4、泵滴定精度：RSD<0.0012μL/步(精度是表示觀測值與真值的接近程度)、

最小滴定體積：0.8-20μL/步，根據標準酸濃度自動調整。

5、樣品量：固體<5克、液體<15mL。

6、能使用濃度為0.01-0.5mol/L的標準酸。均能達到重復性、回收率、線性指標，滿足各類含量的樣品檢測。

7、重現性：RSD<0.4%(1-210mg氮);回收率：>99.5%(1-150 mg氮);

線性范圍：在相同樣品1-4倍樣品量范圍內，RSD<1.0%,(氮含量1-150 mg氮)。

8、長時間間隔檢測，數據沒有變化(0-8小時)。

9、試劑泵體積：0-150 mL,1mL/級。

10、延遲時間：0-3600s(檢測硝態氮)。

11、蒸餾功率在0-1500W,可調。

12、電源：AC220V±10%,頻率50-60Hz。

13、消化管尺寸：外徑*高度=42*300 mm,可選用650mL消化管。特色功能：

14、具有氨氣蒸餾的確定提示，如發現氨氣沒有蒸餾可以再次蒸餾和滴定，不會影響數據。能提示滴定是否過量，保障在平衡狀態下結束檢測。

15、樣品檢測中可以插入質控樣檢測，并可顯示質控圖。

16、蒸餾和滴定同時進行，蒸餾結束后即滴定結束。

17、滴定杯處于開放狀態，不受外界光線影響。

18、自動檢測：冷卻水水流、堿、硼酸、稀釋液、蒸餾水缺液提示和報警。

19、儀器具有語音提示和報警。

20、具有對安全門是否關閉實時檢測和提示功能。

21、自動清洗滴定杯。

22、手動、自動雙模式。打印顯示確定的氮或蛋白質。

23、自動加酸、堿、稀釋液、蒸餾、滴定、保存、打印出計算結果。

24、自動排除消化管和反應杯排廢液。

25、樣品數據20萬組或以上，保障5年的儲存量。(包含檢測數據和檢測條件、質控和質控圖)

26、儀器閑置時，冷凝水自動關閉，檢測時自動打開。

27、樣品數據和質控數據檢均可溯源調取，不能更改。

28、可以使用300mL和650mL消化管。

29、自動輸入天平數據(選配件，用戶自己配置電腦)。

圖3發明證書

四、驗評過程圖片

圖4驗評工作圖片

五、儀器簡介

HGK-55全自動凱氏定氮儀使用全新長壽命設計，32位微機智能控制，液晶彩色觸摸屏操作，中文菜單界面完成人機對話操作，自動完成加硼酸、加堿、加稀釋液、蒸餾、滴定、排廢液、存儲、打印等一系列過程。采用蒸餾滴定同時進行技術，終點判斷采用國際標準顏色法判斷，該儀器“氨氣是否蒸餾"的技術是行業技術突破，可以連接天平，天平數據自動輸入到儀器參數，檢測數據可以上云端，便于多人同時看數據和儀器檢測狀態。

產品適用范圍：

全自動凱氏定氮儀(蛋白質測定儀)是根據經典凱氏定氮原理而設計。廣泛應于檢測各類食品、飼料、土壌、化肥、制藥、農檢、化工產品、地礦污水等總氮、蛋白質的含量，凱氏定氮儀是國家檢測蛋白質和氮含量標準的檢測方法。

功能：

1.★蒸餾滴定同時進行并自動用圖譜形式顯示氨氣是否蒸餾、滴定是否等當量；

2.★具有檢測質控樣并顯示和分析儲存質控圖；

3.最小滴定體積0.8μL起，儀器根據標準酸濃度自動調整最小滴定體積；

4.消耗標準酸滴定體積范圍0mL-60mL,不受滴定管體積范圍的影響；5.具有各類安全門檢測、試劑液位檢測、自動排消化管和反應杯廢液、冷卻水水流水壓實時檢測、蒸餾杯自動預熱，儀器閑時自動關閉冷凝水的功能；

6.具有對反應杯的溫度實時檢測和控制功能；

7.可手動、自動雙模式操控，便于特殊樣品檢測；

8.可間隙式加堿，確保酸堿反應在可控狀態；

9.蒸餾功率可調：0-100%蒸餾功率無級可調，滿足用戶特殊檢測的要求。

10.儀器內部連接管路采用特定要求的管路，3年免更換。

11.各種試劑均采用無壓抽液液泵計量加液，以ml計量，安全準確。

12.自動添加堿，自動加酸，加稀釋液，自動存儲，自動打印計算結果，滴定和蒸餾同步進行。

13.標準酸濃度范圍：0.01-0.5 mol/L標準酸。

14.反應杯外置，不受外界光源的影響。

15.數據和檢測條件可溯源，具有審計追溯功能，可儲存無窮的數據，能滿足儀器有效壽命內數據儲存，USB接口同時也能自帶有線無線，WIF,可輸出數據。

16.質控數據顯示、貯存，并能顯示打印現在和歷史的質控圖。

17.可與實驗室LIMIS系統無縫鏈接。

附件氮含量檢測報告

附圖1奶粉氮含量檢測報告

附圖2尿素氮含量檢測報告

附圖3牛奶氮含量檢測報告

附圖4-1土壤中全氮質量控制物質

附圖4-2土壤中全氮質量控制物質標準物質證書

附圖4-3土壤中全氮質量控制物質標準物質證書

附圖4-4土壤樣品75a氮含量檢測報告

低氮含量樣品

附圖5低含氮量樣品檢測報告

附圖6低含氮量樣品滴定標準酸證書

一般氮含量樣品

附圖7一般氮含量樣品(硫酸銨檢測數據)

附圖8一般氮含量樣品檢測所用標準酸

高氮含量樣品

附圖9高氮含量樣品(硫酸銨檢測數據)