50 Tahun Pelatihan Analisis Proses: 5 Pelajaran Kunci yang Terungkap

5 Pengungkapan Paling Umum yang Dialami dalam Pelatihan Sistem Analisis Proses

Tony Waters, Ahli Sistem Pengecambahan, Instruktur

Sistem pengecambahan analisis proses adalah salah satu sistem paling menantang di pabrik Anda. Tidak hanya sulit untuk dirancang, tetapi juga sulit untuk dioperasikan dengan akurat. Jika Anda melakukan satu penyesuaian kecil di sini, Anda mungkin finally harus melakukan penyesuaian besar di tempat lain. Tidak heran Swagelok mendapatkan banyak pertanyaan yang baik dan peserta yang sangat perhatian selama kursi pelatihan sistem pengecambahan analisis proses (PASS) kami. Selama 50 tahun terakhir saya mengajar, saya telah mengamati peserta mengalami banyak momen epifani. Berikut ini lima momen "aha" terbaik dari peserta pelatihan sistem analisis proses saya selama bertahun-tahun:

"Penundaan Waktu Sering Lebih Lama dari yang Saya Harapkan"

Sebagian besar peserta tidak mempertimbangkan pentingnya mengatasi penundaan waktu dalam sistem instrumentasi analitik dan sering terkejut seberapa lambat beberapa pengukuran analyzer diterima. Standar industri adalah sekitar satu menit untuk waktu respons—dari mengambil sampel hingga mendapatkan pembacaan. Rentang waktu pendek ini memberikan pembacaan hampir real-time dari kondisi proses, memungkinkan Anda untuk melakukan penyesuaian segera dan meminimalkan pemborosan produk.

Namun, dalam beberapa kasus, waktu untuk mendapatkan pembacaan dapat sangat lama—bahkan ketika analyzer dipasang hanya beberapa kaki dari tap proses. Penundaan ini menjadi masalah ketika mereka melebihi harapan perancang sistem pengecambahan. Estimasi yang tidak akurat atau asumsi yang salah tentang penundaan waktu dapat mengakibatkan kontrol proses yang tidak memadai.

Saat satu-satunya cara untuk mengurangi penundaan waktu adalah dengan menyesuaikan desain sistem Anda. Kami melakukan latihan praktis dalam kursi pelatihan sistem analisis proses kami di mana kita menghitung penundaan waktu dalam sistem pengecambahan yang umum. Dalam latihan ini, desain awal kami memiliki penundaan besar lebih dari lima jam. Namun setelah melakukan beberapa modifikasi sistem cepat, kami menurunkan penundaan tersebut ke standar industri satu menit. Peserta terkejut dengan proses ini dan kembali ke fasilitas mereka untuk melaksanakannya.

"Sampel Saya Mungkin Tidak Representatif terhadap Kondisi Proses"

Penundaan waktu adalah masalah yang sangat krusial untuk diperbaiki karena memengaruhi "representativitas" pembacaan sampel Anda. Dengan kata lain, itu mencerminkan seberapa representatif sampel terhadap fluida di garis proses pada saat Anda mendapatkan pembacaan analyzer Anda. Misalnya, sistem analisis proses dengan penundaan lima jam atau lebih. Jika pembacaan negatif terjadi, operator sistem akan memperbaiki masalah kualitas dan percaya masalah telah teratasi. Namun, operator mungkin tidak sadar bahwa pembacaan tertunda lebih dari lima jam. Selama waktu itu, banyak produk yang kurang memenuhi spesifikasi telah melalui sistem dan mungkin sudah dikirim ke pelanggan.

Bahkan saat Anda mengambil sampel yang tepat dan membatasi penundaan waktu, sampel mungkin tetap tidak representatif karena desain sistem pengecambahan Anda. Misalnya, deadlegs atau ruang kosong dalam sistem analisis proses dapat menangkap sampel lama yang dapat bocor ke dalam sampel baru, menciptakan sampel campuran yang tidak benar terhadap kondisi proses real-time.

Sampel Anda juga dapat tercemari karena kebocoran—bukan kebocoran dari sistem pengecambahan itu sendiri, tetapi kebocoran ke dalam sistem dari udara sekitar. Misalnya, oksigen dapat bocor ke dalam sistem yang berisi nitrogen 100 persen pada 100 psia karena tekanan parsial oksigen di luar sistem lebih besar dari tekanan parsialnya di dalam sistem. Jenis kebocoran ini dapat diatasi dengan meningkatkan tekanan parsial sistem pengecambahan untuk menghindari kontaminasi udara sekitar yang tidak disengajikan.

"Saya Perlu Lebih Memperhatikan Coalescer Saya"

Dalam pelatihan kondisi sampel, sebagian besar peserta menganggap coalescer adalah perangkat yang digunakan untuk memisahkan dan menghapus cairan dari sampel gas. Sementara ini sebagian benar, kepercayaan ini hanya akurat untuk cairan yang terselesaikan dalam bentuk aerosol. Aerosol hadir dalam banyak sampel gas karena perangkat percepat seperti cyclone atau pemisah gravitasi tidak dapat memisahkan tetes cairan. Coalescer yang dipasang dalam sistem pengecambahan memungkinkan tetes kecil untuk berkumpul dan menggabungkan menjadi tetes besar yang lebih mudah dipisahkan oleh gravitasi.

Peserta terkejut mengetahui bahwa dua kondisi biasanya akan membuat coalescer tidak efektif. Pertama, cairan bebas (yaitu, cairan yang bukan aerosol) akan mengalir langsung melalui coalescer dengan hampir tidak ada pemisahan karena ukuran besar tetes cairan. Kedua, ketika laju aliran melalui coalescer terlalu tinggi, tetes aerosol halus akan diendorong melewati elemen coalescer dan tidak akan dihapus dari jalur aliran. Kedua skenario ini meningkatkan potensi tetes aerosol mencapai analyzer dan mengurangi keandalan pembacaan Anda—membuat coalescer tidak berguna.

"Menguapkan Cairan Dapat Menjadi Masalah"

Banyak peserta mengira menguapkan sampel cair mudah—namun banyak yang bisa salah. Tujuannya adalah mengubah cairan menjadi status uap secepatnya dengan menurunkan tekanan cairan dengan cepat. Namun, alih-alih mengubah seluruh sampel menjadi uap, Anda secara tidak disengajikan dapat menciptakan sampel fraksinasi melalui kombinasi penguapan dan evaporasi. Setelah sampel fraksinasi, ia tidak lagi cocok untuk analisis.

Dalam skenario tersebut, molekul gas ringan menguap pertama kali dan bergerak ke arah hilir ke analyzer, sementara molekul yang lebih berat tetap berada di fase cair. Akibatnya, sampel yang mencapai analyzer tidak lagi secara akurat mewakili produk yang diambil dari garis proses. Dengan memahami apa yang terjadi selama penguapan dan mempelajari lebih lanjut tentang mengelola penguapan dalam sistem analitis, Anda dapat mencegah hal ini terjadi di masa depan.

"Kondensasi Dapat Menjadi Menantang—tetapi Memperbaikinya Mudah"

Kondensasi adalah masalah paling umum yang dialami dengan sampel gas. Peserta terkejut mengetahui secepat gas mendingin (dan seberapa lambat cairan melakukannya). Namun, mereka juga senang mengetahui mudah untuk memprediksi kapan kondensasi akan terjadi dan suhu yang diperlukan untuk menghentinya.

Pertimbangkan sistem yang menekan tekanan sampel gas di stasiun lapangan, yang harus terletak sedekat mungkin dari tap. Ingat, hampir semua gas kehilangan panas selama penurunan tekanan (fenomena yang dikenal sebagai efek Joule-Thomson). Jika penurunan tekanan Anda sangat kecil, Anda mungkin dapat menggunakan regulator tekanan sederhana tanpa khawatir akan menghasilkan kondensasi. Namun, penurunan tekanan gas yang signifikan akan menyebabkan kondensasi karena kehilangan panas yang signifikan. Hal ini lebih mungkin terjadi ketika gas mendekati suhu titik embunnya.

Desain sistem pengecambahan analisis proses adalah perjalanan penemuan seumur hidup. Selalu ada sesuatu yang baru untuk ditemukan. Setelah 50 tahun pengalaman dengan sistem pengecambahan, saya masih belajar sendiri—dan bahkan mencapai momen "aha" milik saya sendiri dari waktu ke waktu. Pelatihan adalah kunci untuk meningkatkan keterampilan Anda dan menemukan apa yang masih harus Anda pelajari. Bahkan saat Anda berada di lapangan, Anda mungkin akan mengalami beberapa epifani milik Anda sendiri yang dapat menghasilkan pembacaan sistem analisis proses yang lebih akurat dan andal bagi semua orang.

Tentang Penulis

Tony Waters adalah ahli industri dan konsultan untuk Swagelok. Dengan lebih dari 50 tahun pengalaman dengan analisis proses dan sistem pengecambahannya, ia telah bekerja dalam peran teknik dan pemasaran untuk produsen analyzer, pengguna akhir, dan integrator sistem. Ia telah mendirikan tiga perusahaan untuk menyediakan layanan analisis khusus bagi industri proses dan merupakan ahli dalam aplikasi analisis proses di pabrik raffinasi dan pabrik kimia.