5 Pengungkapan Paling Umum yang Dialami dalam Pelatihan Sistem Penganalisis Proses:Retrospektif 50 Tahun

5 Penemuan Paling Umum yang Dialami dalam Pelatihan Sistem Penganalisis Proses

Tony Waters, Pakar Sistem Pengambilan Sampel, Instruktur

Sistem pengambilan sampel penganalisis proses adalah salah satu sistem yang paling menantang di pabrik Anda. Tidak hanya sulit untuk mendesain, tetapi juga sulit untuk dioperasikan secara akurat. Jika Anda membuat satu penyesuaian kecil di sini, Anda mungkin harus membuat penyesuaian besar di tempat lain. Tidak heran Swagelok mendapat begitu banyak pertanyaan bagus, dan peserta pelatihan yang penuh perhatian, selama kursus pelatihan sistem pengambilan sampel penganalisis proses (PASS) kami. Selama 50 tahun terakhir saya telah mengajar, saya telah mengamati siswa mengalami banyak pencerahan. Berikut adalah lima momen "aha" teratas dari peserta pelatihan sistem penganalisis proses saya selama bertahun-tahun:

"Waktu Tunda Seringkali Lebih Lama dari yang Saya Harapkan”

Sebagian besar peserta pelatihan tidak mempertimbangkan pentingnya mengatasi waktu tunda dalam sistem instrumentasi analitis dan sering kali terheran-heran dengan betapa terlambatnya beberapa pengukuran penganalisis diterima. Standar industri adalah sekitar satu menit untuk waktu respons—mulai dari pengambilan sampel hingga pembacaan. Kerangka waktu yang singkat ini menyediakan pembacaan kondisi proses yang hampir real-time, memungkinkan Anda melakukan penyesuaian segera dan meminimalkan produk yang terbuang.

Namun, dalam beberapa kasus, waktu untuk mendapatkan pembacaan bisa sangat lama—bahkan ketika penganalisis dipasang hanya beberapa meter dari keran proses. Penundaan ini menjadi masalah ketika melebihi harapan perancang sistem pengambilan sampel. Perkiraan yang tidak akurat atau asumsi yang salah tentang waktu tunda dapat mengakibatkan kontrol proses yang tidak memadai.

Satu-satunya cara untuk mengurangi waktu tunda adalah dengan menyesuaikan desain sistem Anda. Kami melakukan latihan praktis dalam kursus pelatihan sistem penganalisis proses kami di mana kami menghitung waktu tunda dalam sistem pengambilan sampel biasa. Dalam latihan, desain awal kami memiliki penundaan yang sangat besar lebih dari lima jam. Namun setelah melakukan beberapa modifikasi sistem secara cepat, kami menurunkan penundaan itu ke standar industri satu menit. Peserta pelatihan kagum dengan proses ini dan kembali ke fasilitas dan implementasi mereka sendiri.

"Sampel Saya Mungkin Tidak Mewakili Kondisi Proses"

Penundaan waktu adalah masalah yang sangat penting untuk dikoreksi karena mempengaruhi "keterwakilan" dari pembacaan sampel Anda. Dengan kata lain, ini mencerminkan seberapa representatif sampel cairan di jalur proses pada saat Anda mendapatkan pembacaan alat analisis Anda. Misalnya, sistem penganalisis proses dengan penundaan lima jam atau lebih. Jika terjadi pembacaan negatif, operator sistem akan memperbaiki masalah kualitas dan yakin bahwa masalah telah teratasi. Namun, operator kemungkinan tidak menyadari bahwa pembacaan tertunda lebih dari lima jam. Selama waktu itu, banyak produk inferior melewati sistem dan mungkin sudah dikirim ke pelanggan.

Bahkan ketika Anda mengambil sampel yang tepat dan membatasi waktu tunda, itu mungkin masih menjadi tidak representatif karena desain sistem pengambilan sampel Anda. Misalnya, deadleg atau ruang mati dalam sistem penganalisis proses dapat menjebak sampel lama yang dapat mengalir ke sampel baru, menciptakan sampel campuran yang tidak sesuai dengan kondisi proses waktu nyata.

Sampel Anda juga dapat terkontaminasi karena kebocoran—bukan kebocoran dari sistem pengambilan sampel itu sendiri, tetapi kebocoran ke sistem dari udara sekitar. Misalnya, oksigen dapat bocor ke dalam sistem yang mengandung 100 persen nitrogen pada 100 psia karena tekanan parsial oksigen di luar sistem lebih besar daripada tekanan parsialnya di dalam sistem. Kebocoran semacam ini dapat diatasi dengan meningkatkan tekanan parsial sistem pengambilan sampel untuk menghindari kontaminasi udara ambien yang tidak disengaja.

“Saya Harus Lebih Memperhatikan Coalescer saya”

Dalam pelatihan pengkondisian sampel, sebagian besar peserta berpikir bahwa coalescer adalah alat yang digunakan untuk memisahkan dan menghilangkan cairan dari sampel gas. Meskipun ini sebagian benar, keyakinan ini hanya akurat untuk cairan yang tersuspensi dalam bentuk aerosol. Aerosol hadir dalam banyak sampel gas karena perangkat percepatan seperti siklon atau pemisah gravitasi tidak dapat memisahkan tetesan cairan. Coalescer yang dipasang di sistem pengambilan sampel memungkinkan tetesan kecil berkumpul dan bergabung menjadi tetesan besar yang terpisah lebih mudah oleh gravitasi.

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

“Menguap Cairan Bisa Bermasalah”

Banyak peserta pelatihan berpikir menguapkan sampel cair itu mudah—tetapi banyak yang bisa salah. Tujuannya adalah untuk mengubah cairan menjadi uap secara instan dengan menurunkan tekanan cairan dengan cepat. Namun, alih-alih mem-flash seluruh sampel menjadi uap, Anda dapat secara tidak sengaja membuat sampel yang difraksinasi melalui kombinasi penguapan dan penguapan. Setelah sampel difraksinasi, sampel tidak lagi cocok untuk analisis.

Dalam skenario seperti itu, molekul gas yang lebih ringan menguap terlebih dahulu dan bergerak ke hilir ke penganalisis, sementara molekul yang lebih berat tetap berada di belakang dalam fase cair. Akibatnya, sampel yang mencapai penganalisis tidak lagi secara akurat mewakili produk yang diambil dari jalur proses. Dengan memahami apa yang terjadi selama penguapan dan mempelajari lebih lanjut tentang mengelola penguapan dalam sistem analitik, Anda dapat mencegah kejadian ini terjadi di masa mendatang.

"Kondensasi dapat Menantang—tetapi Memperbaikinya Sederhana”

Kondensasi mungkin merupakan masalah paling umum yang dialami dengan sampel gas. Peserta pelatihan terkejut mengetahui seberapa cepat gas mendingin (dan seberapa lambat cairan melakukannya). Namun, mereka juga senang mengetahui bahwa mudah untuk memprediksi kapan kondensasi akan terjadi dan berapa suhu yang diperlukan untuk menghentikannya.

Pertimbangkan sistem yang mengurangi tekanan sampel gas di stasiun lapangan, yang harus ditempatkan sedekat mungkin dengan keran. 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 pengurang tekanan sederhana tanpa khawatir menghasilkan kondensasi. Namun, penurunan tekanan gas yang signifikan akan menyebabkan kondensasi karena kehilangan panas yang signifikan. Ini bahkan lebih mungkin terjadi ketika gas mendekati suhu titik embunnya.

Desain sistem pengambilan sampel penganalisis proses adalah perjalanan penemuan seumur hidup. Selalu ada sesuatu yang baru untuk dicari tahu. Setelah 50 tahun pengalaman dengan sistem pengambilan sampel, saya masih belajar sendiri – dan bahkan mencapai momen “aha” saya sendiri sesekali. Pelatihan adalah kunci untuk meningkatkan keterampilan Anda dan menemukan apa yang masih harus Anda pelajari. Bahkan saat Anda berada di lapangan, kemungkinan besar Anda akan mengalami pencerahan sendiri yang dapat menghasilkan pembacaan sistem penganalisis proses yang lebih akurat dan andal untuk semua.

Tentang Penulis

Tony Waters adalah pakar industri dan konsultan untuk Swagelok. Dengan pengalaman lebih dari 50 tahun dengan penganalisis proses dan sistem pengambilan sampelnya, ia telah bekerja di bidang teknik dan pemasaran untuk produsen penganalisis, pengguna akhir, dan integrator sistem. Dia telah mendirikan tiga perusahaan untuk menyediakan layanan penganalisis khusus untuk industri proses dan ahli dalam penerapan penganalisis proses di kilang dan pabrik kimia.