Análisis de laboratorio vs análisis de procesos: factores clave para la toma de decisiones
29 ene. 2024
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Cada día, los directivos del mundo industrial se enfrentan a innumerables cuestiones difíciles y deben tomar decisiones críticas. Una de estas preguntas es si los instrumentos analíticos deben colocarse en línea/en línea (directamente en el proceso) o fuera de línea (por ejemplo, en un laboratorio) para fines de monitoreo del proceso y control de calidad. Como el conocimiento es poder, tener toda la información relevante es importante para que los gerentes tomen decisiones inteligentes basadas en las circunstancias de sus procesos individuales. Al fin y al cabo, cada proceso es diferente y requiere soluciones analíticas personalizadas, que es lo que ofrece Metrohm. Este artículo de blog analiza los factores más importantes que los gerentes de planta deben considerar antes de decidir implementar un instrumento en línea/en línea, o si utilizar un instrumento de laboratorio fuera de línea.
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Trazabilidad y comunicación de datos.
Los gerentes y operadores de plantas deben estar actualizados sobre sus procesos en todo momento. Puede resultar todo un desafío manejar varias técnicas de medición diferentes en una planta de producción o analizar tendencias acumulativas de datos provenientes de múltiples fuentes.
Datos de analizadores de procesos
Los analizadores de procesos pueden almacenar, evaluar y utilizar datos de análisis de forma inteligente para tomar medidas inmediatas en función de los requisitos del proceso definidos. Analizadores de procesos Metrohm se puede utilizar para ayudar a controlar y optimizar un proceso mediante la retroalimentación directa de los resultados al DCS/PLC/SCADA para diversos fines (por ejemplo, dosificación correcta de productos químicos). El totalmente integrado software de impacto es responsable de la recopilación de datos. Cuando es necesario, activa señales de advertencia y alarmas para que se tomen acciones correctivas de inmediato.
Datos de instrumentos de laboratorio.
Comunicar los datos más actualizados a las salas de control de la planta no es tan sencillo cuando se utilizan instrumentos de laboratorio. Para lograr esto, la instalación tendría que invertir en múltiples plataformas de integración de software. Esto no sólo genera costos adicionales, sino que también puede ser una tarea difícil cumplir con todos los requisitos necesarios y obtener la aprobación de todas las partes interesadas.
Si el proceso es relativamente simple y estable con fluctuaciones menores, entonces un análisis poco frecuente es suficiente y los resultados normalmente se utilizan para monitorear tendencias. En este caso no es estrictamente necesario enviar datos directamente a la sala de control. Un instrumento de laboratorio podría ser la elección correcta. Proporciona la misma precisión de medición como analizador de procesos, pero con la ventaja adicional de que un instrumento puede ejecutar muchos de estos análisis menos críticos para un retorno de la inversión (ROI) más rápido.
Lea más sobre los beneficios de la automatización de procesos en nuestra publicación de blog anterior.
Frecuencia de análisis
Antes de decidir y comprar instrumentación analítica, los gerentes de planta y los operadores de procesos deben considerar con qué frecuencia necesitan realizar mediciones del proceso para un mejor control.
Más a menudo
Es posible que se necesiten múltiples análisis que requieran un tratamiento previo de la muestra por turno o por día. En este caso, la solución más ideal es un instrumento en línea o en línea con un panel de preacondicionamiento de muestras.
Los resultados en tiempo real brindan la retroalimentación más rápida para un control automático y continuo del proceso sin costosas demoras. Una alta frecuencia de análisis brinda una visión más detallada de las condiciones actuales del proceso, lo que reduce las posibilidades de entregar productos fuera de las especificaciones o tiempos de inactividad no programados (Figura 1).
Además, los analizadores de procesos en línea se pueden programar para utilizar acciones condicionales inteligentes basadas en declaraciones "si", revolucionando el control de procesos. Al monitorear continuamente los parámetros críticos en tiempo real, permiten a los operadores de procesos tomar decisiones más informadas cuando más importa. Cuando el proceso monitoreado permanece dentro de los límites de control especificados, el analizador de procesos reduce automáticamente la frecuencia del muestreo, optimizando así la eficiencia y reduciendo los costos de funcionamiento.
Al mismo tiempo, a medida que el proceso se acerca a los límites de control críticos, el analizador de procesos reacciona rápidamente aumentando automáticamente la frecuencia del análisis para capturar aún más datos. Esto permite alertas de detección temprana, lo que impulsa a tomar medidas correctivas inmediatas antes de que la situación tenga la posibilidad de agravarse.
Con la capacidad de adaptarse a condiciones variables del proceso, los analizadores de procesos en línea mejoran la productividad, minimizan los defectos y los desperdicios (es decir, reducen los costos) y garantizan la máxima precisión para mantener la estabilidad del proceso.
Además, los analizadores de procesos de Metrohm están diseñados para almacenar los resultados en una base de datos cifrada. Todos los datos recopilados son totalmente rastreables, lo que evita la manipulación de datos. Un buffer de energía y una secuencia de apagado controlada previenen la corrupción de datos. El sistema operativo está integrado y bloquea el acceso de los usuarios para mayor protección.
Benefíciese del uso del análisis de procesos en línea/en línea:
- Visión más precisa de las condiciones reales del proceso mediante un muestreo representativo
- Reducir los errores humanos
- Menos residuos de productos gracias a la rapidez de respuesta
- Prevenir el reprocesamiento
Con menos frecuencia
Por otro lado, si es necesario medir ciertos parámetros Una vez por turno de producción o día. o incluso con menos frecuencia, utilizar un instrumento de laboratorio tiene más sentido para fines de control de calidad. Sin embargo, preste atención a la condiciones generales del proceso y medio ambiente. El muestreo manual tiene un tiempo de respuesta mucho más lento y requiere transportar la muestra a un laboratorio cercano para su almacenamiento y posterior análisis. Este retraso de tiempo significa que la muestra capturada ya no refleja las condiciones actuales del proceso en lo que respecta al pH, la temperatura y el contenido de humedad.
Las muestras se toman con mucha menos frecuencia para análisis de laboratorio fuera de línea que para análisis en línea/en línea, lo que hace que sea mucho más probable sobrecompensar tratamientos químicos y reposiciones.
El análisis de laboratorio fuera de línea, aunque no está exento de desafíos, aún ofrece información valiosa sobre el proceso. Es cierto que el muestreo manual puede introducir algunos errores, pero estos a menudo pueden mitigarse siguiendo protocolos cuidadosos y utilizando analistas bien capacitados. Además, la frecuencia general de análisis más baja en entornos fuera de línea proporciona tiempo suficiente para un examen meticuloso, lo que conduce a resultados exhaustivos y completos.
La línea de fondo
Los analizadores de procesos en línea y en línea tienen sus ventajas, particularmente en términos de proporcionar datos en tiempo real y coherencia entre mediciones. No obstante, cuando se ejecutan y gestionan adecuadamente, los análisis de laboratorio aún pueden proporcionar información confiable y valiosa que ayuda al control y la optimización de los procesos industriales.
Seguridad
El contacto con productos químicos peligrosos es peligroso y debe minimizarse. En zonas inseguras de la planta, lo mejor es prevenir la exposición y evitar en la medida de lo posible la intervención humana. En este caso, claramente no se prefieren las soluciones analíticas fuera de línea.
Al utilizar un analizador de procesos en línea o en línea en tales situaciones, los pasos de manipulación manual se limitan y se reduce el riesgo de exposición a sustancias químicas peligrosas. Además, el muestreo se puede realizar de forma cronometrada y se puede programar para que se produzca con mayor frecuencia de lo que es posible con los métodos manuales. Esto permite un control de procesos mucho mayor con un analizador de procesos en línea o en línea.
- Evite la exposición del personal a productos químicos peligrosos durante el muestreo y durante los análisis de laboratorio.
- Benefíciese de la detección temprana de composiciones de muestras peligrosas
- Análisis posible en zonas explosivas con analizador de procesos Ex-proof
Lea más sobre nuestras soluciones de procesos a prueba de explosiones aquí.
Protección de última generación para el análisis de procesos en línea
El lugar donde se realiza el análisis puede tener un impacto significativo en la elección del instrumento. Por ejemplo, para verificar la identidad de las materias primas entrantes, los instrumentos de laboratorio alguna vez fueron la opción obvia. Sin embargo, dada la carga de trabajo y el tiempo de entrega, se puede lograr una mayor eficiencia utilizando dispositivos espectroscópicos portátiles fáciles de usar, como un analizador Raman instantáneo Metrohm (MIRA, Figura 2).
Estos instrumentos portátiles pueden determinar directamente la identidad y calidad de una sustancia en el punto de recepción (por ejemplo, en el muelle de recepción del almacén) y en su recipiente de transporte original, como una botella, bolsa u otro tipo de contenedor. Por tanto, el proceso no se ve perturbado.
Para la medición de parámetros de control de calidad en múltiples ubicaciones de proceso en una instalación, los analizadores en línea/en línea son la solución preferida. El costo por análisis es menor, lo que resulta en un retorno de la inversión más rápido. Sin el uso de soluciones de análisis de procesos automatizados, se necesitarían más analistas e instrumentos de laboratorio. Encontrar técnicos de laboratorio bien formados y capacitados puede resultar complicado y además costoso.
Lea más sobre nuestras soluciones de análisis portátiles aquí.
Implementación
En la sección sobre seguridad, se discutió la importancia del uso de analizadores de procesos en áreas peligrosas. Esta sección cubre las limitaciones de espacio físico que se pueden encontrar en una instalación de producción y cómo se pueden abordar cuando se debe realizar el muestreo.
En ocasiones, las plantas industriales tienen un espacio disponible muy limitado para instalar un sistema de análisis automatizado. Por lo tanto, en estas situaciones a veces se prefieren las soluciones fuera de línea, ya que esto permite una gama más amplia de diseños de estaciones de trabajo.
Metrohm Process Analytics ofrece armarios remotos para resolver este desafío. Gracias a la flexibilidad del plataforma 2060, el gabinete de análisis se puede montar cerca del punto de muestreo, mientras que la interfaz humana se puede instalar en una ubicación donde haya más espacio disponible (figura 3).
La distancia entre un analizador de procesos y los puntos de muestra puede ser significativa. Con el 2060 El Analizador NIR por ejemplo, se pueden monitorear hasta cinco puntos de muestra por gabinete de infrarrojo cercano (NIR) en ubicaciones a cientos de metros de distancia del analizador. Esta configuración puede vincular perfectamente los puntos de muestra al instrumento mediante la utilización de fibras ópticas de baja dispersión.
Los sensores en línea también son independientes de las limitaciones de espacio. Por ejemplo, Sensores de pH ProTrode se puede montar directamente en tuberías, reactores o tanques. El conector del sensor VarioPin integrado garantiza una transmisión de señal confiable desde el sensor a un analizador de procesos 2060 o a un transmisor ubicado en otro lugar de la instalación.
Lea más sobre los beneficios de usar sensores de pH en línea en nuestra publicación de blog anterior.
Conclusión
Es evidente que tanto las tecnologías en línea/en línea como fuera de línea desempeñan papeles cruciales en el mundo industrial, cada una con sus propias ventajas, dependiendo de la situación. La decisión de implementar uno u otro depende de las necesidades y circunstancias específicas de cada planta.
Los instrumentos de laboratorio no son mejores que los analizadores de procesos y viceversa. Cada caso de uso es único. Cualquiera que sea su elección, Metrohm ofrece la solución adecuada para resolver sus desafíos, ya sea en el laboratorio o directamente en el proceso.
