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Tengo que admitir que el mundo tecnológico de Análisis de proceso parecía extraño para mí por un tiempo. Cuando escuché por primera vez sobre la automatización de procesos, imaginé robots futuristas que hicieran el trabajo, similar a las películas de ciencia ficción modernas. Quizás muchas personas puedan tener la misma impresión.
A menudo hay mucha incertidumbre sobre lo que significa la expresión «automatizamos tu proceso» en realidad significa. En esta serie de blogs, quiero mostrarles que la tecnología analítica de procesos (PAT) es menos complicada de lo esperado y ofrece varias ventajas para los usuarios.
¿Qué significa tecnología analítica de procesos (PAT)?
Una vez me dijeron en una conversación:
Definitivamente hay verdad en esta declaración, y ciertamente muestra la abundancia de posibilidades de aplicación. Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que, en el futuro, los usuarios de tecnología de análisis de procesos no solo invertirán en tecnologías de medición convencionales (p. ej., medición directa, TDLAS, GC), sino también cada vez más en la determinación de propiedades de sustancias y composiciones de materiales. .
PAT sirve para analizar, optimizar y, en última instancia, controlar los procesos y sus parámetros críticos. Este control contribuye en gran medida al aseguramiento de la calidad y la seguridad general del proceso en el fabricante. Pensando en algunos desastres químicos bien conocidos (por ejemplo, Minamata, Toulouse o Tianjin) en los que se liberaron sustancias venenosas que causaron daños inmensos a las personas y al medio ambiente, la importancia del monitoreo regular de los parámetros críticos se vuelve muy clara. La lista de analitos que pueden y deben monitorearse es larga, desde la contaminación en aguas residuales debido a plantas de tratamiento de aguas residuales municipales o industriales, hasta agentes farmacéuticos, gases y aerosoles en el aire ambiente.
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Del laboratorio al proceso
Teniendo en cuenta la historia de la fabricación y otros procesos industriales, está claro que el objetivo final es aumentar el rendimiento en plazos cada vez más cortos, teniendo en cuenta las medidas de seguridad y la minimización de costos cuando sea posible. La independencia a través de la automatización y la transferencia de datos rápida y confiable es una alta prioridad.
Para que el proceso sea económicamente viable a lo largo de toda la cadena de valor, los productos resultantes deben fabricarse con la máxima calidad en poco tiempo y con un uso mínimo de materia prima y energía. Para operaciones 24/7 en particular, el conocimiento de la composición de los materiales de partida y productos intermedios (o más bien, cualquier impureza) es esencial para un control y una fiabilidad óptimos del proceso.
¿Cómo se puede garantizar una supervisión fiable de los procesos las 24 horas del día? Muy pocas empresas tienen laboratorios propios con un funcionamiento real de 3 turnos y, a menudo, envían sus muestras a laboratorios externos. Además, las muestras a veces se toman con intervalos de tiempo más largos entre ellas. Esto conlleva varios riesgos.
Por un lado, el tiempo perdido entre el evento de muestreo y la recepción de los resultados del análisis es enorme. Solo es posible reaccionar a las fluctuaciones y desviaciones de las concentraciones objetivo o los valores límite con cierto retraso.
Por otro lado, las condiciones de trabajo y ambientales no son comparables y pueden dar lugar a cambios en la muestra. La oxidación, los cambios de presión o temperatura, la introducción de humedad y muchos otros factores pueden cambiar las propiedades originales de una muestra durante el transporte, los períodos de espera y el análisis manual de laboratorio.
¿Quiere saber más sobre la historia de la tecnología de análisis de procesos en Metrohm? Echa un vistazo a nuestra publicación de blog anterior:
Analizadores de procesos: operación automatizada las 24 horas
Los análisis que normalmente se realizan de forma manual pueden automatizarse mediante el uso de analizadores de procesos industriales. Las muestras se retiran automáticamente de los puntos críticos del proceso de producción y se procesan más. La información obtenida se utiliza para controlar el proceso sin demora, ya que los datos pueden transferirse inmediatamente a un sistema informático central en la planta. El análisis automatizado justo en el punto de muestreo permite una mayor precisión y reproducibilidad de los datos.
En la práctica, esto implica desviar un flujo parcial del proceso en cuestión para alimentarlo al analizador por medio de válvulas, bombas peristálticas, o líneas de derivación. Por lo tanto, cada muestra es fresca y se correlaciona con las condiciones actuales del proceso. Sondas también se puede integrar directamente en el proceso para la medición continua en línea.
El análisis se realiza utilizando valoración, espectroscopia, cromatografía iónica, o métodos electroquímicos conocidos en el laboratorio, que se integran de manera óptima en el analizador de procesos para cada requisito de aplicación individual. Los métodos se pueden utilizar en combinación, permitiendo monitorear varios puntos de medición en paralelo con un sistema. Gracias a los analizadores de proceso específicamente configurados y ampliables para la aplicación, se obtienen las condiciones óptimas para un control estable del proceso.
¡Descargue nuestra descripción general de los sistemas de análisis de procesos aquí!
Los métodos espectroscópicos se han consolidado especialmente en los últimos años para el análisis y la optimización de procesos. A diferencia de los métodos de análisis convencionales, espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) muestra una serie de ventajas, especialmente debido a la velocidad de análisis. Los resultados se pueden adquirir en unos pocos segundos. y transferido directamente al sistema de control químico para que los procesos de producción se pueden optimizar de forma rápida y fiable. Las muestras se analizan in situ, completamente sin el uso de productos químicos, de manera no destructiva, lo que significa valor añadido adicional para la seguridad del proceso.
¿Tiene alguna pregunta sobre NIRS? Consulte nuestra serie de publicaciones de blog de preguntas frecuentes.
Preguntas frecuentes sobre el análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano - Parte 1
Las muchas ventajas de PAT
La automatización en el contexto de la tecnología de análisis de procesos no siempre tiene nada que ver con los robots futuristas. En cambio, PAT ofrece a las empresas una serie de ventajas:
- Totalmente automático, monitoreo 24/7 del proceso
- Retroalimentación oportuna y automática de los resultados del análisis al control del sistema para el reajuste automático del proceso
- Reducción de las fluctuaciones de la calidad del producto.
- Mayor comprensión del proceso para ejecutar la producción de manera más eficiente
- Independiente de su propio laboratorio (o laboratorio contratado)
- Trazabilidad digital completa de los resultados del análisis
- Conceptos de solución total que incluyen preacondicionamiento de muestras, ahorro de tiempo y aumento de la seguridad
¿Que sigue?
En el próximo post de esta serie, descubrirás el papel que juega la tecnología de análisis de procesos en la transformación digital de cara a la «Industria 4.0». Haga clic aquí para ir allí directamente!
