Cómo seleccionar el módulo de preacondicionamiento de muestras adecuado

Cómo seleccionar el módulo de preacondicionamiento de muestras adecuado

Randy Rieken

Al realizar análisis de muestras en un sistema de muestreo analítico, es posible que un operador deba preacondicionar la muestra primero, antes de que llegue al sistema de acondicionamiento de muestras cerca del analizador. Cuando este paso es necesario para el análisis de muestras, seleccionar el módulo de preacondicionamiento de muestras adecuado se convierte en una decisión crítica.

La elección del módulo de preacondicionamiento depende del tipo de sistema de transporte de muestras utilizado y de la fase actual de la muestra:un gas o un líquido. Dependiendo de estas circunstancias, hay dos opciones de diseño comunes para el preacondicionamiento de muestras:

1. Un módulo de estación de campo instalado cerca del grifo
2. Un módulo de bucle rápido instalado cerca del analizador

Sistemas de transporte de muestras

Primero, es necesario determinar qué sistema de transporte de muestras se utilizará dentro de su sistema de muestreo. Hay dos sistemas comunes de transporte de muestras que se utilizan en aplicaciones de instrumentación analítica.

Un sistema de una sola línea transporta una muestra a la ubicación del analizador y continúa hasta el punto de disposición final. Los sistemas de transporte de una sola línea se utilizan comúnmente con muestras de gas. Lo más probable es que se necesite un sistema de una sola línea con un módulo de estación de campo si las muestras de gas se preacondicionan antes de que entren en la línea de transporte de muestras.

Un sistema de bucle rápido, por otro lado, transporta una muestra a las ubicaciones del analizador, donde solo una pequeña cantidad de flujo pasa a través del analizador y el resto regresa al grifo de retorno del proceso. Los sistemas de bucle rápido son comunes para muestras líquidas, pero hay situaciones en las que se debe usar un bucle rápido para transportar de forma segura una muestra gaseosa. Por lo general, los sistemas de bucle rápido utilizan un módulo de bucle rápido para preacondicionar la muestra una vez que llega a la ubicación del analizador.

Módulos de estación de campo frente a módulos de bucle rápido

Una vez que se determina el sistema de transporte de muestras, se debe realizar una selección con respecto al módulo de preacondicionamiento de muestras adecuado. Puede decidir utilizar un módulo de estación de campo, un módulo de bucle rápido o ninguno. La distinción principal entre los dos módulos es cuando la muestra se preacondiciona, ya sea antes de que ingrese a la línea de transporte de muestras (módulo de estación de campo) o después de que llegue a la ubicación del analizador (módulo de bucle rápido). Es importante tener en cuenta que un sistema de muestreo rara vez utilizará ambos módulos.

Figura 1:Un módulo de estación de campo montado en un sistema de transporte de una sola línea.

Los módulos de estación de campo suelen estar disponibles como subconjuntos que contienen dispositivos que filtran la muestra, vaporizan una muestra líquida o reducen la presión de una muestra de gas. Como se ve arriba en la Figura 1, un módulo de estación de campo preacondicionará una muestra antes de pasar a la línea de transporte de muestras. Los módulos de la estación de campo tienen la capacidad de:

• Elimine los sólidos o líquidos no deseados de la corriente.
• Cambie la presión o la temperatura de la muestra.
• Cambia el estado de la muestra mediante vaporización o condensación.
• Permita la entrada del gas de calibración.

Figura 2:un módulo de bucle rápido montado en un sistema de bucle rápido.

La mayoría de los módulos de bucle rápido se utilizan para muestras líquidas, aunque los bucles rápidos también se están volviendo más populares para muestras de gas. En la mayoría de los casos, los módulos de bucle rápido están disponibles como subconjuntos que incorporan dispositivos que controlan el caudal y filtran la muestra analizada. La Figura 2 demuestra cómo un módulo de bucle rápido preacondiciona la muestra después de que llega a la ubicación del analizador.

Dado que un bucle rápido casi nunca preacondiciona las muestras en el campo, no se necesita una estación de campo. Solo se envía una pequeña cantidad de flujo al analizador, dejando el resto del flujo sin acondicionar y devolviéndolo a la línea de retorno de la muestra.

Consideraciones sobre el preacondicionamiento de muestras líquidas

Las muestras líquidas suelen preacondicionarse con un módulo de bucle rápido simplemente porque los líquidos suelen ser demasiado difíciles de desechar o destruir. Debido a las preocupaciones ambientales relacionadas con el vertido de muestras, los módulos de bucle rápido ayudan a resolver los residuos potencialmente peligrosos. Los líquidos también contienen más masa por flujo volumétrico, lo que hace que estas muestras sean más valiosas que la mayoría de las muestras de gases. Con los módulos de bucle rápido, los líquidos no contaminados a menudo se devuelven al sistema de muestreo.

Consideraciones sobre el preacondicionamiento de muestras de gas

Como se explicó anteriormente, las muestras de gas se pueden preacondicionar utilizando un módulo de estación de campo o un módulo de bucle rápido. Tradicionalmente, un módulo de estación de campo se usa no solo para preacondicionar la muestra de gas, sino también para reducir su presión antes del transporte a la ubicación del analizador. La reducción de la presión del gas mejora el tiempo de respuesta, lo que permite que el gas se mueva el doble de rápido. Una muestra gaseosa que viaja a una presión más baja es más segura.

Sin embargo, puede haber situaciones en las que se deba conservar una presión alta. Es posible que se requiera que la medición de la muestra se realice a la presión máxima del proceso, o que el analizador necesite una presión de muestra alta para medir los niveles de ppm o ppb de la muestra gaseosa. En estas circunstancias, el tema de la eliminación debe seguir siendo una prioridad, especialmente si estas muestras gaseosas incluyen carbono o azufre. En su lugar, dichas muestras deben usar un bucle rápido para enviar la mayor parte de la muestra de vuelta a la línea de retorno.

Comprender las condiciones tanto de su sistema de muestreo como de su muestra lo ayudará a determinar qué módulo de preacondicionamiento de muestras es el adecuado para las operaciones de su sistema. Para asegurarse de que su planta o instalación reciba constantemente muestras representativas y resultados analíticos precisos, considere inscribirse en el curso de formación del subsistema del sistema de muestreo del analizador de procesos (PASS) de Swagelok. Los ingenieros de sistemas de muestreo experimentados y los profesionales de la industria aprenderán a comprender los subconjuntos de sistemas complejos, como los módulos de preacondicionamiento de muestras.