Die laufende Kontrolle des Prozessstroms der am Produktionsprozess beteiligten Fluide ist unverzichtbar. Durch Probenahme lässt sich die Einhaltung der Fluid-Spezifikationen überwachen, die für die Qualität des Endproduktes mitbestimmend sind.
Die Probenahme von flüssigen Medien, insbesondere, wenn es sich um Stoffmischungen handelt, kann jedoch zur Herausforderung werden. Denn auf dem Weg zu einer repräsentativen Probe, die das Prozessmedium 1:1 abbildet, gibt es Fehlerquellen, die es zu vermeiden gilt.
Schon kleine Fehler oder Ungenauigkeiten in der Verfahrensweise ergeben ein verfälschtes und damit unbrauchbares Analyseergebnis. Die Folgen sind Fehlersuche und Wiederholung des Probenahmevorgangs, was zeitraubend ist und Kosten verursacht.
Zur Steigerung der Probenahme-Effizienz bieten sich folgende Optionen an:
- die gezielte Schulung von Mitarbeitern im Umgang mit Probenahmesystemen
- die Auswahl der geeigneten Probenahme-Behälter
- Auswahl und Einsatz möglichst einheitlicher Probenahmesysteme
- Unternehmens- und standortweite Vereinheitlichung der Probenahme
Mit Fachwissen Fehler vermeiden und die Effizienz steigern
Wenn ein Probenahmesystem fehlerfrei arbeitet, ist auch das Ziehen einer Probe nicht schwierig. Denn die heutigen, modernen Systeme sind darauf ausgelegt, Fehlbedienungen weitestgehend auszuschließen.
Allerdings kommt es recht häufig vor, dass ein Probenahmesystem nicht fehlerfrei arbeitet. Gründe dafür sind meist die komplexen chemisch-physikalische Vorgänge, die zu berücksichtigen sind, um eine repräsentative Probe nehmen zu können. Deshalb ist es von großer Bedeutung, die Funktionsweise eines Probenahmesystems zu verstehen und die Gründe für mögliche verfälschte Proben zu kennen. So lassen sie sich schon im Vorhinein vermeiden bzw. schneller entdecken und abstellen.
Mit geschulten Mitarbeitern, die Probenahmesysteme korrekt bedienen sowie Fehlfunktionen rasch erkennen und beheben können, steigern Unternehmen die Produktionsqualität und arbeiten wirtschaftlicher. Deshalb bietet Swagelok Schulungen für Einsteiger und Fortgeschrittene im Probenahmebereich sowie Ingenieuren und Technikern als Systementwickler oder -Verantwortliche an. In unterschiedlichen Lehrgängen erhalten sie umfassende Kenntnisse, u.a. auf den Gebieten
- Funktionsweise eines Probenahmesystems
- System-Design basierte Probleme
- Prozessmedien basierte Probleme
- Theoretische Grundlagen für die Systementwicklung
- Fehlerbehebung bei der Systementwicklung
- Praktische Umsetzung eines Probenahmesystems
- Entwicklung und Integration von Untersystemen z.B. Einsatzvorbereitung, Probenaufbereitung, Kalibrierschaltung
Flasche oder Zylinder
Zum Auffangen der Proben und dem Transport zum Analyselabor sind spezielle Behälter erforderlich, die sich grundsätzlich unterscheiden. Welcher Behältertyp zum Einsatz kommt, ist u.a. abhängig vom Prozessmedium:
- Probenflaschen sind im allgemeinen für flüssige, temperaturtolerante, nicht unter Druck stehende und nicht toxische Proben geeignet.
- Probenahmezylinder werden zumeist eingesetzt, wenn die Proben unter Druck stehen, sowie gasförmig, leicht flüchtig, entzündlich, toxisch, temperatur- und phasensensibel sind.
Probenflaschen sind demnach für weniger problematische, flüssige Prozessmedien geeignet. Sie bestehen aus transparentem Polyethylen oder Glas und bieten den Vorteil, dass schon während der Probenahme eine erste Sichtkontrolle der Probe vorgenommen werden kann. Bei Bedarf können sie mit selbstdichtenden Septumkappen ausgestattet werden, die eine höhere Sicherheit während des Probennahmevorgangs und des Transports bieten. Probenflaschen sind auch wesentlich preiswerter als Probenahmezylinder, da diese aus hochwertigem Edelstahl nach einem speziellen Verfahren hergestellt und geformt sind.
Für Unternehmen ist die Verwendung von Probenflaschen für flüssige Medien die bedeutend kostengünstigere Lösung als Probenahmezylinder, sofern die Anwendung diese zulässt.
Die vier Grundregeln der Probenahme
Eine weitere, kostensparende Strategie der Probenahme bietet sich bei größeren industriellen Fluidsystemen an, wenn Probenahmesysteme an mehreren Entnahmestellen installiert sind. Dann sind einheitliche Probenahmestationen mit identischen Bedienabläufen vorteilhaft. Das steigert die Sicherheit bei der Probenahme, da der Mitarbeiter sich nur ein gleichbleibendes Vorgehen für alle Entnahmestellen zu merken braucht.
Bei der Planung einer neuen Anlage können die Systemingenieure diese so auslegen, dass von vornherein mehrere identische Entnahmestationen in Form von Standardpanels installiert werden. Dies kann sich beim Beschaffungsprozess auf die Kosten positiv auswirken. Ein Rationalisierungseffekt lässt sich auch erzielen, wenn an mehreren Unternehmensstandorten die Fluidsysteme z.B. im Zuge von Nachrüstungen mit baugleichen Panels ausgestattet werden. Dies hilft dem Unternehmen, überall dieselbe Probenahmeroutine anzuwenden und nach den gleichen Verfahren zu arbeiten.
Bei Fehlermeldungen in einer der Anlagen ist dann der Dialog und Erfahrungsaustausch mit den anderen Standorten erheblich erleichtert und die Störung kann schneller behoben werden. Von vornherein lassen sich kostenträchtige Fehler vermeiden, wenn die Mitarbeiter bei der Probenahme diesen Grundregeln folgen:
- Achten Sie auf die Position der Entnahmesonde. Damit eine Probe repräsentativ ist, sollte die Entnahmesonde idealerweise bei flüssigen Proben an einem vertikalen Rohr mit aufsteigendem Prozessstrom installiert sein und möglichst bis in die Mitte ragen. So ist gewährleistet, dass die Sonde vollständig umspült wird.
- Achten Sie darauf, dass alle Parameter für die Probenahme des betreffenden Fluids standardmäßig eingestellt sind, damit beispielsweise ein Phasenwechsel vermieden wird.
- Beobachten Sie die Zeitspanne vom Moment der Probenentnahme bis zur Messung im Analysegerät. Sie sollte möglichst gering sein, da eine zu lange Transportzeit die Probenintegrität beeinträchtigen kann.
- Eliminieren Sie Toträume auf dem Weg von der Entnahmestelle zum Probenbehälter. Prinzipiell sollten solche Toträume konstruktiv von vornherein vermieden werden. Denn sie können die Probe kontaminieren und dadurch unbrauchbar machen. Mit einer vorausgehenden, gründlichen Spülung vor jeder Probenahme kann das Problem kurzfristig werden.
Probenahme-Panels – den technischen Fortschritt nutzen und dabei Geld sparen
Wie in nahezu allen Bereichen der Technik hat der Fortschritt auch bei den Probenahmesystemen deutliche Weiterentwicklungen gebracht. So stehen heute komplett konfigurierte und geprüfte Probenahmepanels zur Verfügung, die
- größere Funktionssicherheit bieten
- einfacher zu bedienen sind
- die Probenahme verlässlich reproduzierbar machen
Diese Vorteile werden zum Beispiel dadurch erreicht, dass moderne Probenahmepanels standardmäßig mit Spüleinrichtungen ausgestattet sind. Diese sorgen dafür, dass keine Probenreste aus der vorangegangenen Probenahme im System zurückbleiben, die zu Kontaminierungen führen könnten.
Auch der Bedienkomfort wird mit 3-Wege-Ventil-Baugruppen erhöht. Das Entnehmen der Probe, Entlüften und anschließende Spülen wird durch getrennte Ventile vorgenommen, die so „geschaltet“ sind, dass die Ventile nur in der richtigen Reihenfolge betätigt werden können. Dadurch sind Fehlbedienungen praktisch ausgeschlossen. Zudem lassen sich durch diese Anordnung Wartungsarbeiten, z.B. der Austausch der Druckmessgeräte, leichter durchführen.
Eine ideale Kombination: Geschultes Personal und moderne Probenahmepanels
Überall, wo Fluidsysteme an den Produktionsprozessen beteiligt sind, ob in der chemischen, petrochemischen oder pharmazeutischen Industrie und vielen weiteren Branchen – Probenahmesysteme sind wichtiger Bestandteil der Qualitätssicherung. Nur wenn die laufende Kontrolle des Prozessstroms reibungslos funktioniert, können bei der Analyse eventuelle Abweichungen von den Spezifikationen frühzeitig festgestellt werden, die auf Dauer ernsthafte Beeinträchtigungen der Produktion und wirtschaftliche Einbußen bedeuten würden. Demnach ist die genaue Kenntnis über den Komplex der Probenahme und die dafür erforderlichen Systeme ein wertvoller Beitrag zur Effizienzsteigerung der Produktion eines Unternehmens.
Swagelok ist international anerkannter und kompetenter Partner auf beiden Gebieten:
- Der Vermittlung von Fachwissen auf mehreren Niveaustufen durch mehrtägige Schulungsseminare.
- Dem Angebot der geeigneten Hardware: Probenahmepanels als fertig konfigurierte Systeme, die auch jederzeit anpassbar auf die Kundenbelange sind sowie alle Bauteile und Komponenten, die von Systemingenieuren oder -technikern in Eigenregie entwickelt und gebaut werden.
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