儀器設備的精密性和穩定性是過程分析中獲得可靠分析結果的前提,除此之外,還必須排除操作過程中的誤差來源,通過適當的軟件設置和易于操作的系統即可實現上述目標。
過程分析對于所應用的分析系統及其操作提出了特殊要求。要獲得準確、可靠的結果,必須保證儀器系統的精密性和穩定性,這樣才能確保結果準確且具重現性。除了選擇適當的設備組件之外,消除操作中可能的誤差來源也很重要,通過合適的軟件調整和系統的簡便操作即可實現上述目標。通常情況下,在引入系統和經過專門訓練之后,不僅是要通過所伴隨的分析來保證生產,還要通過包括取樣在內的現代化分析來對生產參數加以修正和優化。上述攻略已在德國許爾特市CABB Chemiepak公司的全球最大的、年產量達數千噸一氯乙酸(MCE)生產設備上實施。
多年來,JASCO-HPLC(LC-2000系列,帶分析泵2080,在線脫氣裝置DG2080-53, 紫外檢測器UV-2075,數據接口LC-Net-II 盒,軟件Chrompass)分析系統已成功地投入運行,另有手動進樣閥(Rheodyne RH-7725-1)。為了提高產率,還擴充了一臺自動進樣器。這里需要考慮運行的若干邊界條件。對于生產運行的監控是采用倒班工作的方式進行的,因此分析工作應該讓所有的值班人員都能較容易地執行。此外,還應盡量避免任何附加的操作步驟,特別是涉及到取樣、加樣和軟件操作。
分析系統及其運行必須適合于所建立的生產方式和在線過程中的工作人員能力的需要。軟件已經通過內部針對運行的需要進行了調整,原先的系統也通過一臺專門改進過的自動進樣器(JASCO-AS-2057)加以擴充。
在軟件方面需要通過有限授權來實現上述規則。倒班的工作人員僅被允許調出和啟動在軟件中所設置的分析方法,只能執行工作列表中的那些必要的工作步驟。而其余的動作,如對于方法的修正以及對于所用的樣品位置的更改,都應消除。在啟動工作列表之前,通過專門支架上的常規取樣容器來完成對自動進樣器中樣品位置的安排。為此,將自動進樣器執行單元的空間放大,并為取樣容器配置了專門的架子(如圖1所示)。
圖1. 放大了的針對取樣容器配有專門架子的自動進樣器執行單元。
生產中必須保證:對于濃度最大值不超過100ppm的次要組成,以0.1%的精度加以測定。其2012年的結果如圖2所示。較大的偏差僅見于在更換組件例如流動相、柱子和過濾器等所發生的系統變更之時。為消除上述誤差來源,對每次變更均要進行重新校準,且結果要通過外加分析加以控制。這樣就不僅保護了自身的數值,同時也便于對外加分析結果的掌握。分析執行如下:在安置好樣品容器和調出了軟件中的工作列表之后,即可啟動分析過程。所須的結果計算已存儲于軟件中,對每個樣品自動進行求值并打印。借助于對儀器軟件的適當調節和對自動進樣器的機械修正,即便是與倒班的工作人員一起,也能及時且不受干擾地對過程分析中重要的數據進行收集,并對可能出現的過程偏差進行應對,快速地進行過程優化。分析系統進行上述改進之后,已成功地用于生產監督和過程優化中,此外,還作為控制手段用于生產設備的運行研究當中。
圖2. 次要組分1+2,相對于2012年參考值的百分偏差。
在過程分析范疇中所施行的過程內部控制,是通過對包括倒班生產人員在內進行生產時所作的過程監控來完成的。為了盡可能地減少誤差來源,應避免任何附加的工作步驟,特別是取樣、進樣及軟件操作。通過對儀器軟件的內部調節,例如嚴控有限授權和對自動進樣器實施特殊的修正,能夠保證獲得重要的分析結果。