GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๑๕ ตำแหน่งวาล์วตัวที่ ๑ และตัวที่ ๒ MO Memoir : Tuesday 31 January 2555

ดูเหมือนว่าเย็นวันนี้สาวน้อยหน้าบานจะยิ้มได้สักที หลังจากที่เมื่อวานบ่ายเขาแวะมาคุยผมเรื่องงานแล้วต้องหน้าเศร้ากลับไป

ผมบอกเขาเมื่อวานว่าอย่างเพิ่งสิ้นหวังซิ เพราะเรายังมีทางเลือกอยู่ที่เรายังไม่ได้ทดลองทำ และเมื่อยังไม่ได้ลงมือทดลองทำก็อย่าด่วนสรุปว่ามันไม่มีหวัง และผมเองก็ไม่ได้คิดว่าทางเลือกที่เหลือนั้นจะใช้ไม่ได้ผล (แต่ผมก็เตรียมเผื่อใจเอาไว้เหมือนกัน)

Memoir ฉบับนี้อิงไปยังรูปที่ ๒ แผนผังการไหลของแก๊สของเครื่อง GC-2014 ECD & PDD ที่แสดงไว้ใน Memoir ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๗๙ วันพุธที่ ๓๐ มีนาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๑ แผนผังระบบเก็บแก๊สตัวอย่าง" โดยจะขยายรายละเอียดเฉพาะส่วนที่รับแก๊สด้านขาออกจาก reactor เพื่อที่จะฉีดเข้า ECD

วาล์วตัวที่ 1 คือ 10-port valve ที่รับแก๊สตัวอย่างมาด้านขาออกของ reactor และเป็นที่ติดตั้ง sampling loop สำหรับฉีดสารเข้า ECD ส่วนวาล์วตัวที่ 2 คือ 6-port valve ที่ทำหน้าที่ควบคุมให้แก๊สที่มาจากวาล์วตัวที่ 1 ให้ไหลไปยัง ECD หรือระบายทิ้งออกไป

ก่อนที่เราจะใช้งานนั้น เราต้องระบุให้ได้ก่อนว่าทางบริษัทตั้งวาล์วเอาไว้ให้ตำแหน่ง "0" (หรือตำแหน่ง "OFF") และตำแหน่ง "1" (หรือตำแหน่ง "ON") นั้น เส้นทางการไหลของแก๊สเป็นอย่างไร

ในการระบุตำแหน่งวาล์วนั้นผมได้ให้แนวความคิดว่า อัตราการไหลของ carrier gas ที่ไหลผ่าน detector นั้นน่าจะส่งผลถึงสัญญาณของ detector

เรื่องผลของอัตราการไหลของ carrier gas ที่มีผลต่อสัญญาณ detector นั้นเรามีประสบการณ์กับ detector ชนิด TCD (Thermal conductivity detector) PDD (Pulsed discharge detector) FID (Flame ionisation detector) และ FPD (Flame photometric detector) ซึ่ง detector แต่ละชนิดก็ว่องไวต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของ carrier gas ที่แตกต่างกันไป บางชนิดก็ว่องไวมากในขณะที่บางชนิดก็ว่องไวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ตัว ECD (Electron capture detector) นั้นเรายังไม่มีประสบการณ์

เราเริ่มจากวาล์ว 2 ก่อน โดยเริ่มต้นความดันแก๊ส N₂ ขาเข้า APC-2 (ซึ่งใช้เป็น carrier gas) นั้นอยู่ที่ 40 kPa โดยคาดหวังว่า

(ก) ถ้าเราเปลี่ยนความดันนี้ (เช่นเพิ่มเป็น 80 kPa) จะทำให้อัตราการไหลของแก๊สผ่าน APC-2 เปลี่ยนไป และ

(ข) ถ้าความแรงสัญญาณของ ECD ขึ้นกับอัตราการไหลของ carrier gas และ

(ค) วาล์ว 2 อยู่ในตำแหน่งที่ทำให้แก๊สจาก APC-2

ดังนั้นเราควรจะเห็นการเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณ ECD

แต่ถ้าเราเปลี่ยนความดันขาเข้า APC-2 แล้วไม่พบการเปลี่ยนแปลงความแรงสัญญาณ ECD นั่นอาจเป็นเพราะ

(ง) วาล์ว 2 อยู่ในตำแหน่งที่ทำให้แก๊สจาก APC-2 ไม่ไหลผ่าน ECD หรือ

(จ) ความแรงของสัญญาณ ECD ไม่ขึ้นกับอัตราการไหลของ carrier gas

ซึ่งจะต้องทำการทดสอบด้วยการเปลี่ยนวาล์ว 2 ให้ไปอยู่ที่อีกตำแหน่งหนึ่ง จากนั้นก็ทำการปรับความดันขาเข้า APC-2 ซึ่งถ้าไม่พบการเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณ ECD ก็แสดงว่า ECD ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของ carrier gas แต่ถ้าพบการเปลี่ยนแปลงความแรงสัญญาณ ECD ก็แสดงว่าตำแหน่งใหม่นี้เป็นตำแหน่งที่ให้แก๊สจาก APC-2 ไหลเข้า ECD

จากการทดสอบกับวาล์ว 2 เราพบว่าเมื่อเราเพิ่มความดันแก๊ส N₂ ขาเข้า APC-2 (จาก 40 kPa เป็น 80 kPa) ซึ่งจะทำให้แก๊ส N₂ ไหลผ่าน ECD เร็วขึ้น ECD จะส่งสัญญาณที่แรงขึ้น และเมื่อลดความดันแก๊ส N₂ ขาเข้า APC-2 กลับคืนเดิม (จาก 80 kPa เหลือ 40 kPa) สัญญาณก็กลับมาที่เดิม ด้วยวิธีการนี้ทำให้เราสามารถระบุตำแหน่งวาล์ว 2 ได้ก่อน

จากนั้นจึงได้ทำการทดลองเพื่อระบุตำแหน่งวาล์ว 1 โดยตั้งวาล์ว 2 ให้อยู่ในตำแหน่งที่ให้แก๊สจากวาล์ว 1 ไหลตรงไปยัง ECD (ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ให้แก๊สจาก APC-2 ไม่ไหลเข้า ECD) จากนั้นก็ได้ทดลองเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว 1 (ความดันแก๊ส N₂ ขาเข้า APC-1 ตั้งไว้ที่ 40 kPa) โดยได้พิจารณาจากผังการไหลแล้วได้ข้อสรุปว่า 

 

(ฉ) ถ้าเริ่มต้นวาล์ว 1 อยู่ที่ตำแหน่งเก็บตัวอย่าง แก๊สที่ไหลเข้า ECD ที่จะไหลในเส้นทางผ่าน DC-1 เข้า port 4 ของวาล์ว 1 (มีการวนเข้าตัววาล์วเพียงครั้งเดียว และเนื่องจากรูที่ตัววาล์วมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจะเกิดความต้านทานการไหลสูงมากที่ทางเข้าตัววาล์ว) และเมื่อเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว 1 ให้ไปอยู่ในตำแหน่งฉีดตัวอย่างจาก sampling loop เข้าคอลัมน์ แก๊สที่ไหลไปยัง ECD จะไหลในเส้นทางผ่าน sampling loop ซึ่งเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานการไหลสูงกว่า (มีการไหลเข้าวาล์วถึง 3 ครั้งคือที่ตำแหน่ง 7 1 และ 6 ตามลำดับ ซึ่งเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานการไหลที่สูงกว่า) ดังนั้นอัตราการไหลจะลดลง เราก็ควรจะเห็นความแรงสัญญาณ ECD ลดลง

(ช) ในทางกลับกันถ้าเริ่มต้นวาล์ว 1 อยู่ที่ตำแหน่งฉีดตัวอย่างเข้าคอลัมน์ เมื่อเราเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว 1 จะทำให้อัตราการไหลของแก๊สไปยัง ECD เพิ่มขึ้น เราก็จะเห็นความแรงของสัญญาณ ECD เพิ่มมากขึ้น

และด้วยความพยายามของกลุ่ม สาว สาว สาว (สาวน้อยหน้าบาน สาวน้อยร้อยแปดสิบเซนต์ และสาวน้อยผิวเข้ม) จึงทำให้เราสามารถระบุตำแหน่งวาล์ว 1 และ 2 ได้ดังแสดงในรูปที่ ๑-๔

ขั้นตอนต่อไปคือการระบุตำแหน่งพีค NO และ N₂O ซึ่งจากการคุยโทรศัพท์กันคร่าว ๆ เมื่อเย็นหวังนี้ หวังว่าพรุ่งนี้เช้าคงจะมีข่าวดี

รูปที่ ๑ วาล์ว 1 เมื่ออยู่ในตำแหน่ง sampling loop รับแก๊สตัวอย่างจากด้านขาออกของ reactor

รูปที่ ๒ วาล์ว 1 เมื่ออยู่ในตำแหน่งฉีดแก๊สตัวอย่างใน sampling loop เข้าคอลัมน์ GC

รูปที่ ๓ วาล์ว 2 เมื่ออยู่ในตำแหน่งให้แก๊สจากวาล์ว 1 ตรงไปยัง ECD

รูปที่ ๔ วาล์ว 2 เมื่ออยู่ในตำแหน่งให้แก๊สจากวาล์ว 1 ระบายทิ้งโดยไม่ผ่าน ECD