วันพุธที่ 27 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๑๑ ผลกระทบจากการเปลี่ยนตำแหน่งของวาล์วตัวที่ ๓ MO Memoir : Wednesday 27 July 2554


Memoir ฉบับนี้เป็นตอนต่อเนื่องจากปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๓๙ วันจันทร์ที่ ๒๕ กรกฎาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๑๐ ผลกระทบจากการเปลี่ยนตำแหน่งของวาล์วตัวที่ ๔" โดยในอังคารที่ผ่านมาเราได้ทดลองคงตำแหน่งวาล์วตัวที่ ๔ ไว้ที่ "0" และทดลองปรับตำแหน่งของวาล์วตัวที่ ๓ (วาล์วฉีดสารตัวอย่าง) ดู ผลออกมาเป็นอย่างไรก็ขอบรรยายไปตามรูปก็แล้วกัน

รูปที่ ๑ เริ่มต้นการวิเคราะห์โดยกำหนดให้วาล์ว ๔ อยู่ในตำแหน่ง "0" ตลอด โดยก่อน run จะให้วาล์ว ๓ อยู่ที่ตำแหน่ง "0" และเมื่อเริ่ม run ก็ให้วาล์ว ๓ ไปที่ตำแหน่ง "1" ทันที (เวลา 0.01 นาที) จากนั้นในนาทีที่ 2.8 จึงให้วาล์ว ๓ เคลื่อนกลับไปที่ตำแหน่ง "0" อุณหภูมิทดลองคือ 80ºC


ในการวิเคราะห์ครั้งที่ ๑ นั้น (1st Run เส้นสีน้ำเงิน) ตั้งเวลาเก็บข้อมูล 25 นาที จะเห็นพีคสองพีคปรากฏที่เวลาก่อน 1 นาทีและหลัง 1 นาทีเล็กน้อย สองพีคนี้เป็นสัญญาณเกิดจากการเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว ๓ จาก "0" เป็น "1" และเมื่อสั่งให้วาล์ว ๓ เปลี่ยนตำแหน่งจาก "1" กลับเป็น "0" ที่เวลา 2.8 นาทีก็จะมีพีคที่สองเกิดขึ้น ที่น่าแปลกคือที่เวลาประมาณ 17 นาทีกลับมีการเคลื่อนของ base line อันเป็นผลจากการวิเคราะห์ครั้งที่ ๑ จึงทำให้เส้นกราฟของการวิเคราะห์ครั้งที่ ๒ (เส้นสีส้ม) ที่ทำต่อจากครั้งที่ ๑ มีลักษณะเคลื่อนตัวลงเพราะไม่ได้รอให้สัญญาณกลับมาที่ base line เดิมก่อน และในการวิเคราะห์ครั้งที่ ๓ ก็ไม่ได้รอให้สัญญาณกลับมาที่ base line สัญญาณที่เห็นจึงอยู่ในระดับที่สูงกว่าสองสัญญาณก่อนหน้า เพราะสัญญาณจากครั้งที่ ๓ นี้ซ้อนอยู่บนส่วนหางของการวิเคราะห์ครั้งที่ ๒ (สัญญาณที่เคลื่อนตัวสูงขึ้นเมื่อเวลาประมาณ 17 นาทีหลังการวิเคราะห์ครั้งที่ ๒)

รูปที่ ๒ เป็นการทดลองต่อจากรูปที่ ๑ โดยกลับไปใช้ตำแหน่งวาล์วตามที่ช่างของทางบริษัทตั้งเอาไว้ใน method เดิม คือก่อนเริ่มการวิเคราะห์นั้นวาล์ว ๓ อยู่ในตำแหน่ง "0" วาล์ว ๔ อยู่ในตำแหน่ง "1" ตลอด และเมื่อเริ่ม run ก็ให้วาล์ว ๓ ไปที่ตำแหน่ง "1" ทันที จากนั้นในนาทีที่ 2.0 ก็ให้วาล์ว ๔ เปลี่ยนไปยังตำแหน่ง "0" และนาทีที่ 2.8 ให้วาล์ว ๓ เคลื่อนกลับไปที่ตำแหน่ง "0" และนาทีที่ 8.5 ให้วาล์ว ๔ เคลื่อนกลับไปยังตำแหน่ง "1" อุณหภูมิทดลองคือ 80ºC
ตำแหน่งวาล์วต่าง ๆ เป็นดังนี้

ก่อนการวิเคราะห์ ก่อนเวลา 0.00 นาที วาล์ว ๓ "0" วาล์ว ๔ "1"

เวลา 0.01 นาที วาล์ว ๓ "1"

เวลา 2.00 นาที วาล์ว ๔ "0"

เวลา 2.80 นาที วาล์ว ๓ "0"

เวลา 8.50 นาที วาล์ว ๔ "0"

การทดลองถัดมาเป็นการกลับไปใช้ลำดับการเปลี่ยนตำแหน่งวาล์วตามที่ทางช่างของทางบริษัทตั้งเอาไว้ให้ การทดลองนี้ทำไปเพื่อระบุพีคที่เกิดจากการเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว จะได้นำไปหักออกจากพีคที่เกิดจากสารตัวอย่าง ผลที่ได้นั้นแสดงไว้ในรูปที่ ๒ ตอนเริ่มการวิเคราะห์ครั้งที่ ๔ (4th Injection) ไม่ได้รอให้สัญญาณกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิมก่อน ส่วนในฉีดครั้งที่ ๕ และ ๖ นั้น (5th Injection และ 6th Injection) ได้รอให้สัญญาณกลับคืนตำแหน่งเดิมก่อนจึงเริ่มการทดลอง
ข้อสงสัยที่ตกค้างมาจากรูปที่ ๑ ของ Memoir ฉบับที่ ๓๓๙ คือสัญญาณที่ปรากฏก่อนพีคที่เวลา 14 นาที (ที่ระบุด้วยเส้นประสีแดง) จะเห็นว่าทำซ้ำไม่ได้ ทำให้สงสัยว่าคงเป็นสัญญาณจากสารที่ตกค้างอยู่ในคอลัมน์และเคลื่อนตัวออกมาเป็นระยะเมื่อทำการทดลองโดยใช้อุณหภูมิคอลัมน์ไม่สูงพอ เพราะพอทำการทดลองที่อุณหภูมิสูงขึ้น (120ºC) ก็ไม่พบการปรากฏตัวของสัญญาณดังกล่าวในช่วงเวลาดังกล่าว
การที่ไม่เห็นสัญญาณจากการจากการขยับวาล์ว ๓ ในช่วง 2 นาทีแรกเป็นเพราะในช่วงนั้นวาล์ว ๔ อยู่ที่ตำแหน่ง "1" ซึ่งทำให้แก๊สที่ออกมาจากวาล์ว ๓ ถูกปล่อยทิ้งออกไป ไม่ได้ไหลเข้า PDD พีคแรกที่เกิดหลังเวลา 2 นาทีเล็กน้อยควรเป็นพีคที่เกิดจากการที่วาล์ว ๔ เปลี่ยนตำแหน่งจาก "1" เป็น "0" ที่เวลา 2.0 นาที ส่วนพีคก่อนเวลา 4 นาทีเล็กน้อยนั้นคาดว่าเป็นพีคทีเกิดจากการเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว ๓ จาก "1" เป็น "0" ที่เวลา 2.8 นาที บริเวณที่ทางเจ้าหน้าที่บริษัทบอกว่าเป็นพีค NH3 (ในกรอบสี่เหลี่ยมสีเขียว) นั้นจะกล่าวอีกครั้งในรูปที่ ๓

ส่วนสัญญาณในช่วงเวลาประมาณ 10.5-13.5 นาทีนั้นคาดว่าเป็นสัญญาณที่เกิดจากสิ่งที่ตกค้างในคอลัมน์ ซึ่งจะออกมาอย่างช้า ๆ ที่อุณหภูมิต่ำ เพราะพอทดลองที่อุณหภูมิสูงขึ้น (เช่นที่ 120ºC) กลับไม่พบสัญญาณดังกล่าว (ดูรูปที่ ๓ ใน Memoir ฉบับที่ ๓๓๙ ซึ่งจะเห็นว่าระหว่างเวลา 8.5 นาทีซึ่งเป็นจังหวะที่วาล์ว ๔ เปลี่ยนตำแหน่งจาก "0" เป็น "1" ไปจนถึงตำแหน่งที่เกิดพีคของวาล์ว ๔ (ที่เวลาประมาณ 10 นาที) ลักษณะเส้นสัญญาณจะซ้ำเดิมอยู่)

รูปที่ ๓ ภาพขยายของบริเวณที่ตีกรอบสี่เหลี่ยมสีเขียวในรูปที่ ๒

พีคตรงลูกศรสีเขียวชี้ในรูปที่ ๓ คือพีคที่เป็นปัญหาที่ได้กล่าวไว้ใน Memoir ฉบับที่ ๓๓๙ ตรงรูปที่ ๒ ซึ่งผลการตรวจสอบครั้งหลังนี้ยืนยันว่าพีคดังกล่าวเกิดขึ้นจากการขยับตัวของวาล์ว ๓ เพราะทั้งตำแหน่งเวลาที่ปรากฏและความสูงของพีคที่ปรากฏนั้นตรงกันหมด การทดสอบนี้เป็นการยืนยันว่าสิ่งที่เราได้รับแจ้งว่าเป็นพีคของ NH3 นั้นแท้ที่จริงแล้วไม่ใช่ แต่เป็นพีคที่เกิดจากการขยับตัวของวาล์ว

เนื่องจากเราไม่ทราบแน่นอนว่า NH3 จะออกมาที่เวลาใด สิ่งที่ได้วางแผนกันไว้ก็คือจะคงตำแหน่งวาล์ว ๔ ไว้ที่ "0" ตลอดการวิเคราะห์ ส่วนวาล์ว ๓ นั้นเมื่อเริ่มการวิเคราะห์ก็จะให้เปลี่ยนจากตำแหน่ง "0" (เก็บตัวอย่าง) มาเป็นตำแหน่ง "1" (ฉีดตัวอย่าง) และให้คงไว้ที่ตำแหน่ง "1" จนกว่าการวิเคราะห์จะสิ้นสุด (ซึ่งก็ไม่รู้ว่าจะใช้เวลาเท่าใด) จากนั้นจึงให้เคลื่อนตัวกลับมาที่ตำแหน่ง "0" ใหม่ (เพื่อเก็บตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ครั้งต่อไป)
ในการฉีดครั้งที่ 8-10 นั้นกำหนดให้วาล์ว ๓ เคลื่อนตัวกลับตำแหน่ง "0" ที่เวลา 20 นาที ส่วนการฉีดครั้งที่ 11 นั้นกำหนดให้วาล์ว ๓ เคลื่อนตัวกลับตำแหน่ง "0" ที่เวลา 15 นาที ผลการวิเคราะห์ที่ได้แสดงไว้ในรูปที่ ๔ ในหน้าถัดไป เหตุผลที่ต้องแยกเป็นสองรูปก็เพราะข้อมูลที่แปลงมาจากเครื่อง GC มีระยะสเกลแกน x ที่แตกต่างกันอยู่ และจำนวนจุดข้อมูลก็มีมาก (ประมาณ 17,000-34,000 จุดต่อโครมาโทแกรมหนึ่งเส้น) จนกระทั่งไม่สามารถนำข้อมูลมาวางเหลื่อมซ้อนกันเพื่อวาดกราฟในรูปเดียวกันได้


ส่วนผลการฉีดครั้งที่ 12-14 ที่เป็นการทดสอบที่อุณหภูมิ 120ºC และการฉีดครั้งที่ 15-18 ที่เป็นการฉีดอากาศและทดสอบที่อุณหภูมิ 120ºC นั้นคงต้องขอยกยอดไปในฉบับต่อไป (ผม export ข้อมูลออกมาดูเรียบร้อยแล้ว) สำหรับวันนี้ได้ทำการทดลองฉีดแก๊สตัวอย่างที่มี NH3 ผสมอยู่โดยความช่วยเหลือของหนุ่มน้อยนักแม่นปืนและกำลังลุ้นตัวโก่งอยู่ว่าพีคที่เห็นนั้นเป็นพีคของ NH3 หรือไม่ ซึ่งหวังว่าคงจะทราบผลได้ในวันพรุ่งนี้
รูปที่ ๔ ผลจากการฉีดครั้งที่ 8-11 โดยตั้งวาล์ว ๔ ไว้ที่ตำแหน่ง "0" ตลอดการวิเคราะห์ อุณหภูมิทดลองคือ 80ºC
ตำแหน่งวาล์วต่าง ๆ เป็นดังนี้
ก่อนการวิเคราะห์ ก่อนเวลา 0.00 นาที วาล์ว ๓ "0" วาล์ว ๔ "1"
เวลา 0.01 นาที วาล์ว ๓ "1"
เวลา 2.00 นาที วาล์ว ๔ "0"
การฉีดครั้งที่ 8-10 เวลา 20.00 นาที วาล์ว ๓ "0"
การฉีดครั้งที่ 11 เวลา 15.00 นาที วาล์ว ๓ "0"