CH03이동상 준비와 펌프 조작

학습 목표#

• HPLC 등급 용매 · 초순수를 쓰는 이유와 여과(0.45 µm / 0.2 µm) · 탈기의 목적을 설명할 수 있습니다.
• 물/메탄올 · 물/아세토니트릴을 섞을 때의 부피 수축 · 열 출입을 알고, 성분별로 따로 재서 섞는 순서로 이동상을 만들 수 있습니다.
• 시뮬레이터의 용매 관리 화면에서 흡입 필터를 옮기고, 병 라벨 · 용매 종류 · 잔량 · 폐액 경고를 등록할 수 있습니다.
• 퍼지 밸브 열기 → 채널별 퍼지 → 유속 낮추기 → 퍼지 밸브 닫기 순서로 기포를 빼내고, 닫은 뒤의 압력 변화를 설명할 수 있습니다.
• 펌프의 유속 · 조성 · 압력 한계를 설정하고, Python 으로 압력 로그의 평균 · 표준편차 · RSD 를 구해 안정화 여부를 판정할 수 있습니다.

이론#

1교시 — 이동상 준비와 용매병 교체#

이 단원에서 할 일#

이동상(mobile phase)은 펌프가 밀어 보내는 용매입니다. 펌프 · 컬럼 · 검출기는 모두 이동상이 깨끗하고 기포가 없다는 전제로 동작합니다. 이번 단원에서는 이동상을 만드는 법(재료 · 여과 · 탈기 · 혼합 순서)을 배우고, 시뮬레이터에서 용매병을 바꾸고 등록하는 절차를 따라 합니다. 마지막으로 Python 으로 혼합 이동상의 부피를 계산합니다.

왜 HPLC 등급 용매와 초순수를 쓰는가#

• 초순수는 받아 둔 지 오래되면 공기 중 이산화탄소 · 유기물을 흡수하므로 그날 받은 물을 씁니다.
• 수용액 병(특히 완충액)은 미생물이 잘 자랍니다. ch02 에서 본 대로 라벨에 사용 기한을 적고, 기한이 지나면 새로 만듭니다.

여과와 탈기#

여과(filtration) 는 용매 속 입자를 걸러 내는 일입니다. 입자는 흡입 필터 · 체크 밸브 · 컬럼 입구 프릿(frit)을 막아 압력을 올립니다.

• 멤브레인 재질은 용매에 맞춥니다. 유기 용매에는 녹지 않는 재질(예: 나일론, PTFE)을 고르고, 재질별 호환표를 확인합니다.
• 이미 여과된 HPLC 등급 순수 용매는 실험실 규칙에 따라 여과를 생략하기도 하지만, 직접 녹여 만든 완충액은 반드시 여과합니다.

탈기(degassing) 는 용매에 녹아 있는 공기를 빼는 일입니다. 녹은 공기는 압력이 떨어지는 곳(펌프 흡입 쪽, 검출기 플로셀)에서 기포로 나옵니다.

• 펌프 안에서 기포가 생기면 흡입량이 줄어 유속 · 압력이 흔들립니다(2교시).
• 플로셀에서 기포가 생기면 바탕선에 뾰족한 잡음(spike) 이 생깁니다.
• 1260 쿼터너리 펌프에는 ch02 에서 본 내장 탈기기가 있어 운전 중 계속 탈기합니다. 그래도 섞을 때 생기는 큰 기포를 줄이기 위해, 섞은 뒤 잠시 두거나 초음파로 짧게 탈기하는 실험실이 많습니다.

섞을 때 생기는 일 — 부피 수축과 열#

물과 유기 용매를 섞으면 "700 mL + 300 mL = 1000 mL" 가 되지 않습니다.

그래서 % v/v 이동상은 다음 순서로 만듭니다.

1. 각 성분을 따로 눈금 실린더(메스실린더)로 잽니다. 예: 물 700 mL, 메탄올 300 mL.
2. 깨끗한 용매병에 두 성분을 모두 붓고 섞습니다. 한 성분을 먼저 넣고 다른 성분으로 "1 L 표선까지 채우는" 방식은 쓰지 않습니다(수축분만큼 조성이 달라짐).
3. 첨가제(산 · 완충 성분)는 수용액 쪽에 먼저 녹여 둡니다.
4. 뚜껑을 닫고 실온이 될 때까지 둔 뒤(또는 탈기한 뒤) 장비에 연결합니다.
5. 라벨에 "물:메탄올 = 70:30 (v/v), 따로 재어 혼합" 처럼 만드는 방법까지 적습니다.

완충액(buffer)을 쓸 때 주의할 점#

인산염 같은 염(salt) 이 들어간 완충액은 물에는 잘 녹지만, 유기 용매 비율이 높아지면 녹지 못하고 결정으로 석출됩니다.

• 완충액 채널(A)과 유기 용매 채널(B)을 펌프에서 섞을 때, 조성이 유기 용매 쪽으로 많이 치우치면 펌프 · 캐필러리 · 컬럼 안에서 염이 석출되어 압력이 오르고 막힐 수 있습니다. 석출이 시작되는 비율은 염 종류 · 농도에 따라 다르므로 문헌 값을 확인합니다(확인 필요).
• 분석이 끝나면 완충액이 든 채로 장비를 세워 두지 않습니다. 염이 없는 물(또는 물이 많은 혼합액)로 먼저 씻어 염을 빼낸 뒤 보관용 유기 용매로 바꿉니다.
• 완충액 병에서 100 % 유기 용매로 곧바로 바꾸지 않습니다. 라인 안에 남은 완충액이 유기 용매와 만나 석출됩니다.

용매 관리 화면#

용매 종류 목록에서 고른 값(Water, Methanol, Acetonitrile, Buffer 등)에 따라 시뮬레이터가 점도 · 압력 · UV 바탕선을 계산합니다. 그래서 라벨(사람이 읽는 글) 과 용매 종류(시뮬레이터가 계산에 쓰는 값) 를 둘 다 정확히 넣어야 합니다.

따라하기 — 용매병 교체와 등록#

채널 A 에 물, 채널 B 에 메탄올을 새로 연결한다고 하겠습니다.

1. 펌프가 돌고 있으면 <kbd>F9</kbd> 로 펌프를 끕니다(이벤트 로그에 Pump off). 흐르는 중에 흡입 필터를 빼면 라인에 공기가 들어갑니다.
2. 상단 메뉴에서 <b>모드 › 용매 관리</b>(<kbd>Ctrl</kbd>+<kbd>M</kbd>)를 고릅니다. 3D 뷰가 용매 캐비닛으로 확대되고 A ~ D 영역이 나타납니다.
3. 3D 뷰에서 새 병을 캐비닛 위에 놓습니다: <b>편집 › 병 추가</b>로 1 L 병을 고르면 빈자리에 놓입니다.
4. 기존 병에 꽂힌 채널 A 흡입 필터를 끌어(드래그) 새 병 입구에 놓습니다. 필터가 병 바닥 가까이 잠기는 것을 확인합니다.
5. 채널 카드(A)에서 A 를 클릭하고, 병 정보(B)에 다음을 입력한 뒤 적용(<kbd>Enter</kbd>)을 누릅니다.
   • 병 라벨: A 물 (HPLC 등급) / 용매 종류: Water / 병 용량: 1000 mL / 잔량: 실제로 부은 양 / 조제일 · 조제자
6. 같은 방법으로 채널 B 에 메탄올 병을 연결하고 용매 종류 Methanol 로 등록합니다.
7. 쓰지 않는 채널 C · D 는 카드에서 미사용으로 둡니다. 미사용 채널은 조성에 0 % 만 넣을 수 있습니다.
8. 경고 설정(D)에서 용매 잔량 경고 100 mL, 폐액 경고 80 %, 둘 다 펌프 정지로 정합니다.
9. 폐액 통(C)을 클릭해 용량(예: 4 L)과 현재 양을 확인합니다. 80 % 를 넘었으면 <b>편집 › 폐액 통 비우기</b>로 비웁니다.
10. 용매를 바꾸었으므로 2교시의 퍼지를 해야 합니다. 이벤트 로그에 용매 교체됨: 퍼지 필요 (A, B) 가 떴는지 확인합니다.

3D 시뮬레이터 열기

3D 뷰어 열기

결과 확인#

• 채널 카드 A · B 에 라벨과 잔량 막대가 보이고, C · D 는 미사용 입니다.
• 3D 뷰에서 흡입 필터 A · B 가 각각 새 병 바닥 가까이 잠겨 있습니다.
• 이벤트 로그에 Solvent A: Water 1000 mL registered 같은 등록 줄이 채널마다 하나씩 있습니다.

단축키는 시뮬레이터 버전에 따라 바뀔 수 있습니다. <b>도움말 › 단축키 목록</b>(<kbd>?</kbd>)에서 항상 최신 목록을 확인합니다.

Python 으로 혼합 이동상 계산하기#

% v/v 조성은 섞기 전 각 성분 부피의 비입니다. 목표 부피와 비율에서 성분별 부피를 구하고, 밀도로 질량도 구해 봅니다.

# 혼합 이동상 조성 (% v/v) -> 성분별 부피와 질량
total_mL = 1000                                  # 만들 양 (섞기 전 부피의 합)
ratio = {"물": 70, "메탄올": 30}                 # v/v 비율
density = {"물": 0.997, "메탄올": 0.791}         # g/mL, 약 25 C

s = sum(ratio.values())
for name, r in ratio.items():
    v = total_mL * r / s
    print(f"{name:<4} {r / s * 100:5.1f} %  {v:6.1f} mL  = {v * density[name]:6.1f} g")

# 부피 수축: 섞은 뒤 실제 부피는 합보다 작습니다 (수축률은 가정값)
contraction = 0.025
print(f"\n섞기 전 합 {total_mL} mL -> 섞은 뒤 약 {total_mL * (1 - contraction):.0f} mL "
      f"(수축 {contraction * 100:.1f} % 가정)")

• 수축률 2.5 % 는 설명용 가정값입니다. 실제 값은 비율 · 온도에 따라 다르므로, 정확한 양이 필요하면 조금 넉넉히 만듭니다.
• 메탄올은 물보다 가벼우므로(밀도 약 0.79) 같은 부피라도 질량이 작습니다. 무게로 잴 때 이 차이를 꼭 반영합니다.

2교시 — 퍼지 · 프라이밍과 유속 · 압력 확인#

이 단원에서 할 일#

용매를 바꾼 직후의 라인에는 이전 용매와 공기가 남아 있습니다. 이것을 빼내는 작업이 퍼지(purge)와 프라이밍(priming)입니다. 이번 단원에서는 퍼지 밸브를 열고 채널별로 퍼지한 뒤, 밸브를 닫고 1 mL/min 에서 압력이 안정될 때까지 기다리는 절차를 따라 합니다. 마지막으로 압력 로그를 Python 으로 분석해 "안정"을 숫자로 판정합니다.

퍼지가 필요한 경우#

1. 용매를 바꾼 뒤 — 라인(용매병 → 탈기기 → 펌프) 안에 이전 용매가 남아 있습니다. 1교시 따라하기의 마지막 단계가 여기에 해당합니다.
2. 장비를 오래 쓰지 않은 뒤 — 라인 속 용매가 증발하거나 공기가 스며 기포가 생깁니다. 수용액은 미생물이 자랐을 수도 있습니다.
3. 라인에 기포가 보이거나 압력이 흔들릴 때 — 흡입 튜브에 공기 방울이 보이거나, 압력 그래프에 아래 그림의 오른쪽 같은 톱니가 보일 때입니다.

퍼지 밸브와 유로#

• 퍼지 밸브를 열면 용매는 저항이 거의 없는 폐액 쪽으로 빠집니다. 그래서 높은 유속(예: 5 mL/min)으로 흘려도 압력은 수 bar 에 머뭅니다.
• 같은 유속을 컬럼 쪽으로 흘리면 컬럼의 저항 때문에 압력이 압력 한계를 넘고, 라인 속 기포 · 이전 용매 · 입자가 컬럼으로 들어갑니다. 퍼지할 때 반드시 밸브를 여는 이유입니다.
• 반대로 퍼지를 끝내고 밸브를 닫는 것을 잊으면, 분석 중에도 용매가 폐액으로 빠져 컬럼에는 거의 흐르지 않습니다. 압력이 비정상적으로 낮은 것이 신호입니다(아래 오류 3번).

퍼지 순서#

시뮬레이터 기본값은 퍼지 유속 5 mL/min, 채널당 3분입니다. 실물 장비의 권장 유속 · 시간은 펌프 모델과 실험실 SOP 를 따릅니다(사용자 설명서 확인).

1. 펌프를 끈 상태에서 퍼지 밸브 손잡이를 반시계 방향으로 1 ~ 2 바퀴 돌려 엽니다.
2. 조성을 퍼지할 채널 100 % 로 놓고(예: %A 100) 퍼지 유속으로 흘립니다. 흡입 튜브 속 기포가 펌프 쪽으로 빨려 들어가 사라지는 것을 봅니다.
3. 정한 시간이 지나면 다음 채널(%B 100)로 바꿔 같은 방법으로 퍼지합니다. 쓰는 채널을 모두 차례로 퍼지합니다.
4. 유속을 운전 유속(예: 1 mL/min) 이하로 낮추거나 0 으로 한 뒤, 퍼지 밸브를 시계 방향으로 끝까지 손으로 닫습니다.
5. 운전 조성(예: %A 70 / %B 30)과 유속을 넣고 압력이 오르는 것을 확인합니다.

펌프 제어 화면#

압력 리플과 안정화 판단#

펌프는 피스톤이 왕복하며 용매를 밀어 내므로, 압력에는 피스톤 주기에 맞춘 작은 흔들림이 늘 있습니다. 이것을 압력 리플(ripple) 이라고 합니다.

이 시뮬레이터는 다음 두 조건을 모두 만족하면 E 영역에 ● 안정 을 표시합니다(시뮬레이터 기준값 — 실험실마다 다름).

1. 최근 30 s 창의 RSD(상대표준편차 = 표준편차 ÷ 평균 × 100) 가 0.5 % 이하
2. 바로 앞 30 s 창과 평균 차이가 1 bar 이하(아직 오르는 중인 "드리프트"가 없음)

• 같은 유속이라도 압력 값 자체는 이동상 · 컬럼 · 온도에 따라 다릅니다. 물/메탄올 혼합액은 순수한 물이나 메탄올보다 점도가 커서 압력이 더 높게 나옵니다.
• 그래서 "몇 bar 이면 정상" 보다 "그 조건에서 늘 보던 값과 같고, 흔들림이 작은가" 로 판단합니다. 시스템 적합성 기준은 ch07 에서 다룹니다.

따라하기 — 퍼지하고 1 mL/min 에서 안정 확인#

1. <b>모드 › 펌프 제어</b>(<kbd>Ctrl</kbd>+<kbd>Shift</kbd>+<kbd>F</kbd>)를 고릅니다. A ~ E 영역이 나타납니다.
2. 3D 뷰에서 펌프 앞판을 열고(펌프 선택 후 <kbd>O</kbd>) 퍼지 밸브 손잡이를 클릭합니다. 손잡이가 강조되면 <kbd>[</kbd> 를 눌러 반시계 방향으로 엽니다(마우스 휠을 아래로 굴려도 됨). 이벤트 로그에 Purge valve open 이 뜹니다.
3. 퍼지 설정(D)에서 퍼지 유속 5.0 mL/min, 채널 A · B 각 3 min, C · D 0 min 을 넣고 퍼지 시작을 누릅니다.
4. 퍼지가 진행되는 동안 3D 뷰에서 흡입 튜브 A 의 기포가 사라지는지, E 그래프의 압력이 수 bar 에 머무는지 봅니다.
5. 퍼지가 끝나면(로그에 Purge completed) 유속이 자동으로 0 이 됩니다. 수동으로 퍼지했다면 유속(A)에 0 을 넣습니다.
6. 퍼지 밸브 손잡이를 클릭하고 <kbd>]</kbd> 를 눌러 시계 방향으로 닫습니다. 로그에 Purge valve closed.
7. 압력 한계(C)를 최대 400 bar, 최소 5 bar 로 확인합니다(이번 차시 실습용 값).
8. 조성(B)에 %A 70, %B 30, 유속(A)에 1.000 을 넣고 <kbd>Enter</kbd> 를 누릅니다. 펌프가 꺼져 있으면 <kbd>F9</kbd> 로 켭니다.
9. E 그래프에서 압력이 오르다 평평해지고 ● 안정 이 뜰 때까지 기다립니다.
10. <b>파일 › 그래프 내보내기 › PNG</b>(<kbd>Ctrl</kbd>+<kbd>Shift</kbd>+<kbd>S</kbd>)로 그래프를 저장하고, 같은 메뉴의 CSV 로 압력 로그도 저장합니다.

결과 확인#

• 이벤트 로그가 Purge valve open → Purge A → Purge B → Purge completed → Purge valve closed 순서입니다.
• 퍼지 밸브를 닫은 뒤 압력이 수 bar 에서 운전 압력까지 올랐습니다. 오르지 않았다면 밸브가 덜 닫혔습니다.
• E 영역에 ● 안정 과 RSD 0.5 % 이하가 보입니다.

Python 으로 압력 안정화 판정하기#

시뮬레이터가 E 영역에서 하는 판정을 직접 해 봅니다. 압력 로그를 30 s 창으로 나누고 창마다 평균 · 표준편차 · RSD 와 앞 창과의 평균 차이를 구합니다.

import numpy as np

# 시뮬레이터 CSV 와 같은 형식의 압력 로그를 만듭니다 (0.5 s 간격, 5분).
rng = np.random.default_rng(7)
dt = 0.5
t = np.arange(0, 300, dt)
pressure = 120 * (1 - np.exp(-t / 40)) + rng.normal(0, 0.4, t.size)

window_s = 30
n = int(window_s / dt)              # 창 하나의 점 개수
RSD_LIMIT = 0.5                     # %
DRIFT_LIMIT = 1.0                   # bar, 앞 창과 평균 차이

prev_mean = None
for start in range(0, t.size - n + 1, n):
    w = pressure[start:start + n]
    mean, sd = w.mean(), w.std(ddof=1)
    rsd = sd / mean * 100
    drift = abs(mean - prev_mean) if prev_mean is not None else float("nan")
    stable = rsd <= RSD_LIMIT and drift <= DRIFT_LIMIT
    print(f"{t[start]:5.0f}-{t[start] + window_s:3.0f} s  평균 {mean:6.1f} bar  "
          f"SD {sd:4.2f}  RSD {rsd:5.2f} %  변화 {drift:5.2f}  {'안정' if stable else '-'}")
    prev_mean = mean

• 150 ~ 180 s 창은 RSD 가 0.5 % 아래로 내려왔지만 평균이 아직 2 bar 넘게 오르는 중이라 안정이 아닙니다. RSD 만 보면 이런 "느린 상승"을 놓칩니다.
• w.std(ddof=1) 은 표본 표준편차입니다. 점이 60개쯤이면 ddof=0 과 차이가 작지만, 실험실 보고서에는 보통 표본 표준편차를 씁니다.

실습 (시뮬레이터)#

# 실습 A: 70:30 (v/v) 이동상과 채널별 필요량
total_mL = 1000
ratio = {"A 물": 70, "B 메탄올": 30}
density = {"A 물": 0.997, "B 메탄올": 0.791}    # g/mL

# 1) 미리 섞어 1 L 를 만든다면
for name, r in ratio.items():
    v = 0          # TODO: 성분 부피 (mL)
    m = 0          # TODO: 성분 질량 (g)
    print(f"{name:<6} {v:6.1f} mL  {m:6.1f} g")

# 2) 펌프가 섞는다면: 1 mL/min x 240 min 동안 채널별 사용량
flow_mL_min, run_min = 1.0, 240
warn_mL = 100                                  # 잔량 경고 수준
for name, r in ratio.items():
    used = 0       # TODO: 이 채널이 쓰는 양 (mL)
    need = 0       # TODO: 경고 없이 끝나려면 병에 있어야 할 최소량
    print(f"{name:<6} 사용 {used:5.0f} mL  최소 {need:5.0f} mL")

total_mL = 1000
ratio = {"A 물": 70, "B 메탄올": 30}
density = {"A 물": 0.997, "B 메탄올": 0.791}

s = sum(ratio.values())
print("[미리 섞을 때]")
for name, r in ratio.items():
    v = total_mL * r / s
    m = v * density[name]
    print(f"{name:<6} {v:6.1f} mL  {m:6.1f} g")

flow_mL_min, run_min = 1.0, 240
warn_mL = 100
print("[펌프가 섞을 때, 1 mL/min x 240 min]")
for name, r in ratio.items():
    used = flow_mL_min * run_min * r / s
    need = used + warn_mL
    print(f"{name:<6} 사용 {used:5.0f} mL  최소 {need:5.0f} mL")

import numpy as np

capacity_mL = 4000
now_mL = 2560
warn_ratio = 0.80

purge_mL = 0           # TODO: 퍼지로 나가는 양 (5 mL/min x 2채널 x 3 min)
flow_mL_min = 1.0

room_mL = 0            # TODO: 경고 수준까지 남은 양 (퍼지 후)
minutes = 0            # TODO: 분석 시작 후 경고까지 걸리는 시간 (min)
print(f"퍼지 {purge_mL} mL, 경고까지 남은 양 {room_mL:.0f} mL")
print(f"분석 시작 후 약 {minutes:.0f} 분 ({minutes / 60:.1f} 시간) 뒤 폐액 경고")

import numpy as np

capacity_mL = 4000
now_mL = 2560
warn_ratio = 0.80

purge_mL = 5 * 2 * 3
flow_mL_min = 1.0

room_mL = capacity_mL * warn_ratio - (now_mL + purge_mL)
minutes = room_mL / flow_mL_min
print(f"퍼지 {purge_mL} mL, 경고까지 남은 양 {room_mL:.0f} mL")
print(f"분석 시작 후 약 {minutes:.0f} 분 ({minutes / 60:.1f} 시간) 뒤 폐액 경고")

# 시간에 따른 폐액 양 (2시간 간격)
for h in np.arange(0, 12, 2):
    level = now_mL + purge_mL + flow_mL_min * 60 * h
    print(f"{h:4.0f} h  {level:6.0f} mL  {level / capacity_mL * 100:5.1f} %")

import numpy as np

# 퍼지 전(기포) / 퍼지 후 압력 로그 예시 - 시뮬레이터 CSV 의 압력 열과 같은 형식
rng = np.random.default_rng(11)
dt = 0.5
t = np.arange(0, 60, dt)                       # 마지막 60 s
stroke_s = 1.2                                 # 피스톤 주기 (가정값)
before = 112 + rng.normal(0, 0.4, t.size)
dip = (t % stroke_s) < 0.5
before[dip] -= rng.uniform(4, 14, dip.sum())  # 기포: 주기마다 아래로 꺼짐
after = 120 + rng.normal(0, 0.4, t.size)

def judge(p, rsd_limit=0.5):
    # TODO: 평균, 표준편차(ddof=1), RSD(%), 최댓값-최솟값 을 구하고
    #       RSD 가 rsd_limit 이하면 "안정", 아니면 "불안정" 을 돌려주세요
    mean = sd = rsd = span = 0
    verdict = "?"
    return mean, sd, rsd, span, verdict

for name, p in [("퍼지 전", before), ("퍼지 후", after)]:
    mean, sd, rsd, span, verdict = judge(p)
    print(f"{name}: 평균 {mean:6.1f} bar  SD {sd:5.2f}  RSD {rsd:5.2f} %  "
          f"폭 {span:5.1f} bar  -> {verdict}")

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(11)
dt = 0.5
t = np.arange(0, 60, dt)
stroke_s = 1.2
before = 112 + rng.normal(0, 0.4, t.size)
dip = (t % stroke_s) < 0.5
before[dip] -= rng.uniform(4, 14, dip.sum())
after = 120 + rng.normal(0, 0.4, t.size)

def judge(p, rsd_limit=0.5):
    mean = p.mean()
    sd = p.std(ddof=1)
    rsd = sd / mean * 100
    span = p.max() - p.min()
    verdict = "안정" if rsd <= rsd_limit else "불안정"
    return mean, sd, rsd, span, verdict

for name, p in [("퍼지 전", before), ("퍼지 후", after)]:
    mean, sd, rsd, span, verdict = judge(p)
    print(f"{name}: 평균 {mean:6.1f} bar  SD {sd:5.2f}  RSD {rsd:5.2f} %  "
          f"폭 {span:5.1f} bar  -> {verdict}")

low = before < np.median(before) - 3
print(f"퍼지 전 '꺼짐' 점의 비율: {low.mean() * 100:.0f} % (피스톤 주기마다 반복)")

# 용매 교체 -> 퍼지 -> 펌프 -> 압력 안정 판정을 코드로
import time
import numpy as np
from hplc import HPLC, HPLCError

lc = HPLC()
lc.set_speed(10)

lc.set_solvent("B", "Methanol")          # 새 메탄올 1 L 로 교체
print("B 채널 퍼지 필요?", lc.status()["solvents"]["B"]["needs_purge"])

try:
    lc.purge()                           # 일부러 밸브를 닫은 채 퍼지
except HPLCError as e:
    print("퍼지 실패:", e)

lc.purge_valve(True)                     # [ 키와 같은 동작
lc.purge()                               # 5 mL/min, 3 분 (모의 시간)
lc.purge_valve(False)
print("퍼지 후 B 채널 퍼지 필요?", lc.status()["solvents"]["B"]["needs_purge"])

lc.set_flow(1.0)
lc.set_composition(B=30)
lc.pump_on()

window = []
for i in range(40):                      # 실제 20 초 = 모의 약 200 초
    p = lc.status()["pump"]["pressure"]
    window = (window + [p])[-10:]
    if len(window) == 10:
        rsd = np.std(window, ddof=1) / np.mean(window) * 100
        drift = window[-1] - window[0]
        print("압력 %6.1f bar  RSD %5.2f %%  변화 %+5.1f bar" % (p, rsd, drift))
        if rsd < 0.5 and abs(drift) <= 1.0:
            print("안정 판정: 분석을 시작해도 됩니다.")
            break
    time.sleep(0.5)

lc.pump_off()

자주 나는 오류와 해결#

1) 퍼지 시작을 눌러도 시작되지 않음#

[Pump] Purge not started - purge valve is closed

• 원인: 퍼지 밸브가 닫혀 있습니다. 시뮬레이터는 고유속이 컬럼으로 가는 것을 막기 위해 밸브가 열려 있을 때만 퍼지를 시작합니다.
• 해결: 3D 뷰에서 퍼지 밸브 손잡이를 클릭하고 <kbd>[</kbd> 로 엽니다. 로그에 Purge valve open 이 뜬 뒤 다시 퍼지 시작을 누릅니다.

2) 퍼지 밸브를 닫자마자 펌프가 멈춤#

[Pump] Pressure above upper limit (400 bar) - pump stopped

• 원인: 퍼지 유속(5 mL/min)인 채로 밸브를 닫아, 흐름이 갑자기 컬럼으로 바뀌며 압력이 상한을 넘었습니다.
• 해결: 유속을 0 으로 두고 펌프를 다시 켠 뒤, 운전 유속(1 mL/min)을 넣습니다. 다음부터는 유속 낮추기 → 밸브 닫기 순서를 지킵니다.

최대 압력 한계를 올려서 해결하지 않습니다. 한계는 장비와 컬럼을 지키는 안전장치입니다.

3) 분석 유속인데 압력이 수 bar 에 머묾#

[Pump] Flow 1.000 mL/min  Pressure 4 bar  (expected > 50 bar)

• 원인: 퍼지 밸브가 열려 있거나 덜 닫혔습니다. 또는 펌프 출구 쪽 배관이 빠져 용매가 새고 있습니다.
• 해결: 퍼지 밸브를 <kbd>]</kbd> 로 끝까지 닫습니다. 그래도 낮으면 펌프를 끄고 ch02 의 배관 연결 모드(<kbd>Ctrl</kbd>+<kbd>P</kbd>)에서 연결 검사를 합니다.

4) 압력 하한으로 펌프가 멈춤#

[Pump] Pressure below lower limit (5 bar) - pump stopped
[Solvent] Channel B: inlet filter above liquid level

• 원인: 용매가 바닥나 흡입 필터가 공기를 빨아들였습니다. 펌프 헤드가 공기로 차서 압력을 만들지 못합니다. 퍼지 중에 최소 한계를 0 으로 내리지 않은 경우에도 같은 오류가 납니다.
• 해결: 병을 채우거나 바꾸고 흡입 필터를 바닥 가까이 넣은 뒤, 용매 관리에서 잔량을 고칩니다. 그다음 해당 채널을 퍼지합니다. 라인이 완전히 말랐다면 프라이밍(<b>펌프 제어 › 퍼지 설정 › 프라이밍</b>)을 먼저 합니다.

5) 조성을 넣었는데 적용되지 않음#

[Pump] Composition must total 100 % (now 95.0 %)
[Pump] Channel C is not in use - set %C to 0

• 원인: %A ~ %D 의 합이 100 % 가 아니거나, 미사용 채널에 값을 넣었습니다.
• 해결: 합을 100.0 으로 맞춥니다. 채널 C 를 쓰려면 먼저 용매 관리(<kbd>Ctrl</kbd>+<kbd>M</kbd>)에서 병을 등록하고 퍼지합니다.

6) 압력이 분석 내내 조금씩 오름 (완충액 사용 시)#

[Solvent] Warning: salt precipitation risk (Buffer A with %B 85)
[Pump] Pressure 152 -> 168 -> 185 bar

• 원인: 완충액 채널과 유기 용매를 유기 용매 비율이 높은 조성으로 섞어 염이 석출되고 있습니다.
• 해결: 시뮬레이터에서는 펌프를 멈추고 시나리오의 세척 절차(염 없는 물로 바꿔 저유속으로 씻기)를 실행합니다.

실물에서는 무리하게 유속을 올리지 말고 담당자에게 알립니다. 막힌 부품의 세척 · 교체는 ch09 에서 다룹니다.

7) 용매 잔량 · 폐액 경고로 펌프가 멈춤#

[Solvent] Channel A below 100 mL - pump stopped
[Waste] Waste container 80 % - pump stopped

• 원인: 경고 설정(D)에서 정한 수준에 이르렀습니다. 잔량을 실제보다 작게(또는 크게) 입력했을 수도 있습니다.
• 해결: 병을 채우거나 폐액 통을 비운 뒤(<b>편집 › 폐액 통 비우기</b>) 용매 관리의 잔량 · 폐액 양을 실제 값으로 고칩니다. 병을 새로 바꿨다면 퍼지합니다.

과제 / 팀 미션#

참고자료#

• Agilent 1260 Infinity II LC 시스템 제품 페이지: https://www.agilent.com/en/product/liquid-chromatography/hplc-systems/analytical-hplc-systems/1260-infinity-ii-lc-system
• Agilent 1260 Infinity II Quaternary Pump (G7111B) User Manual — 퍼지 · 프라이밍 절차, 압력 한계 설정. Agilent 문헌 라이브러리에서 G7111B 로 검색: https://www.agilent.com/en/support
• Agilent, The LC Handbook — Guide to LC Columns and Method Development (이동상 준비 · 완충액 선택): https://www.agilent.com/cs/library/primers/public/LC-Handbook-Complete-2.pdf
• 이 사이트의 도구: Python Playground · 3D 뷰어 · 3D 시뮬레이터
• 이전 차시: ch02 1260 모듈과 배관 연결 이해 · 다음 차시: ch04 샘플러 · 컬럼 · 검출기 설정