Analytica 98

artigo 1
Imagem ilustrativa
Autores:
Dr. Vanjoaldo dos Reis Lopes Neto* 1
Dr. Leonardo Sena Gomes Teixeira 2
Dr. Luiz Carlos Lobato dos Santos 3
MsC. Márcio Luís de Souza Borges 4
Juscély Santos Carvalho 1
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REVISTA ANALYTICA - DEZ/JAN 19
busca por projeções mais confiáveis,
a modelagem é constantemente retroalimentada
com os resultados da
bancada, principalmente nos casos
de divergência, onde a modelagem
indica uma tendência e o laboratório
comprova resultado diferente.
Para avançar, foram desenvolvidos
os sistemas at-line, que empregam
metodologias sensoriais, onde o
equipamento de medição é inserido
periodicamente, ou quando necessário,
em um ponto pré-determinado da
linha de produção, utilizando-se de
válvulas de amostragem específicas
para esta finalidade. Normalmente,
assim que o operador visualiza o resultado
no display do aparelho, ele
o informa, via rádio, para a sala de
controle. Estes equipamentos apresentam
desvantagens, tais como: a
necessidade de disponibilização de
um técnico para execução destas
tarefas (MOREIRA, 2011); equipamentos
não robustos para ficarem
permanentemente instalados na área
operacional; inexistência de sistema
de comunicação instrumento e sala
de controle; e problema ambiental,
principalmente, em correntes gasosas,
já que a amostra é purgada
para o ambiente, sem qualquer tratamento
prévio. O sistema at-line (B),
observado na Figura 2, determina o
teor de água no reator, injetada no
sistema para parar a reação de polimerização.
Diante da necessidade de monitoramentos
mais rápidos, foram
criados analisadores on-line automatizados,
instalados diretamente
na planta e dedicados à determinada
corrente do processo. Nestes sistemas,
uma porção da corrente a ser
investigada é enviada diretamente
para o instrumento analítico. Estes
sistemas podem ser subdivididos
em dois conjuntos: os intermitentes,
onde periodicamente uma porção do
fluxo é transferida para o analisador;
e os contínuos, em que uma porção
da amostra passa ininterruptamente
por uma câmara de medição, gerando
resultados contínuos (TREVISAN e
POPPI, 2006). Em ambos os casos,
pelo menos uma grande parte da
corrente desviada pode ser reciclada.
Nestes sistemas, são necessários
sistemas auxiliares para condicionar
e preparar amostras (redução e estabilização
da pressão, por exemplo),
limpeza do equipamento analítico
pós-análise, controle de temperatura
das análises, calibração e purga de
amostra. Qualquer falha neste sistema
poderá ocasionar em dados incorretos
gerados pelo analisador.
Na produção de PE, cromatografos
on line podem ser utilizados
para verificação da proporção dos
gases reacionais (hidrogênio, eteno
e buteno/hexeno) (Figura 2 (C)). Por
serem obtidos de forma mais rápida,
esta informação pode alimentar
modelagens quimiométricas de
propriedades que são determinadas
exclusivamente em sistemas off-line,
tais como a densidade e a massa
molecular média do PE. Apesar de
diminuírem o tempo de análise e
possibilitar feedback automático, os
cromatógrafos necessitam de sistema
de amostragem, que pode causar
delay no tempo de resposta e
ter problemas de representatividade,
caso não seja construído de maneira
correta. Cromatógrafos on line são
equipamentos muito usados em processos
petroquímicos.
Para os analisadores in situ, em geral,
os sistemas de condicionamento
de amostra são desnecessários, pois
o elemento sensor é instalado em
contato direto com a corrente do processo,
no interior do processo (linha
de produção, vaso, reator, chaminé,
etc.). Sistemas de comunicação de
dados são acoplados ao equipamento,
garantindo acompanhando do
processo em tempo real (TREVISAN
e POPPI, 2006). Um exemplo de analisador
in situ está representado na
Figura 2 (D) pelo acompanhamento
da concentração de oxigênio, um veneno
para catalisadores Ziegler-Natta,
na corrente de nitrogênio através
de analisadores paramagnéticos.
Como estão in situ, os pré-requisitos
de instalação (especificação) devem
ser profundamente conhecidos e
estudados antes da instalação para
evitar desgastes, obstruções e erros
nos resultados causados por interferentes
(químicos e/ou físicos). Para
garantir a confiabilidade dos resultados,
os equipamentos instalados in
situ devem ter robustez suficiente e
passar por calibrações e manutenções
periódicas, de preferência em
intervalos grandes em paradas operacionais.
Nos sistemas non-invasive, utiliza-se
a estratégia que acopla um
sensor fora da linha da amostra, de
modo que não entre em contato e
nem consome a amostra. Assim, o
sensor não estará exposto às condições
extremas de temperatura e
pressão e não se contaminará com a
amostra (OLIVEIRA, 1991; TREVISAN
e POPPI, 2006). Técnicas espectroscópicas
têm sido aplicadas no desenvolvimento
desses analisadores
(OLIVEIRA, 1991), como analisadores
de oxigênio e monóxido de carbono
em gases de chaminé, que usam
laser com comprimento de onda
específico para estas medições. Um
dos problemas destes sistemas é a
necessidade de a onda eletromagnética
não interagir com o material
que encapsula a amostra. Na Figura
2(E), demonstra-se um detector eletromagnético
de metais, que verifica
se PE ensacado possui partículas
metálicas ferrosas em seu interior,
o que causaria danos no maquinário
transformador (extrusoras, injetoras
ou sopradoras).
2.1 Cromatografos gasosos
on-line
Entre as técnicas de análise, a
cromatografia ocupa um lugar de
destaque graças à incorporação prévia
da etapa de separação, mesmo
para matrizes complexas, junto à
etapa de identificação e/ou medida
das espécies químicas de interesse.
Os métodos cromatográficos podem