Instrumentação Analítica SENAI-SP

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IAN – Instrumentação Analítica IAN – Instrumentação Analítica

Instrumentação Analítica

Trabalho elaborado e editorado pela Escola Senai “Antônio Souza Noschese” do Departamento Regional de São Paulo.

Elaboração Pedro Alexandre Pereira Simões

Escola SENAI “Antônio Souza Noschese” Av. Almirante Saldanha da Gama, 145 CEP: 11030-401 – Ponta da Praia – Santos-SP Fone (0XX13) 3261-6000 Fax (0XX13) 3261-2394 E-mail: senaisantos@sp.senai.br Home page: w.sp.senai.br/santos

Sumário

Sumário 5 1.2 Instrumentação Analítica 7 1.3 Classificação 8 1.4 Sistema de Amostragem 9 1.5 Desempenho do Sistema Analítico 1 1.6 Principais Partes do Analisador 12 2.1 Introdução 13 2.2 Teoria de Funcionamento 13 2.3 Métodos de Medição 19 2.4 Aplicação 21 2.5 Descrição do Analisador por Condutibilidade Térmica (Modelo: Caldos 4T - HARTMANN & BRAUN) 24 3.1 Introdução 29 3.2 Teoria de funcionamento 29 3.1 Tipos de analisadores 35 3.4 Elementos do analisador 38 3.4.6 Sistema eletrônico 46 3.5 Aplicação 47 3.6 Generalidades 48 3.7 Calibração 49 4.1 Introdução 50 4.2 Princípio de funcionamento 50 4.3 Características Operacionais 5 5.1 Introdução 59 5.2 Teoria de Funcionamento 59 5.3 Tipos de Analisadores 67 5.4 Aplicação 76 5.5 Descrição do Analisador por Paramagnétismo - Modelo:541 A/B SERVOMEX SYBRON TAYLOR. 78 6.1 Introdução 82 6.2 Teoria de funcionamento 83

6.3 Elementos de um analisador por cromatografia 89 6.4 Aplicação 104 6.5 Descrição do analisador de gás por cromatografia (modelo 671O Beckman) 106 7.1 Introdução 121 7.2 Teoria de funcionamento 122 7.3 Tipos de analisadores de umidade 137 7.4 Aplicação 147 7.5 Descrição do analisador de umidade por Célula Capacitiva 149 7.6 Descrição do analisador de umidade por célula eletrolítica de ácido fosfórico (modelo: 340 Beckman) 152 7.7 Descrição do analisador de umidade por célula a cloreto de lítio (modelo 2781 - Foxboro) 155 8.1 Introdução 159 8.2 Teoria de funcionamento 159 8.3 Métodos de medição 161 O pH de uma solução é medido por dois métodos: 161 8.4 Potencial de assimetria 167 8.5 Elementos de um analisador 167 8.6 Aplicação 171 8.7 Descrição do transmissor de pH (modelo: DL-11BN Actron) 172 9.1 Introdução 177 9.2 Teoria de funcionamento 177 9.3 Sistemas de medição 180 9.4 Elementos do analisador com células tipo eletrodo 183 Os analisadores de condutividade elétrica são compostos, normalmente, por uma célula e um transmissor. 183 9.5 Aplicação 184 9.6 Descrição do analisador de condutividade (modelo EC-28-Actron) 186

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1. Sistema de Amostragem

1.1 Introdução Os sistemas de análise industriais englobam, geralmente, os seguintes elementos:

Instrumento de análise ou analisador - Equipamento relativamente sofisticado, de operação automática e independente, que tem a finalidade de medir uma ou mais características de uma amostra do processo que por ele flui continuamente.

Sistema de amostragem - Equipamento pouco sofisticado de operação (em geral automática) cuja finalidade é retirar, continuamente, do processo, uma amostra, enviando-a, após preparação, ao analisador.

Os analisadores são construídos, geralmente, de modo a receberem uma amostra dentro de certas condições padronizadas de pressão, temperatura, umidade, poeira e corrosividade. As condições da amostra do processo seguem, geralmente, padrões estabelecidos pelo analisador. O sistema de amostragem age como elo de ligação entre o processo e o analisador, transformando um fluxo, inicialmente impróprio para análise, em uma amostra representativa e perfeitamente mensurável. Devido à infinidade de processos existentes nas indústrias existe, conseqüentemente, uma variedade de sistemas de amostragem, cada qual adaptado às condições peculiares da amostra a ser analisada.

1.2 Instrumentação Analítica

1.2.1 Conceitos Gerais

Análise Qualitativa É a determinação dos componentes de uma mistura sólida, líquida ou gasosa.

Análise Quantitativa É a determinação da quantidade de cada componente de uma amostra. É expressa em concentração numa das seguintes unidades:

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% Vol, g/m3 , ppm Vol, ppb Vol

1.3 Classificação

Sistema Analítico 1.3.1 Sistema Analítico de Processo

Descrição

O sistema analítico de processo é composto por um equipamento ou conjunto de equipamentos que possibilitam a medição de uma variável analítica.

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Função do Analisador Fornecer dados para que, através da intervenção do homem ou de controle automático, seja possível:

Manter a segurança de homens e equipamentos; Otimizar a eficiência de equipamentos; Melhorar/manter a qualidade de produtos fabricados; Monitorar as condições ambientais em um meio; Otimizar a manipulação e o tratamento de efluentes industriais.

1.4 Sistema de Amostragem O sistema de amostragem é constituído por um conjunto de equipamentos de funcionamento automático que visam ao fornecimento contínuo da amostra a ser analisada em condições físicas e químicas compatíveis com sensor dos instrumentos analíticos sem que a mesma perca suas características.

1.4.1 Função do Sistema de Amostragem O sistema de amostragem, de acordo com o tipo de processo, pode desempenhar as seguintes funções:

Captação da amostra;

Transporte da amostra; Condicionamento da amostra;

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Descarte/ reprocesso da amostra; Admissão de padrões; Coleta de amostra para comparação.

Não existe um sistema de amostragem padrão que possa ser utilizado indistintamente para qualquer aplicação. Na realidade, o que existe é uma grande diversidade de sistemas de amostragem adequados aos inúmeros processos e tipos de analisadores .

1.4.2 Equipamentos do Sistema de Amostragem

Os equipamentos do sistema de amostragem são compostos, em sua maioria, por dispositivos mecânicos e eletromecânicos.

Esses equipamentos apresentam uma construção mais simples que a de outros instrumentos utilizados em malhas de controle.

Os principais tipos de equipamentos que compõem os sistemas de amostragem são apresentados na tabela a seguir:

Denominação Função Comentário

Sonda Retirar amostra do processo

Existem vários tipos. Os mais utilizados são: sonda simples, sonda com filtro e sonda refrigerada

Câmara

Possibilitar o contato de amostras líquidas com eletrodos de pH, condutivímetro, etc.

Existem três tipos: câmara de imersão, câmara de operação em linha e câmara de inserção

Tubulação de amostragem

Transportar a amostra ao longo do sistema de amostragem

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