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ANÁLISIS INDUSTRIAL Analizadores de procesos de
fases líquidas
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• Muestreo de fases líquidas.
• 1.1. Materiales acuosos y orgánicos.

• Problemas
• Presencia de sólidos.
• Presencia de sistemas multifase (p.e. mezclas de
  líquidos inmiscibles).

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1.2. Materiales metálicos fundidos.

• Problemas
• Estratificación debido a gradientes de
  temperatura.
• Desarrollo de sistemas multifase.
• Heterogeneidades debidas a componentes metálicos
  y óxidos.
• Ejemplos
• Baños de cinc en el procesos de galvanizado.
• Arrabio y acero fundido.
• Industria del aluminio.

2. Analizadores de fases líquidas. 2.1. Sistemas
on-line. 2.1.1. Ventajas.

• Información continua del estado del proceso.
• Detección rápida de alteraciones en el proceso.
• Control de calidad del producto final.
• Optimización del proceso.
• Control automatizado del sistema.
• Reducción de los costes de energía.
• Reducción de la contaminación.
• Mayor seguridad mediante el control del ambiente
  de trabajo.

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2.1.2. Analizadores de procesos de inyección en
flujo.
FIA Directo
Detector
Tanque de reactivo
Sistema de bombeo
Línea de Proceso (muestra)
FIA Inverso
Detector
Sistema de bombeo
Línea de Proceso (muestra)
Reactivo
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2.1.3. Valoradores automáticos de procesos.

• El punto final se detecta mediante medidas
  potenciométricas, amperométricas o fotométricas.
• Las medidas se pueden realizar
• A tiempo controlado se toma el valor tras un
  tiempo predeterminado tras cada adición de
  reactivo valorante.
• A deriva controlada se toma el valor cuando la
  señal alcanza una determinada estabilidad.
• Valoradores de punto final (p.e. Valorador Karl
  Fischer)
• La señal del punto final es conocida y
  reproducible.
• El valorador compara el valor deseado con el
  valor actual y, dependiendo de los parámetros
  preseleccionados, añade el reactivo valorante en
  incrementos de volumen de mayor o menor tamaño
  (valoración rápida).
• Cuando se alcanza el valor deseado (dentro del
  error permitido) el valorador da por concluida la
  valoración.

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• Valoradores digitales
• El reactivo valorante se va añadiendo en
  incrementos de volumen constantes y
  preseleccionados.
• Tras cada adición se mide el incremento de
  señal.
• El punto de equivalencia se determina en base a
  los tres saltos de señal mayores empleando un
  método de interpolación
• VE Vmax ??V

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Preparación muestra
Muestreo
Valoración
Ordenador
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2.1.4. Espectrofotometría fibras ópticas.
Espectrofotómetro con fibras ópticas
Mini-espectrofotómetros
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Detector
Lámpara
Filtro
Fibra óptica
Espejo
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2.2. Sistemas in-line (bio)sensores químicos.
Definición. Un sensor químico es un dispositivo
sencillo capaz de detectar y/o cuantificar a
tiempo real una especie química concreta
(analito) en un medio complejo concreto (muestra
de interés), a través de una interacción química
selectiva (idealmente específica). Un sensor
ideal debería ser simple, robusto, reversible o
regenerable, sensible, selectivo, portátil,
duradero y capaz de proporcionar una respuesta en
tiempo real.
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2.2.1. Tipos de sensores químicos.
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2.2.2. Sensores electroquímicos.
Potenciométricos De gases en estado sólido De
membrana permeable a gases Biocatalíticos de
membrana Transistores de efecto
campo Amperométricos Conductimétricos
Sensores Electroquímicos
2.2.2.1. Sensores biocatalíticos de membrana.
NH2CONH2 H2O H ? 2NH4 HCO3-
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2.2.2.2. Transistores de efecto campo selectivos
de iones (ISFET).
Drenaje
Fuente
Sustrato
Electrodo de referencia
Superficie sensible a iones
Drenaje
Fuente
Sustrato
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Ejemplos
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2.2.3. Sensores ópticos optrodos.
Luz de la fuente
Luz hacia detector
Adsorción en resinas de intercambio
iónico Inclusión en polímeros Enlaces covalentes
Sistemas de inmovilización
Reactivo
Ejemplos
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• Ventajas de los optrodos
• Toda la información espectroscópica está
  disponible.
• No hay interferencias eléctricas de modo que es
  posible lleva a cabo medidas en presencia de
  campos eléctricos (p.e. durante una
  electrolisis).
• No es necesario la presencia de electrodos de
  referencia.
• Las fases reactivas suelen ser baratas con lo
  que se pueden usar como sensores de un solo uso.
• Desventajas de los optrodos
• La luz ambiental influye en las medidas (se
  reduce p.e. con fuentes pulsantes).
• La reversibilidad de los optrodos en fases
  líquidas es a veces pobre y la regeneración
  obligatoria.
• La estabilidad del sensor es limitada (se va
  perdiendo el reactivo de la fase sensora).
• El establecimiento de un equilibrio entre el
  analito en solución y el reactivo inmovilizado
  produce unos rangos de trabajo estrechos y
  relaciones concentración-señal logarítmicas.

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2.3. Sistemas at-line robotización.
Sistema de control de emulsiones de aceites
industriales. Tareas Homogeneización, medidas de
conductividad y pH, Pesada de muestras,
Rotaevaporación, Calentamiento a reflujo, Adición
de reactivos, Valoraciones, etc. Determinaciones
Conductividad, pH, porcentaje de aceite y sílice,
índice de saponificación.
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• Ventajas de los robots
• Reducción de gasto de personal.
• Se libera al personal de trabajo monótono de
  rutina y se puede emplear en tareas de mayor
  cualificación.
• El trabajo se puede realizar fuera del horario
  laboral.
• Se protege al personal de sustancias peligrosas.
• Se evitan los errores humanos.
• Se puede automatizar la transmisión de datos al
  proceso industrial.

2.4. Materiales fundidos.
Ejemplo Industria del aluminio.