Fácil determinação de umidade em fertilizantes por espectroscopia no infravermelho próximo

06/04/2021

Artigo

Flores ou bombas?

À medida que a população global aumenta constantemente, é importante que sejam produzidas colheitas suficientes todos os anos para fornecer alimentos, roupas e outros produtos suficientes. Culturas como milho, trigo, soja e algodão recebem nutrientes do solo em que são cultivadas. Os fertilizantes desempenham um papel crucial no fornecimento a estas culturas dos nutrientes de que necessitam para crescerem adequadamente.

Um ingrediente importante na produção de fertilizantes eficazes e de alta qualidade é nitrato de amônio (NH₄NÃO₃), uma boa fonte de nitrogênio e amônio para as plantas.

Produzido como pequenas esferas de aparência semelhante ao sal de cozinha, o nitrato de amônio é barato para comprar e geralmente seguro para manusear – mas armazená-lo pode ser um problema. Com o tempo, o composto absorve umidade, o que leva à aglomeração das esferas individuais em um bloco maior. Quando uma quantidade tão grande de nitrato de amônio compactado é exposta a calor intenso, pode provocar uma explosão.

Ao longo do último século, o nitrato de amônio esteve envolvido em pelo menos 30 desastres e ataques terroristas. Uma das ocorrências mais recentes ocorreu na noite de 4 de agosto de 2020 em Beirute, onde uma explosão de nitrato de amônio matou pelo menos 220 pessoas e feriu mais de 5.000. Esta explosão é um dos maiores desastres industriais já ligados ao NH₄NÃO₃.

Métodos de análise de umidade para fertilizantes

Durante o processo de produção do nitrato de amônio é importante controlar o teor de umidade. É preferível um baixo teor de umidade, mas a secagem excessiva desnecessária leva a custos adicionais de fabricação. As regulamentações para diferentes fertilizantes variam em todo o mundo, mas os limites legais locais garantem que a quantidade máxima de água presente não deve ser excedido. Portanto, São necessários métodos rápidos, confiáveis e precisos para a determinação da umidade. Das disponíveis, a titulação Karl Fischer é uma das mais comuns; a secagem em estufa, por exemplo, não pode ser utilizada com fertilizantes que contenham nitrato de amônio.

Comparada a esses métodos, a espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) oferece vantagens únicas. É uma técnica secundária que gera resultados confiáveis em segundos, sem a necessidade de qualquer preparação de amostra. O NIRS é um não destrutivo técnica de medição e ao mesmo tempo não cria nenhum resíduo químico.

Leia nossas postagens anteriores do blog abaixo para saber mais sobre NIRS como técnica secundária.

Benefícios do NIRS: Parte 1

Benefícios do NIRS: Parte 2

Benefícios do NIRS: Parte 3

Benefícios do NIRS: Parte 4

Análise NIRS de sólidos

O analisador NIR mais adequado para medir diferentes parâmetros em fertilizantes ou pellets de nitrato de amônio é o Analisador Sólido Metrohm DS2500 com Copo de amostra grande.

As amostras sólidas (por exemplo, grânulos e pellets) que são colocadas no copo grande de amostras rotativo DS2500 devem ser colocadas na janela do analisador. Durante a varredura da amostra, o copo grande de amostra girará para compensar a falta de homogeneidade.

Como o Analisador de Sólidos DS2500 é um sistema pré-dispersivo, a amostra é iluminada com luz monocromática para manter o nível de energia o mais baixo possível. Portanto, a tampa do instrumento deve ser fechada antes de iniciar a análise para que a luz externa não afete os resultados.

A radiação NIR vem de baixo e é parcialmente refletida pela amostra para o detector, que também está localizado abaixo do plano do recipiente da amostra. Depois 45 segundos, a medição é concluída e um resultado é exibido. Como esta luz refletida contém todas as informações relevantes da amostra, esta técnica de medição é chamada reflexão difusa.

Vantagens de usar o NIRS

O procedimento para obtenção do espectro NIR já evidencia a sua simplicidade em relação à medição da amostra e isso é velocidade. Várias vantagens do NIRS estão listadas abaixo:

Rápido técnica com resultados em menos de 1 minuto.
Sem preparação de amostra necessário – sólidos e líquidos podem ser usados na forma pura.
Baixo custo por amostra – sem necessidade de produtos químicos ou solventes.
Ambientalmente amigável técnica – nenhum resíduo gerado.
Não destrutivo – amostras preciosas podem ser reutilizadas após análise.
Análise de múltiplos componentes – previsão de diferentes constituintes em paralelo.
Fácil para operar – usuários inexperientes obtêm sucesso imediato.

No geral, a espectroscopia no infravermelho próximo é uma técnica alternativa robusta para a determinação de parâmetros químicos e físicos em sólidos e líquidos. É um método rápido que também pode ser implementado com sucesso para análises de rotina por pessoal sem qualquer formação laboratorial superior.

Aplicativos Relacionados

Os produtos químicos especiais precisam atender a vários requisitos de qualidade. Um desses parâmetros de qualidade, que pode ser encontrado em quase todos os certificados de análise e especificações, é o teor de umidade. O método padrão para a determinação do teor de umidade é a titulação Karl Fischer.

Este método requer preparação de amostras reproduzíveis, produtos químicos e descarte de resíduos. Alternativamente, a espectroscopia no infravermelho próximo pode ser usada para a determinação do teor de umidade. Com esta técnica, as amostras podem ser analisadas sem qualquer preparação e sem utilização de quaisquer produtos químicos.

Mais informações sobre o Detalhes da aplicação pode ser encontrado aqui:

Controle de qualidade de Nitrato de Amônio – Determinação de umidade rápida e não destrutiva

O teor de umidade é uma das propriedades mais comumente medidas dos fertilizantes. Globalmente, os regulamentos para diferentes fertilizantes variam, mas os limites legais locais garantem que a quantidade máxima de água não deve ser excedida. Diversas técnicas analíticas estão disponíveis para esse fim. Além dos métodos gravimétricos, a titulação Karl Fischer é frequentemente usada para determinação precisa da umidade.

Em comparação com estes métodos, a espectroscopia no infravermelho próximo oferece vantagens únicas: gera resultados confiáveis em segundos e, ao mesmo tempo, não cria resíduos químicos. A nota de aplicação abaixo explica como o NIRS pode oferecer análises rápidas e sem reagentes do teor de umidade em vários produtos fertilizantes.

Análise de umidade em produtos fertilizantes – Resultados em segundos com espectroscopia NIR

Suas conclusões de conhecimento

Análise de Umidade – Titulação Karl Fischer, NIRS ou ambos?