Uso da RMN como um sensor online em processos industriais

Abstract

Recebido em 7/12/11; aceito em 24/5/12; publicado na web em 31/8/12 USE OF NMR AS AN ONLINE SENSOR IN INDUSTRIAL PROCESSES. Nuclear magnetic resonance (NMR) is one of the most versatile analytical techniques for chemical, biochemical and medical applications. Despite this great success, NMR is seldom used as a tool in industrial applications. The first application of NMR in flowing samples was published in 1951. However, only in the last ten years Flow NMR has gained momentum and new and potential applications have been proposed. In this review we present the historical evolution of flow or online NMR spectroscopy and imaging, and current developments for use in the automation of industrial processes.Keywords: time-domain NMR; online analysis; industrial processes. INTRODUÇÃOA ressonância magnética nuclear (RMN) é uma das principais ferramentas analíticas utilizadas nas áreas da Física, Química, Biologia, Bioquímica, Agricultura, Engenharia, Ciências dos Materiais e Medicina.1-4 Os métodos analíticos tradicionais em via úmida demandam tempo, trabalho e grande quantidade de solventes, além de destruírem a amostra.5 Assim, métodos espectroscópicos como a espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR) e RMN, que são rápidos e não destrutivos, vêm sendo cada vez mais utilizados em análises químicas estáticas e online em processos industriais.6 O NIR já vem sendo usado rotineiramente em alguns processos industriais online.7 Porém, a RMN tem sido pouco utilizada no controle e certificação de qualidade em processos industriais, devido principalmente aos altos custos dos equipamentos, à necessidade de pessoal especializado e aos equipamentos serem muito sensíveis para uso em ambiente industrial. Essas limitações são válidas para protocolos de RMN em alta resolução em alto campo. 8 No entanto, muitas dessas limitações não são observadas ou são minimizadas em grande parte das aplicações envolvendo a RMN no domínio do tempo (RMN-DT). Os espectrômetros de RMN-DT normalmente utilizam ímãs permanentes de baixo campo magnético, abaixo de 0,5 T (20 MHz para 1 H), que são aparelhos de pequeno porte, muitas vezes de bancada, de baixo custo, fácil operação e que já estão incorporados a alguns processos industriais no modo offline. 9No modo offline, as amostras dos produtos a serem analisados são retiradas da linha de produção e enviadas ao laboratório de controle de qualidade.1 Além dessas aplicações offline, a RMN em geral e, principalmente, a RMN-DT tem grande potencial para ser incorporada aos processos produtivos no modo online. Nesse modo as amostras (ou todos os produtos) são analisadas diretamente na linha de produção, com as amostras sendo levadas ao sensor de RMN por tubulações (líquidos) ou por esteiras (sólidos). 10 Assim, a RMN online vem sendo avaliada como um sensor industrial capaz de analisar, selecionar ou classificar não destrutivamente milhares de amostra por hora, diretamente na linha de processos. 10 Portanto, apresenta-se aqui uma revisão dos principais artigos de RMN em fluxo (online) tanto com espe...

Rapid and simultaneous relaxometric methods to study paramagnetic ion complexes in solution: An alternative to spectrophotometry

“…quality control processes for more than four decades [12], replacing laborious and time-consuming traditional methods in food [13,14], petrochemical [15,16] and cosmetic industries [17].…”

“…However, T 1 are rarely used because the measurement, performed with standard inversion-recovery pulse sequence is a long experiment (tenth of minutes) when compared to rapid (few seconds) T 2 measurement obtained with Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) pulse sequence [18]. Recently we have introduced some rapid methods (few seconds) to measure both relaxation times (T 1 and T 2 ) in a single experiment based on continuous wave free precession (CWFP) regime [7,8,13].…”

Enhancing signal‐to‐noise ratio and resolution in low‐field NMR relaxation measurements using post‐acquisition digital filters

“…Time‐domain nuclear magnetic resonance (TD‐NMR) relaxometry, in low‐field spectrometers, have been widely used to obtain valuable information about physical properties and chemical composition and that evolution in homogeneous and heterogeneous materials such as raw and processed food, biological tissues, oil‐bearing rocks, cements, and among other materials …”

Determination of Biodiesel Content in Diesel Fuel by Time-Domain Nuclear Magnetic Resonance (TD-NMR) Spectroscopy

“…Because of the low magnetic field applied, this tool is also called low-field NMR. TD-NMR has been proven to be an excellent alternative to many traditional methods, because of its distinctive characteristics, such as convenience, rapidity, high correlation, reproducibility, preservation of sample integrity, the ability to perform direct measurements without any sample pretreatment, and the possibility for online and in situ application. − For these reasons, TD-NMR-based methods have been widely used in industry for many years for qualitative and quantitative analyses . However, more applications still being discovered, replacing laborious, time- and chemical-consuming methods, mainly in the analysis of foodstuffs. ,,− …”