Instalación, Arranque y Calibración de un Analizador Elemental de

Carbono, Hidrógeno y Nitrogeno PE-2400 SERl€S 11.

Alvarez Gonzslez Felipe (89344063). Ingeniería Bioquímica Industrial

Ciencias Biotógicas y de la Salud Unidad Iztapalapa.

LUGAR DONDE SE REALIZO: Planta Piloto de Fermentaciones.

NOMBRES DE LOS ASESORES: Dr. Ernesto Favela Torres Jefe del área de Microbiología Departamento de Biotecnología.

Dr. Mariano Gutier'rez Rojas Área de Microbiología Departamento de Hiotecnología.

mayo 29 - noviembre 29 de 1995

INDICE

I. INTRODUCCI~N 5

2. OBJETIVOS 10

3. ACTIVIDADES 10

4. MATERIALES 4.1. Reactivos.

4.1 .l. Reactivos para empacar las columnas de reacción. 4.1.2. Reactivos analíticos.

4.2.1. Biomasa. 4.2. Materiales de uso común en la Planta Piloto.

4.3. Accesorios. 4.4. Gases.

5. METODOLOGíA 5.1. Inicializar el equipo. 5.2. Protocolo de calibración. 5.3. Sustancias de referencia. 5.4. Materiales de uso común en la Planta Piloto. 5.5. Preparación de muestras.

5.5.1. Sustancias de referencia. 5.5.2. Materiales de uso común.

6. RESULTADOS Y DISCUSIóN 6.1. Estabilización. 6.2. Calibración.

6.2.1. Blancos. 6.2.2. Condicionantes. 6.2.3. K-factors. 6.2.4. Acetanilida.

6.3. Sustancias de referencia. 6.4. Blancos como muestras. 6.5. Materiales de uso común en la Planta Piloto.

6.5.1. Amberlita. 6.5.2. Bagazo de caña. 6.5.3. Botryodiplodia theobromae. 6.5.4. Pasta de copra. 6.5.5. Plástico.

12 13 13 13 13 14 14 15

16 16 16 16 16 19 19 19

20 21 23 23 25 26 27 2% 35 35 35 37 37 38 39

I

7. MANUAL DE REFERENCIA RÁPIDA 41

8. MANUAL SIMPLIFICADO DE USO Análisis del CHN, como se determinan c, H y hl. Arranque. Procedimiento de apagado. Purga de gases. Diagnóstico de fugas.

Cámara de mezclado. Combustión (Pirólisis). Columna y detector.

Calibración de la balanza. Pesado. Doblado. Uso del analizador.

Modo Single Run. Corridas de blancos. Corridas de K-factors. Corridas de muestras.

Corridas de blancos. Corridas de K-factors. Corridas de muestras.

Llenado de columnas de reacción.

Modo Auto Run.

Llenado de la columna de combustión. Llenado de la columna de reducción.

Instalación de columnas de reacción. Recomendaciones. Glosario. Cálculos. Troubleshooting. Bibliografía. Mantenimiento.

44 45 46 48 48 49 49 49 49 51 51 52 53 53 53 54 55 55 55 56 57 58 58 59 61 63 64 65 66 67 68

9. BIBLIOGRAFíA

2

69

1. 2. 3. 4. 5.

6. 7a. 7b. 7c. 8a. 8b. 9. 1 o.

Pasos del análisis elemental en el PE-2400 SERIES II Diagrama de un detector de conductividad térmica. Estabilización de las temperaturas del analizador. Estabilización de la presión en el analizador. Comportamiento de la presión durante 3 diagnósticos de fugas

Gráfica de blancos promedio a lo largo de 12 sesiones de uso. Comportamiento de los blancos (26/julio/95). Comportamiento de los blancos (Ol/agosto/95). Comportamiento de los blancos (1 7/octubre/95). Medias diarias de condicionantes. Porcentaje de error en las lecturas de condicionantes. Comportamiento de las medias diarias de los K-factors. Medias diarias de acetanilida como muestra.

continuos.

1 la . Error de las sustancias de referencia (experimento 1). 11 b. Error de las sustancias de referencia (experimento 2). 12a. UREA. Comparación entre la pendiente teórica y los valores

12b. OXALATO DE AMONIO. Comparación entre la pendiente

12c. CITRATO DE AMONIO. Comparación entre la pendiente

12d. CARBONATO DE SODIO. Comparación entre la pendiente

12e. DEXTROSA. Comparación entre la pendiente teOrica y los

12f. SORBITOL. Comparación entre la pendiente teórica y los

129. SACAROSA. Comparación entre la pendiente teckica y los

13. Muestra una tendencia lineal para la amberlita sola. 14. Muestra una variación grande en amberlita con biomasa. 15. Muestra una tendencia lineal para el bagazo. 16. Muestra una tendencia lineal para B. fheobrornae. 17. Muestra una tendencia lineal para la pasta de copra. 18. Muestra una tendencia lineal para el polietileno. 19. Diagrama de doblado de las cápsulas de muestreo. 20. Diagrama del llenado de columnas de reacción. 21. Diagrama de la instalación de las columnas de reacción.

experimentales.

teórica y los valores experimentales.

teórica y los valores experimentales.

teórica y los valores experimentales.

valores experimentales.

valores experimentales.

valores experimentales.

8 8 21 22

22 23 24 24 25 25 26 27 28 29 30

31

32

32

33

33

34

34 36 36 37 38 39 39 52 60 62

3

INDICE DE TABLAS

1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

9. a.

Parámetros del PE-2400 SERIES II como viene de fabrica. 18 Promedio de las lecturas de blancos. 23 Desviación estándar y promedio de los condicionantes. 25 Muestra el error promedio en las lecturas de los condicionantes. 26 Valores de la media y desviación estándar total de los factores de calibración. 26 Porcentaje medio de error para la acetanilida usada como muestra. 27 Porcentaje de error de las sustancias de referencia (experimento I ) . 28 Porcentaje de error de las sustancias de referencia (experimento 2). 29 Coeficientes de correlación de sustancias de referencia para el experimento 1. 31

IO. Coeficientes de correlación de sustancias de referencia para el experimento 2. 31

11. Porcentaje de composición de las cápsulas como muestras. 35 12. Promedios de Amberlita sola y su desviación. 35 13. Promedios de Amberlita con A. nger y su desviación. 36 14. Promedios de bagazo y su desviación estándar. 37 15. Promedios de B. theobromae y su desviación estindar. 38 16. Promedios de pasta de copra y su desviación estgndar. 38 17. Promedios de polietileno y su desviación estándar. 39

4

INTRODUCCION

5

I. INTRODUCCI~N

El uso de un Analizador Elemental en un laboratorio de Investigación es de gran utilidad, ya que se puede convertir en una herramienta mas eficiente y precisa que los métodos ordinarios de análisis, los cuales son en su mayoría métodos indirectos para cuantificar algunos elementos. En este caso los resultados que se obtienen son cuantitativos.

ÉSta es una técnica que no causa problemas de contaminación ya que las muestras son completamente calcinadas produciéndose gases como COZ, HzO y N2., que son cuantificados por medio de cromatografia de gases. El sistema utiliza gases como helio (acarreador), argón (neumático) 'y oxígeno (combustión), los cuales se ocupan en muy pequeñas cantidades y si existe una buena ventilación no causan ningún problema.

Teniendo en cuenta esto, los resultados provenientes del Analizador Elemental son muy valiosos ya que por medio de estos se pueden corroborar o desechar algunas hipótesis de experimentos.

El análisis elemental considera la determinacibn de uno o más elementos químicos en muestras orgánica e inorgánicas. La muestra puede consistir de un sólo compuesto o de una mezcla de especies químicas.

De manera general, los métodos para el análisis orgánico elemental involucran la transformación de los compuestos en productos gaseosos simples y/o en especies iónicas solubles en soluciones acuosas. Los instrumentos para tales propósitos deberán cumplir con 2 requerimientos:

a) Completa descomposición de las moléculas orgánicas, independientemente de su estructura química y propiedades fisicas. b) Recolección cuantitativa de los productos de las reacciones.

ANALIZADOR CHN

Prácticamente, todos los materiales orgánicos contienen carbono e hidrógeno. En los analizadores de CHN, los compuestos orgánicos son oxidados a altas temperaturas para producir COZ, HzO y óxidos de nitrógeno; éstos últimos son convertidos en nitrógeno gaseoso (N2) en presencia de cobre metálico.

6

o* 1000 "C compuestos con CHN COZ + H20 + óxidos de nitrógeno

Cu 600 OC óxidos de nitrógeno N2

Subsecuentemente Coa, H20 y NZ son cuantitativamente separados y medidos individualmente. Otros elementos como azufre y halógenos que también pueden estar presentes en el material orgánico pueden producir gases que interfieran con la determinación los cuales deben ser 'removidos.

Comercialmente los analizadores de CHN pueden clasificarse en dos categorías, una donde Con, H20 y N2 son separados por cromatografía de gases y la otra dónde los productos de reacción son separados por adsorción selectiva.

Particularmente, el caso que nos interesa es et primero, ya que éste es el método que utiliza el analizador elemental PE-2400 Series II. En este analizador, la muestra es quemada en un ambiente de oxígeno puro. Esta técnica se llama Pirólisis o fragmentación térmica controlada, la cual extiende el análisis cromatográfico de gases hacia compuestos con una baja volatilidad como son gomas, polimeros, resinas, microorganismos, suelos, textiles y organometálicos. El método se presta para estudiar la estabilidad al calor y descomposición térmica.

Los gases producidos COS, H20 y N2 son sometidos a las mismas condiciones controladas de presión, temperatura y volumen en la cámara de mezclado, seguido de esto hay una separación por medio de una cromatografía frontal de alta sensibilidad.

El COS, H20 y N2 son pasados a una cámara de-presurizada y son cuantificados en una celda de conductividad térmica que también es llamada detector diferencial. En el detector de conductividad térmica (TCD) éSta propiedad física de la mezcla soluto-gas acarreador es medida, la celda debe estar completamente llena por esta mezcla para producir una señal máxima. Esta señal generada es proporcional a la concentración del componente en el gas acarreador (Fig. 1).

7

Combustión Gas control I r n i n . 1 tiempo

O 1 2 3 Fig. 1. Pasos del %&!isis elemental en e! PE-2400 SEF?!ES II.

4 5

En los análisis, el efluente de la columna es pasado hacia el TCD a través de un par de filamentos calientes (a temperatura constante), un par está colocado en la corriente de salida de los gases y el segundo par está localizado en la corriente del gas al frente del punto de inyección de la muestra. La cantidad de calor perdido por conducción del filamento hacia las paredes del detector depende de la conductividad térmica de la fase gaseosa (Fig. 2).

Flujo de salida de

Entrada

Fig. 2. Diagrama de un detector de conductividad térmica.

8

La pérdida de calor del filamento hacia la pared del detector es constante cuando sólo el gas acarreador está fluyendo. La conductividad térmica de hidrógeno y helio es aproximadamente de 6 a 10 veces mas que la mayoría de los compuestos orgánicos. Por lo que la presencia de pequeñas cantidades de materiales orgánicos causan un gran decremento en la conductividad térmica del efluente de la columna.

Una línea base inicial de lectura se establece por el paso del acarreador a través de los dos pares de filamentos ajustando el paso de energía eléctrica. El filamento retiene mas calor, su temperatura se eleva y su resistencia eléctrica sube.

Cualquier diferencia entre los pares de filamentos es registrada. De esta manera la conductividad térmica del gas acarreador es cancelada y los efectos de variación en la tasa del flujo y presión son minimizados.

Los parámetros importantes de operación para el TCD son los siguientes: 0 La naturaleza del gas acarreador, sólo con gases ligeros como el helio o el

0 La temperatura. 0 La geometría de la celda, el arreglo de filamentos. 0 La corriente eléctrica a través de los filamentos calientes de las celdas de

hidrógeno se pueden obtener señales con un amplio rango de linearidad.

referencia y de medición.

Para análisis con requerimientos muy estrictos de precisión y exactitud existen factores de corrección que tienen que ser determinados usando el mismo instrumento y operado con los mismos parámetros que en los anteriores análisis.

La respuesta del TCD depende de la geometría molecular. La transferencia de calor del filamento hacia las paredes de las celdas de medición y de referencia es efectuada en la fase móvil por las moléculas del soluto y del gas acarreador.

De acuerdo a la teoría cinética simple de los gases, la respuesta del TCD debe ser proporcional a la concentración molar y no al porcentaje de peso de los solutos en el gas acarreador. El número de colisiones que tiene una molécula del efluente durante el trayecto del filamento a la pared del TCD está también fuertemente determinado por su sección transversal, la cual afecta la probabilidad de colisión.

9

OBJETIVOS YACTIVIDADES

2. OBJETIVOS

O Aprender el manejo integral del PE-2400 SERIES I1 una vez conocida la metodología de su uso.

O Elaborar un manual simplificado de su uso, incluyendo medidas de seguridad, precauciones y sugerencias.

O Dar a conocer los usos y alcances del equipo a los integrantes del área de Microbiología impartiendo un curso.

3. ACTIVIDADES De acuerdo con los objetivos planteados se realizaron las siguientes actividades, necesarias para poder iniciar el manejo del analizador:

Primero mediante sugerencias del técnico experto de la compañía fabricante Perkin Elmer se procedió con el acondicionamiento del laboratorio, es decir, se observaron las necesidades de gases, de energía eléctrica, de espacio, y de seguridad.

Para el control de la energía eléctrica se instal6 un switch termosensible, el cual impide el paso de la energía después de haberse interrumpido por algún corte involuntario, éste dispositivo esta controlado por- medio de un interruptor de botones. Ambos controles se colocaron en la pared para su mejor manejo.

El equipo requiere de algunos gases por diferentes motivos. El helio es ocupado como gas acarreador, el argón se ocupa como gas neumático y el oxígeno es ocupado como gas de combustión (2 4 . . 2-6).

En lo que se refiere a la seguridad, los tanques de los gases se fijaron a un cancel para evitar accidentes y se acondicionaron mesas con superficie de acero inoxidable para montar el equipo.

La siguiente etapa fue la preparación del analizador, es decir, empacar sus columnas de combustión, de reducción y su instalaciOn (4-6 ... 4-12). Así como la conexión del analizador con todos sus accesorios, una balanza analítica y su consola de control, una impresora de matriz de puntos y los tres tanques de gases (2-12 ... 2-24).

22

4. MATERIALES

4.1. Reactivos

4.1.1. Reactivos para empacar las columnas de reacción.

a) Columna de Combustión (cuarzo, Perkin Elmer) 0 Vanadato de Plata

Tungstato de Plata en Óxido de Magnesio 0 EA-1000 (Mezcla de Óxido de cromo (111) y Óxido de Niquel (111) ). 0 Lana de Cuarzo

b) Columna de Reducción (cuarzo, Perkin Elmer) 0 Copper Plus 0 Copper Oxide 0 Lana de Cuarzo

Estos reactivos son de la marca Perkin Elmer, para mayor información sobre las características, propiedades y precaucuiones de estos materiales consultar el último apartado del manual de uso del Analizador.

4.1.2. Reactivos analíticos.

0 Acetanilida (Perkin-Elmer 0240-1 121 I pureza 100CY0, estándar de calibración y

0 Carbonato de sodio (Na2C03, pureza 99.7%, Baker Analyzed 3604)*, 0 Citrato de amonio ( (NH4)2HC6HS07, pureza 98-103%, Baker Analyzed 0682)*, 0 Dextrosa anhidra (HOCH2CH(CHOH)40, Baker An'alyzed 1916-20)*,

Oxalato de amonio ( (NH4)2C204 H20, pureza 100.4%, Baker Analyzed 0746)*, Sacarosa (C12H22011, Baker Analyzed 4072)*, Sorbitol (HOCH2(CHOH)4CH20H, pureza loo%, Baker Analyzed VO45-07)*, Urea (NH2CONH2, Baker Analyzed 4204)*.

condicionante),

* Estos reactivos se emplearon como sustancias de reFerencia.

13

4.2. Materiales de uso común en la Planta Piloto.

O Bagazo de caña, O Amberlita (resina de intercambio iónico, IRA-900), O Pasta de copra (Procedente de la extractora de aceite de coco “La Corona”

ubicada en Xalostoc Edo. de Mexico). 0 Polietileno de baja densidad (PEMEX).

4.2.1. Biomasa.

O Botryodiplodia theobromae cepa1 , 0 Aspergillus niger cepa 1 O.

4.3. Accesorios.

O El Analizador cuenta con accesorios tales como una impresora de matriz de punto (Okidata 320) y una Ultramicrobalanza (Autobalanza AD-6) la cual se compone de una balanza y de una unidad de control, también cuenta con dos columnas de reacción, una de combustión y una de reducción, estas columnas son de cuarzo.

0 Cápsulas de estaño dónde se deben colocar las mustras para realizar los análisis

O Pinzas de acero inóxidable para manipular las cápsulas de muestreo, una recta y otra angular.

Una microespátula para manejar las diferentes muestras.

NOTA: La lista general de componentes del analizador viene detallada en las páginas 2- 7.. .2-1 O del manual del usuario Perkin-Elmer.

Entre las utilidades con las que cuenta el analizador elemental PE-2400 Series 11 tenemos las siguientes:

14

Un tablero que permite modificar parámetros para los experimentos, purgar el sistema automáticamente, hacer pruebas de diagnóstico al sistema, y monitorear el estado del analizador en cualquier momento. Puede realizar análisis a una determinada hora aut:omáticamente.

Tiene carrusel con capacidad de 60 muestras.

Capacidad alfanumérica para identificar las muestrias.

Almacenamiento e impresión de todos los datos generados en una serie de análisis.

Poder especificar 2 ó 3 lugares significativos después del punto decimal.

Determinación automática de relaciones carbonohitrógeno, nitrógenokarbono e hidrógenokarbono a partir de los datos resultantes de los análisis.

4.4. Gases.

Los gases ocupados requieren las siguientes especificaciones: Helio, grado cromatográfico, pureza mínima 99.998% Argón, grado alta pureza, pureza mínima 99.996% Oxígeno, grado ultra alta pureza, pureza mínima 99.8%

METODOLOGIA

16

5. METODOLOGíA

5.1. lnícíalízar el equipo. e Tomar notas sobre los parámetros con los viene el equipo de fábrica. Estos

datos se requerirán si por alguna causa el equipo requiere inicializarse nuevamente (Tabla 1).

e Realizar el diagnóstico de fugas (en sus tres zonas), ver manual simplificado de uso.

5.2. Protocolo de calibracidn. En esta primera sesión realizar, mediante la supervisión del técnico, los pasos esenciales que conforman el protocolo de calibración::

e Calibración de la balanza; Purga de gases;

e Corridas de blancos (con y sin cápsula), corridas de Condicionantes, corridas de factores de calibración (K-factors) y corridas de muestras, todo esto en los modos Single Run y Auto Run (l),(Manual simplificado de uso).

5.3. Sustancias de referencia. Como parte del manejo integral se planteó analizar muestras de materiales con composición conocida de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno (grado reactivo) para poder observar el desempeño del equipo y así determinar su precisión y exactitud. Las sustancias que se escogieron fueron Sacarosa, Dextrosa, Sorbitol, Urea, Citrato de Amonio, Oxalato de Amonio y Carbonato de Sodio.

5.4. Material de uso común en la Planta Piloto. También como parte de este aprendizaje se corrierorl muestras de materiales de uso cotidiano en la planta piloto tales como bagazo de caña, amberlita, copra, biomasa fúngica, polietileno, y combinaciones entre éstos. El objetivo de usar estos materiales fue ver el desempeño del analizador, el poder detectar dificultades en el manejo de estos materiales y si es así proponer soluciones.

17

Tabla 1.Parámetros del analizador elemental PE-2400 SERIES II como viene de fabrica.

1 Blanks Carbono 14 Hidrógeno 186 Nitrógeno 22

2 K-factotS Carbono 15.102 Hidrógeno 45.121 Nitrógeno 5.852

9 Optimize Combustion 1 Oxifill = O 2 Comb = O 3 Oxbl = O 4 Oxb2 = O

1 O Lower temperatures OFF

13 Blanks criteria Carbono 1 O0 Hidrógeno 1 O0 Nitrógeno 1 O0

14 K-factors criteria Carbono 0.5 Hidrógeno 0.5 Nitrógeno 0.5

15 Sample drop criterion 1 .o

19 Stabilization criteria Bridge drift = 275 Reduction temp = 100 Combustion temp = 100 Detector Oven = 20

20 Oxigen valve ON

21 Reduction valve OFF

22 Gas Saver valve G OFF

25 Run display mode Timing

26 Rom identification N241 - 1636 REV A

28 Separation timing intervals

T2 = 8 T4 = 65

29 Sample run signification places Specification 2

30 Automatical signal detection OFF

31 Linear regresion OFF

32 Filter NO

r1 = 4 T3 = 20

33 Polymers NO

34 Elements ratios NO

35 Mixtures NO

36 Simplest empirical formula NO

37 Heating valve NO

38 Solvent of cristalization NO

39 Moistures NO

40 Extended times NO

41 Print fill time NO

42 Blank selection Not allowed in CHN mode

43 Print blanks and K-factors NO

18

5.5. Preparación de muestras. 5.5.1. Sustancias de referencia.

Secar en la estufa a 65 "C durante 1.5 h, la acetanilida no se seca.

Enfriar las muestras en el desecador (30 min aproximadamente) para evitar interferencia de la humedad

Tener mucho cuidado en el manejo de las muestras para evitar contaminación cruzada.

Utilizar la microespátula para manejar las muestras durante el pesado y limpiarla cada que se ocupe un material diferente.

Una manera muy fácil de manejar las muestras es en viales Ependorf por la cantidad utilizada (1.5 - 2.5 mg cada muestra) y por la seguridad que ofrecen.

La urea utilizada viene en gránulos, triturar para facilitar su manejo.

5.5.2. Materiales de uso común. Los pasos generales sobre su manejo son los siguientes, (dependiendo del material se pueden hacer variaciones):

Moler en mortero para reducir el tamaño de partícula y facilitar su anejo para pesar, por ejemplo bagazo, plástico, biomasa sola.

Tamizar para hornogenizar las muestras, El bagazo de caña tamizarlo mediante una malla número 35. La pasta de copra tamizarla mediante una malla 20.

Secar en estufa a 65 "C por 2 h,

Enfriar en desecador por 30 min para evitar cualquier interferencia con la humedad.

Utilizar la microespátula para manejar las muestras durante el pesado y limpiarla cada que se ocupe un material diferente.

Una manera muy fácil de manejar las muestras es en viales Ependorf por la cantidad utilizada (I .5 - 2.5 mg cada muesra) y por la seguridad que ofrecen.

19

RESULTADOS Y DISCUSION

20

6. RESULTADOS Y DISCUS16N

Los resultados de presentarán de la siguiente manera, primero los referentes con el tiempo de estabilización del analizador, segundo los relacionados con la secuencia de calibración y tercero los arrojados con las sustancias de referencia y con los materiales de uso cotidiano en la Planta Piloto.

6.1. Estabilización.

En lo referente con el tiempo de estabilizaciórr, el analizador alcanza las temperaturas de operación con cierta rapidez (entre 15 y 20 min) y éstas se mantienen estables durante todo el tiempo, ver Fig 3.

La temperatura del detector es la mas importante y su variación es aproximadamente de 0.5 "C. Esta temperatura se empieza a estabilizar alrededor de 82.0 "C y se considera estable cuando alcanza los 82.6 "C o 82.4 "C, ver Fig 3.

IOoo "

O O

* 00 m r- N <D O ua O O O O r r r O

N .. r: .. ? .. r: N ? .. Tiempo (horas)

Fig. 3 Estabilización de las temperaturas del analizador (+ temperatura de combustión, M temperatura de reducción, O temperatura del detector).

Otro factor importante es la presión a la cual están sometidas las columnas de reacción, esta presión es de 740 +-I5 mmHg, se alcanza en aproximadamente 1 hr y se mentiene estable, ver Fig 4.

800 g

O d 00 m O cy d

r- ua cy (D O r cy d

O O O O O r r .. .. .. .. .. ..

r ..

r ..

Tiempo (horas)

Fig. 4 Estabilización de la presión en el analizador

Sólo cuando se realiza el diagnóstico de fugas, la presión ya no se eleva después de la de-presurización a la que se someten las columnas, la cámara de mezclado y el detector, ver Fig 5.

Por lo que estas pruebas se deben realizar s610 cuando se cambie algún tanque da gas o cuando alguno de los reguladores, conexiones o tuberías se modifiquen.

800

-200 u) d

O d Qo m r d IC cy (D

cy cy cy cy cy r r r r r

m m 0 .. T! .. ua .. r: T!

r r

.. r r

Tiempo (horas)

Fig. 5 Comportamiento de la presión durante 3 diagnósticos de fugas continuos (las tres series de datos en el extremo derecho de la gráfica), primero en la zona de la cámara de mezclado, segundo en la zona de combustión y tercero en la columna y el detector. Después de esta última la presión quedó en 14.4 mm Hg.

22

6.2. Calibración

blancos, k-factors y condicionantes. En esta parte se expondrán los resultados obtenidos para las corridas de

6.2.1. Blancos Con los blancos podemos hablar de comportamientos y tendencias, lo importante es que las lecturas de blancos se reproduzcan dentro de los límites especificados (manual simplificado de uso), ver,Tabla 2 y Fig 6.

Tabla 2. Promedio de carbono hidrógeno 333.6

600 500 400 300

S 200 .w

g 100 J

O

-1 O 0 -200

~ w ~ * w t B l - ~ m O r w r r r

Tiempo (dias)

Fig 6 Gráfica de comportamiento d rOmedi0 diario de los blanccos durante doce sesiones de uso ( carbono, O hidrógeno,

Si se observa ahora el comportamiento de los blancos de durante cada sesión se aprecia una misma tendencia para los diferentes dias (Figs.7aI 7b, 7c).

7 0 0 6 0 0 500

E 400 300

3 200 100

O -1 O0

?? *, 2 z d O v) O v) o O O O O O

O v) 3 h

O O 9 r

Tiempo (horas)

Fig. 7a Comportamiento de los blancos durante una sesión de uso del analizador, 26/julio/95, (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

23

700 1 I 600 --

100 "

-1 O0 O 4 5 O d ua 7 o hl

O O O O S o o o ..

O ?! 'f! o

O r

Tiempo (horas)

Fig. 7b Comportamiento de los blancos durante una sesión de uso del analizador, Ollagosto/95, (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

700 I I

O v) O O v) O o

v)

o r: ?! m

O O O .. ?!

O T!

O O O ? O

F

Tiempo (horas)

Fig. 7c Comportamiento de los blancos durante una sesión de uso del analizador, 17/octubre/95, (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

Con estas observaciones se llegó a la conclusión de que para el protocolo de calibración se corran 5 blancos, ya que es el número promedio en el que los valores se reproducen.

6.2.2. Condicionantes Los condicionantes son corridas de acatanilida, de la cual se conoce su composición elemental porcentual (C= 71.09%, H= 6.'71%, N=10.36%). De estas corridas se calcularon medias diarias y se observtj un comportamiento muy semejante (Fig 8a).

24

Tabla 3. Desviación estándar y promedio de los condicionantes, por elemento. desviación estindar media

carbono 2.307 72.49 hidrógeno 0.229 6.69 nitrógeno 0.766 10.07

1 2 3 4 6 6 7 a; 9 10 11 Tiem po (d ¡as)

Fig 8a Medias diarias de condicionantes, se observa un comportamiento semejante ( carbono, O hidrógeno,

Comparando los resultados obtenidos de los condicionantes con los porcentajes teóricos de composición de acetanilida se obtienen los siguentes errores promedio en las lecturas (Tabla 4). Si esta comparación se realiza por cada sesión, parece una variación muy grande (Fig €lb), pero el promedio es un indicativo de que en realidad el error es muy aceptable.

Tabla 4. Muestra el error promedio en las lecturas de los condicionantes. Error promedio(%)

carbono I .969 hidrógeno 4.298 nitrógeno -2.799

-20 I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 Tiempo (dias)

Fig. 8b Porcentaje de error en las lecturas de los condicionantes ( carbono, 0 nitrógeno).

hidrógeno,

25

Los condicionantes son corridas para equilibrar el sistema interno del éste. Éstos intervalos mejoran cuando se corre acatanilida después del protocolo de calibración.

6.2.3. K-factors Se calcularon las medias y desviaciones totales, es decir , las lecturas de los k- factors de todos las sesiones de uso, ver Tabla 5 y Fig 9.

Tabla 5. Valores de la

carbono 16.06 1.499 hidrdgeno 3.419 nitrógeno 1.179

50

40

!! 30 3 o c,

2 20

10

O 1 . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3

Tiempo (dias)

Fig 9 Comportamiento de las medias diarias de los factores de ca#ibraciÓn (&factors), ( carbono, 0 hidrógeno,

Se observa una ligera tendencia ascendente para los valores de carbono e hidrógeno y descendente para nitrógeno. Esta tendencia es normal ya que se debe al uso del analizador, paro los k-factors de cada sesión siguen cumpliendo los límites establecidos.

Los anteriores resultados muestran una gran confiabilidad en lo que se refiere al protocolo de calibración, por lo que se prosiguó con lo planteado originalmente, analizar acatanilida como muestra y no como condicionante y correr las sustancias de referencia.

26

6.2.4. Acetanilida Cuando se corrió la acetanilida no como condicionan,te sino como muestra, para verificar la secuencia de calibración, mejoraron los resultados y por cosiguiente los erroeres disminuyeron, ver Tabla 4 y 6, esto se puede apreciar tambien en la Fig 10.

Tabla 6. Porcentaje medio de error para la acetanilida utilizada como muestra. Error promedio (%)

Carbono Hidrógeno

-0.62

0.0014 Nitrógeno -1.68

70

60 50

E 3 40

30

20 10

O

+d

-I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiempo (dias)

Fig 1 O Medias diarias de acetanilida como muestra, se observa un comportamiento semejante ( carbono, 0 hidrógeno,

6.3. Sustancias de referencia Se escogieron sustancias de referencia como sacaro.sa, dextrosa, sorbitol, urea, carbonato de sodio, oxalato de amonio y citrato de amonio para poder caracterizar el desempeño del analizador ya que contienen diferentes composiciones de carbono, hidógeno y nitrógeno. Cada referencia se corrió por quintuplicado calculándose su media y su desviación. Todas se corrieron en una mismo día y se repitió la serie otro día para poder confirmar su comportaimento.

El comportamiento observado para los dos dias fue sümilar ya que en la mayoría de los casos el error fue menor. Para la urea los errores se redujeron para carbono, hidrógeno y nitrógeno respectivamente de 1.667, 3.941, -2.196 el primer dia a 0.777, 2.303 -1.304 el segundo. Para el citrato de amonio los errores fueron de 1.077, 2.876, -3.472 y continuaron muy semejantes en 0.702, 2.294 y -3.835 para carbono, hidrógeno y nitrógeno (Tablas 7 y 8) (Gráficas 1 l a y 11 b).

27

Tabla 7 Porcentaje de error de las sustancias de referencia, para cada elemento, primer experiment1

Urea Oxalato de amonio Citrato de amonio Carbonato de sodio Dextrosa sorbitol Sacarosa

Carbono 1.667 12.099 1 .O77 9.710 1 .o90 0.213 I .O88

Hidrógeno 3.941 3.797 2.876

-63.992 3.304 1.877 2.834

Nitrógeno

6.616

0.230 0.368 0.466 0.360

-2.196

-3.472

10

5

z O g -5

ti -10

Y

L.

-1 5

-20

-25 Fig. lla Gráfica que muestra el error de las diferentes sustarlcias de referencia en el primer experimento, los máximos son de 12 % de carbono y de -53 ?h de hidrógeno para oxalato de amonio y carbonato de sodio respectivamente (a= urea, b= oxalato de amonio, c= citrato de amonio, d= carbonato de sodio, e= dextrosa, f= sorbitol g= sacarosa), (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

Tabla 8 Porcentaje de error de experimento. I Urea Oxalato de amonio Citrato de amonio Carbonato de sodio Dextrosa Sorbitol Sacarosa

las sustancias de referencia, para cada elemento, segundo

Carbono I Hidrbgeno 0.777 I 2.303 3.142 0.702

-0.567 2.077

-0.168 2.186 O. 774 -0.100 2.187 0.486 -0.218 2.172 0.730 -0.140 -15.365 3.469 -3.835 2.294

28

10

5

A O L e rli -5

-1 o

-1 5

Fig. 11 b Gráfica que muestra el error de las diferentes sustancias de referencia en el segundo experimento, los máximos son de -3.8 % y de -15 YO para citrato de amonio y carbonato de sodio respectivamente (a= urea, b= oxalato de amonio, c= citrato de amonio, d= carbonato de sodio, e= dextrosa, f= sorbitol g= sacarosa), (A carbono, W hidrógeno, O nitrbgeno).

Cabe hacer mención que el error para carbonato de sodio fue el mayor, en especial el de hidrógeno, -53.9 % y -15.365 %. La magnitud de esto se debe principalmente a que la cantidad de hidrógeno en la molécula es muy pequeña (1.626 %) por lo que pequeñas variaciones de este valor como 0.748 % y 1.376 % (medias de las lecturas de hidrógeno para carbonato de sodio) producen un error muy grande.

En el caso de los compuestos que sólo contienen1 carbono e hidrógeno se presentan lecturas positivas y negativas de nitrógeno pero muy cercanas a cero que van de -0.21 % a 0.4 %. Estos resultados son ampliamente satisfactorios.

Otro tratamiento que se le dió a los resultados obtenidos con las sustancias de referencia fue la regresión lineal para comparar nuevamente los valores teóricos de cada referencia con los resultados analíticos, esta regresión consta de tres conjuntos de parejas (carbono, hidrógeno y nitrógeno). La regresión confirma nuevamente que los resultados son confiables ya que no existe una gran desviación entre los datos (r cercanos a 1). Un parámetro mas de comparación es la pendiente (m) la cual si todos los resultados analíticos fueran idénticos a los teóricos sería igual a 1, por lo que la comparación de este valor con la obtenida por medio de la regresión lineal nos indica el grado de de desviación o error. Este error en los análisis es de 1 +- 4.5 %, ver Tablas 9, 110 y figuras 12a, 121, 12c, 12d, 12e, 12f, 129.

29

Tabla 9 Muestra coeficientes de correlación obtenidos por regresibn lineal muy cercanos a 1 (Valor teóri

, .

Tabla 10 Muestra coeficientes de correlación obtenidos m r rwresión lineal muy cercanos a (Val

Oxalato de amonio 0.99995 1 .o1006 Citrato de amonio 0.99935 1 .O5673 5.673 Carbonato de sodio 0.99749 O. 99503 -0.497 Dextrosa O. 99932 1 .o1 106 Sorbitol 0.99997 1 .O0545 0.545 Sacarosa 0.99997 1 .o0953 0.953

40

a 10

O O O

N Pa O

TEoRlCO

O d

O u3

1

Fig 12a. UREA. Gráfica de la comparación de la pendiente teórica( - ) con los valores experimentales ( O ), los valores son 20.15 para carbono, 6.86 para hdrógeno y 46.04 para nitrógeno.

30

O o - F a a z

25

20

15

10

5

O O ua O ua

r r O N

ua N

TEÓRICO

Fig 12b OXALATO DE AMONIO. Gráfica de la comparación de la pendiente teórica( - ) con los valores experimentales ( O ), los valores son 17.43 para carbono, 7.24 para hdrógeno y 19.6 para nitrógeno.

O o .- F a a z

O O r

O N

O e9

TEÓRICO

31

O hl d (D O r

TEÓRICO

Fig 12d. CARBONATO DE SODIO Gráfica de la comparación de la pendiente teórica( - ) con los valores experimentales ( 0 ), los valores son 10.01 para carbono,, 1.37 para hdrógeno y -0.14 para nitrógeno.

50

40 O o F 30

20

10

O

.I a

O O r

O hl

O c3

O d

O v)

TEÓRICO

O O r

O hl

O c3

O d

O v)

TEÓRICO

32

O o .- F a z 4

50

40

30

20

10

O o o a o o

(Y r m o

-t u)

TEÓRICO

Fig 12f. SORBITOL Gráfica de la comparación de la pendiente teórica( - ) con los valores experimentales ( O ), los valores son 39.75 para carbono, 7.91 para hdrógeno y -0.1 para nitrógeno.

50

40 O

30 .I

J

9 20 a

10

O O O O

r (Y m S TEÓRICO

O O u)

Fig 129. SACAROSA Gráfica de la comparacion de la pendiente t&rica( - ) con los valores experimentales ( O ), los valores son 42.43 para carbono, 6.62 para hdrógeno y -0.16 para nitrógeno.

33

6.4. Blancos como muestras Siguiendo con las pruebas que se realizaron para tener un conocimiento integral sobre el manejo del analizador se corrieron cápsulas como muestras para ver si éstas no proporcionaban interferencia en las lecturas. Estas cápsulas se llenaron del mismo material y se registro su peso al igual que las corridas de muestras, ver Tabla 11.

Tabla 11. Porcentaje de composición de las cápsulas de muestreo llenas del mismo material. Cápsulas como muestras

Carbono (%) Hidrógeno (%)

0.10 0.06 0.07 0.1 1 0.01 0.08 0.10 0.06 0.11

Nitrógeno (%)

i

Ya que estas cápsulas teóricamente deben de dar lecturas de composición para los diferentes elementos iguales a cero, los resultados mostrados en la Tabla 11 corresponden al error en estas lecturas.

El máximo error fue de 0.1 1 %, por lo tanto se puede concluir que al correr los blancos con cápsulas vacías, los resultados no se verán afectados.

6.5. Materiales de uso común en la planta piloto En esta perte se mostrarán, en orden alfabético, los resultados obtenidos al analizar algunos materiaies de uso común en la planta piloto. Se corrieron aveces por triplicado o por quintuplicado para ver su comportamiento en base a la homogenidad de las muestras ya que la precisión de las lecturas como se vió en los incisos anteriores es muy confiable.

6.5.1. Amberlita La amberlita es un mineral empleado como resina de intercambio iónico y como soprte en fermentaciones en estado sólido.

Primero se analizó amberlita sola, y posteriormente amberlita con A. niger después de una fermentación. Como se observa la amberlita sóia presenta una tendencia lineal, ver Tabla 12 y Fig 13.

Tabla 12. Muestra l o s promedios de amberlita sóia para Icw diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

34

O 2 4 6 8

AMBERLITA

Fig 13. Muestra el una tendencia lineal en las lecturas de amberlita &la (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

Sin embargo con la amberlita con A. niger, el comportamiento varía sobretodo en las lecturas de carbono. Esto es causa de la heterogeneidad de las muestras, aqui se sugiere deshidratar muy bien las muestras, ver Tabla 13 y Fig 14.

Tabla 13. Muestra los promedios de la amberiita con A. niger para los diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

uarbono nitrógeno hidrógeno MEDIA

1.496 0.431 I 1.399 DESWACIÓN 6.801 8.407 43.282

60

50

40

10 --

0 1 O 2 4 6 8 10

AMBERLITA CON A . níger Fig 14. Muestra una variación muy grande para las lecturas de carbono en la amberlita con A. niger (A carbono, hidrcjgeno, O nitrógeno).

35

6.5.2. Bagazo de caíia. El bagazo es un residuo de la industrialización de la caña. Es empleado como soporte en diversas fermentaciones en medio sólido.

De este material se leyeron 10 muestras que presentan también una tendencia mas o menos lineal, las desiviaciones no son muy grandes (Tabla 14 y Fig 15).

Tabla 14. Muestra los promedios de bagazo de caña para los diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

50 I 1 40

" / --Vd

3 I-

J

30 --

y 20 --

10

O

-- .. I

O

I - - - 1

T I

O 2 4 6 8 10

BAGAZO

Fig 15. Muestra el una tendencia lineal en las lecturas de bagazo de caña (A carbono, H hidrógeno, O nitrógenoj.

6.5.3. Botryodiplodia theobromae Este es un hongo filamentoso fitopátogeno común de las áreas tropicales y entre otras características produce un regulador de crecimiento vegetal (ácido jasmónico).

Estas muestras de biomasa estuvieron bien molidas y secadas apropiadamente, por lo que los resultados de los análisis fueron completamente satisfactorios (Tabla 15 y Fig 16).

36

Tabla 15. Muestra los promedios de lecturas de Botryodiplodia lheobmmae para los diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

carbono nitrógeno hidrógeno MEDIA 3.540 7.317 46.049

- DESVIACI~N 0.198 0.216 0.460

40 I c o 2 0 t

I

O 2 4 6 8 10

Botryodip/o& theobmmae

Fig 16. Muestra el una tendencia lineal en las lecturas de Botrydiplodia theobmmae (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

6.5.4. Pasta de copra La pasta de copra es un subproducto de empresas que extraen aceite del coco, también se emplea como alimento para ganado por su contenido de proteína.

Esta muestra se analizó por quintuplicado obteniendose resultados muy satisfactorios por su reproducibilidad (Tabla 16 y Fig 17).

Tabla 16. Muestra los promedios de pasta de copra para los diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

carbono nitrógeno hidrógeno MEDIA 3.21 7.002 44.678 DESVIACI~N 0.170 0.086 0.669

37

O 1 2 3 4 5

PASTA DE COPRA

Fig 17. Muestra el una tendencia lineal en las lecturas de pasta de copra (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno).

6.5.5. Plástico (polietileno de baja densidad) Es un material muy abundante por la variedad de usos y por su nula degradación. Actualmente es inquietud de muchos investigadores el poder degradar el polietileno ya sea por medios fisico-químicos o biológicos.

Se analizaron muestras con diferentes tratamientos, cada una por quintuplicado, no se observó alguna diferencia significativa. Sin embargo se obtuvieron cantidades apreciables de nitrógeno que se deban posiblemente a aditivo incorporados al polietileno (Tabla 17 y Fig 18).

Tabla 17. Análisis elemental de polietileno de baja densidad para los diferentes elementos y sus desviaciones estándar.

carbono nitrógeno hiddgeno MEDIA 6.962 16.482 47.369 DESVIACI~N 2.279 0.446 1.232

38

90 I - 75

O 1 2 3 4 5 6

PLÁSTICO

Fig 18. Muestra el una tendencia lineal en las lecturas de polietileno (A carbono, hidrógeno, O nitrógeno) los número indican diferentes tratamiento a los que se sometió el plástico, aparentemente no hay cambios significativos.

39

MANUAL DE REFERENCIA RAPIDA

40

MANUAL DE REFERENCIA f3ÁPIDA. CHN

1. ABRIR LAS LLAVES DE LOS TANQUES DE GAS. VERIFICAR QUE LOS MANÓMETROS MARQUEN LAS PRESIONES DE OPERACI~N: ARGÓN 60 psi HELIO 20 psi OXíGENO 15 psi

2. ENCENDER LA IMPRESORA MEDIANTE SU INTERRUPTOR EN EL LADO DERECHO Y VERIFICAR QUE TENGA PAPEL.

3. ENCENDER EL ANALIZADOR, PRIMERO OPRIMENDO EL BOTON START DEL INTERRUPTOR DE BOTONES LOCALIZADO EN LA PARED Y SEGUNDO MEDIANTE SU INTERRUTOR LOCALIZADO EN LA PARTE POSTERIOR DERECHA.

APARECERÁ EL MENSAJE PERKIN-ELMER 2400 SERIES I1

4. RESPONDER A CADA UNA DE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS (PRESIONAR ENTER DESPUÉS DE CADA RESPUESTA). 0 HORA (horas, minutos, segundos) 0 FECHA (día, mes, año) 0 IDENTIFICACION DEL OPERADOR (hasta 12 caracteres)

5. VERIFICAR CADA UNO DE LOS SIGUIENTES VALORES (PRESIONAR ENTER DESPUÉS DE CADA RESPUESTA).

PRESIóN DE LLENADO (6.495 volts) 0 TEMPERATURA DE COMBUSTIóN (925 "C) 0 TEMPERATURA DE REDUCCIóN (640 "C)

6. ESPERAR A QUE TERMINE LA SECUENCIA AUTOMÁTICA DE VERlFlCAClON DE PRESI~N.

7. RESPONDER AL TIEMPO DE PURGA DE GASES (segundos). PARA HELIO (1 20) PARA OXíGENO (60)

8. EL ANALIZADOR QUEDARÁ EN MODO STANDBY. EN ESTE MOMENTO EL EQUIPO ESTA LISTO PARA CUALQUIER SELECC~~N CXlMO MONITOR, PARAMETERS, DIAGNOSTICS, SINGLE RUN, AUTO RUN 0 START.

41

9. ESPERAR 2.5 HORAS COMO TIEMPO DE ESTABILYZACIÓN, PARALELAMENTE

0 SUBIR LOS SOPORTES DE LA BALANZA 0 ENCENDER LA BALANZA MEDIANTE SU INTERRUPTOR LOCALIZADO EN LA

0 BAJAR LOS SOPORTES PRESIONAR AUTOTARE Y ESPERAR DE 5 A 1 O S.

0 SUBIR LOS SOPORTES Y PONER LA LAMINILLA DE 100 mg EN EL PLATO QUE

BAJAR LOS SOPORTES, PRESIONAR CALIB Y ESPERAR A QUE APAREZCA EL

SUBIR LOS SOPORTES, PRESIONAR RANGE HASTA ESTAR EN 20 mg. 0 PONER UNA CÁPSULA VACíA EN EL PLATO MARCADO CON REF.

SE PUEDE PROSEGUIR CON LA CALIBRACI~N DE LA BALANZA.

PARTE TRASERA IZQUIERDA.

NO ESTE MARCADO CON REF Y PRESIONAR 100 EN SU TABLERO.

NúMERO 100 EN LA PANTALLA DE LA BALANZA.

10. COMENZAR LA SECUENCIA DE CALIBRACIóN DEL ANALIZADOR. 0 CORRER 5 BLANCOS 0 1 CONDICIONANTE (ACETANILIDA) 0 1 BLANCO 0 1 CONDICIONANTE (ACETANILIDA)

1 BLANCO

ESTAS CORRIDAS PUEDEN SER UNA POR UNA (Single Run) O POR SERIES 0 3 K-FACTORS

(Auto Run), (VER USO DEL ANALIZADOR).

11. LECTURA DE MUESTRAS. 0 ESTAS CORRIDAS PUEDEN SER UNA POR UNA (Single Run) O POR SERIES

(Auto Run), (VER USO DEL ANALIZADOR).

12.- PARA APAGAR EL EQUIPO AL FINAL DE LA SESIóN. 0 PRESIONAR DIAGNOSTICS; 0 PRESIONAR EL NúMERO 2 PARA SELECCIONAR GAS; 0 PRESIONAR EL NúMERO 2 PARA SELECCIONAR VALVE; o PRESIONAR EL (CóDIGO) NúMERO 4 PARA SELECCIONAR VALVE D Y

0 PRESIONAR EL (CóDIGO) NúMERO 5 PARA SELECCIONAR VALVE E Y

0 ESPERAR 15 SEGUNDOS, VOLVER A DIAGNOSTICS Y APAGAR EL

0 LA IMPRESORA Y LA BALANZA BASTA APAGARLAS CON SU RESPECTIVO

0 CORTAR EL SUMINISTRO DE ENERGíA MEDIANTE EL INTERRUPTOR DE

CERRAR LAS LLAVES DE LOS TANQUES DE ARGÓN Y OXíGENO. 0 POR ÚLTIMO AL CABO DE UNA HORA APROXIMADAMENTE CERRAR LA LLAVE

PRESIONAR 1 PARA LA OPCIóN ON;

PRESIONAR 1 PARA LA OPCIóN ON;

ANALIZADOR;

INTERRUPTOR.

BOTONES DE LA PARED PRESIONANDO STOP;

DEL TANQUE DE HELIO (NO MOVER LAS LLAVES DE LOS REGULADORES).

L

42

MANUAL SIMPLIFICADO DE USO

43

ANALISIS DEL CHN, COMO SE DETERMINAN C, H Y N.

El análisis elemental considera la determinación de uno o mas elementos químicos en una muestra. La muestra puede consistir de un compuesto o de una mezcla de especies químicas, prácticamente, todos los materiales orgánicos contienen carbono e hidrógeno.

El analizador utiliza un método de combustión para convertir los elementos de las muestras en gases ( Con, H20 y N2). La muestra primero es oxidada en una atmósfera de oxígeno puro usando catalizadores clásicos. Los productos producidos en esta zona de combustión incluyen COZ, HzO y N2. Elementos como los halógenos y el azufre, son removidos por los reactivos inferiores en la zona de combustión. Los gases resultantes son homogeneizados y sometidos a las mismas condiciones de presión, temperatura y volumen. Posteriormente son sometidos a una de-presurización a través de una columna donde son separados de una manera secuencia1 en estado estable y detectados en función de sus conductividades térmicas.

0 2 1000 "C compuestos con CHN COZ + H20 + óxidos de Nitrógeno

Cu 600 "C óxidos de Nitrógeno NZ

El sistema usa señales en un estado estable para una primera aproximación cromatográfica al separar los gases. Esta aproximación involucra separar una mezcla continua de gases a través de una columna cromatográfica. Mientras que los gases se eluyen, cada gas se separa por pasos en un estado estable, con cada subsecuente adición de gas. Consecuentemente, cada paso se convierte en la referencia para una señal subsecuente (11-I), (11-2).

44

ARRANQUE

O Antes de encender el ANALIZADOR, abrir la llave de cada tanque de gas.

O Verificar que los manómetros marquen las presiones de operación para los diferentes gases:

ARGÓN, presión de operación 60 psi, HELIO, presión de operación 20 psi, OXíGENO, presión de operación 15 psi.

0 Activar la línea de energía mediante el interruptor de botones que se encuentra en la pared presionando el botón START; si la energía no se activa presionar el botón RESET del switch superior y repetir la operación.

O Verificar que la impresora tenga papel y encenderla mediante su interruptor en el lado derecho.

O Encender el ANALIZADOR mediante el interruptor que se encuentra en la parte posterior derecha (4-29) y un mensaje de identificación aparecerá en la pantalla frontal, mientras ocurre esto, se realiza una verificación automática del sistema electrónico y del Hardware. Si una falla es detectada, la secuencia se detiene y la identificación del componente que falle aparecerá en la pantalla y se imprimirá (3-5).

O Si la revisión es satisfactoria, el sistema pedirá en la pantalla la siguiente información: La hora (TIME) en horas, minutos y segundos; después presionar ENTER. La fecha (DATE) como día, mes y año; después presionar ENTER. La identificación del usuario (OPERATOR ID) mediante el teclado y que puede ser cualquier combinación de hasta 12 caracteres (números 0-9 y letras A-Z), después presionar ENTER. La presión de llenado (FILL PRESSURE) en volts debe ser 6.495; después presionar ENTER.

0 Las temperaturas deben de ser de 925 OC para Combustión, 640 OC para Reducción y de 82.5 OC para el Detector. Una vez registrados estos valores, el sistema realiza una revisión automática de presión (3-5).

0 Dar los tiempos, en segundos, para la purga de Helio y Oxígeno. Estos son de 120 y 60 respectivamente (442), (445) (Ver purga de gases)..

45

0 Deberá aparecer el mensaje STANDBY

0 Revisar que el ANALIZADOR este en el modo correspondiente (CHN) en PARAMETERS, código 6 (4-50).

0 Revisar si el Horno esta encendido en PARAMETERS, código 12.

0 Revisar que la válvula de Oxígeno esté en ON (PARAMETERS, código 20).

0 Esperar 2.5 h como tiempo de estabilización (Nota 4-46), (4-46), (4-56)

0 Comúnmente al inicio del tiempo de estabilización aparece tanto en la pantalla como en la impresora el mensaje de error número 23 (EXCESIVE DRIFT...). Esto no representa problema alguno, sólo hay que dejar que la estabilización termine.

0 Una vez que se han alcanzado las temperaturas de operación y que se mantengan constantes, se procede a realizar la prueba para verificar que no haya fugas en la zona de combustión, en la cámara de mezclado y en el detector y la columna (4-48), (4-49) (Ver Diagnóstico de Fugas).

46

PROCEDIMIENTO DE APAGADO

O Presionar DIAGNOSTICS; O Presionar el número 2 para seleccionar GAS; O Presionar el número 2 para seleccionar VALVE; O Seleccionar VALVE D con código 4 y presionar 1 para la opción ON: O Seleccionar VALVE E con código 5 y presionar 1 para la opción ON, O Esperar 15 segundos, volver a DIAGNOSTICS y apagar el equipo (4-70), (44),

0 La impresora y la balanza basta apagarlas con su respectivo interruptor; 0 Cortar el suministro de energía mediante el interruptor de botones, presionando

0 Cerrar las llaves de los tanques de Argón y Oxígeno; 0 Por último al cabo de una hora aproximadamente cerrar la llave del tanque

de Helio (NO mover las llaves de los reguladores).

(5-4) ;

el botón rojo STOP;

PURGA DE GASES

0 La purga de gases se pude realizar cada que se enciende el analizador. 0 Se pude realizar la purga de gases en cualquier momento desde el panel de

control del analizador presionando Purge Gas, en donde se preguntará que gas y la duración de la purga.

0 La duración de la purga para los gases puede ser de 1 hasta 600 segundos (3-

0 Se recomienda hacer la purga de los gases una vez al inicio de cada sesión de uso, pero también se puede realizar si alguna combinación de las siguientes situaciones se produce:

6) , (4-30).

Antes de correr blancos; Después de cambiar los tubos de combustión o de reducción; Si el analizador no se ha ocupado por mas de una hora; Si el analizador ha sido apagado (5-8).

47

DIAGNóSTICO DE FUGAS

Existen tres zonas del analizador a las cuales se les puede hacer un diagnóstico

0 Cámara de mezclado. O Combustión (Pirólisis). 0 Columna y detector.

de fugas:

Estos diagnósticos se realizan en tres pasos principales: O La zona de elección es presurizada. O La zona de elección es mantenida a presión durante 3-6 minutos. O La zona es venteada para de-presurizar el sistema (9-17).

AI término de cada prueba, los resultados aparecen en pantalla y son impresos. como requisito se deberá verificar que la válvula G este en OFF, para hacer esto:

Presionar PARAMETERS y cambiar al código 22. Presionar 2 para poner la válvula en OFF y volver a presionar PARAMETERS para regresar al modo STANDBY (9-18).

Cámara de mezclado. Presionar DIAGNOSTICS y seleccionar el número 1 (LEAK TEST). Introducir el código (1) y el sistema empezará con la prueba, en la pantalla

aparecerá la presión y la hora y se imprimirá cada minuto (durante 5 minutos) hasta que la prueba termine.

Si concluye con éxito se imprimirá LEAK TEST #I PASSED, si no es así se imprimirá un mensaje con la posible causa (9-19), (9-20).

Combustión (Pirólisis). Después de realizada la prueba para la primera zona, presionar MONITOR e

introducir el código (2), entonces el sistema empezará con la prueba de fugas. En la pantalla aparecerá la presión y la hora y se imprimirá cada minuto (durante 5

minutos) hasta que la prueba termine. Si concluye con éxito se imprimirá LEAK TEST #2 PASSED, si no es así se

imprimirá un mensaje con la posible causa (9-21).

Columna y detector. Después de realizada la prueba para la segunda zona, presionar MONITOR e

introducir el código (3). En la pantalla aparecerá el mensaje LEAK TEST #3, CAP SENSING VENT. Antes

de continuar se deberá de quitar la tapa del lado izquierdo del analizador y tapar la manguera café que tiene un anillo amarillo al rededor (esto de puede hacer con el dedo).

48

Después de esto presionar ENTER para continuar y entonces el sistema

En la pantalla aparecerá la presión y la hora y se imprimirá cada minuto (durante 5

Si concluye con éxito se imprimirá LEAK TEST #3 PASSED, si no es así se

Presionar DIAGNOSTICS para volver al modo STANDBY(9-22), (9-23).

empezará con la prueba de fugas.

minutos) hasta que la prueba termine.

imprimirá un mensaje con la posible causa.

49

CALIBRACIóN DE LA BALANZA.

1 .- Verificar que los soportes estén arriba. 2.- Encender la balanza mediante su interruptor localizado en la parte posterior

3.- Bajar los soportes. 4.- Esperar a que los platos estén visiblemente estables, presionar AUTOTARE y

5.- Subir los soportes. 6.- Poner la laminilla de 100 mg en el plato que no esta marcado con Ref e

7.- Bajar los soportes. 8.- Presionar Calib en el tablero de la balanza y esperar a que aparezca en la

9.- Subir los soportes. 10.- Cambiar el rango a 20 mg. I 1 .- Poner una cápsula vacía en el plato marcado con Ref. 12.- Proceder al pesado.

izquierda y esperar a que la pantalla este lista.

esperar de 5 a 10 segundos.

introducir el valor de 100 en el tablero de la balanza.

pantalla de la balanza el número 100.

NOTA: Siempre asegurarse que las puertas de la balanza estén cerradas.

PESADO.

1 .- Calibrar. 2.- Verificar que los soportes estén arriba. 3.- Poner en el plato vacío una cápsula vacía. 4.- Bajar los soportes. 5.- Poner AUTOTARE y esperar a que en la pantalla aparezcan ceros. 6.- Subir los soportes. 7.- Sacar la cápsula vacía y llenarla con la muestra 8.- Meter nuevamente la cápsula y bajar los soportes. 9.- Verificar que el peso de la cápsula con muestra este entre 1.5 mg y 2.5 mg. 10.- Subir los soportes. I I .- Si es así seguir con el paso 13. 12.- Si no es así sacar la cápsula y quitar o poner muestra según se requiera para

13.- Sacar la cápsula y proceder al DOBLADO. 14.- Después de haber doblado la cápsula, volver a pesar, este es el peso que se

que el peso quede dentro del rango mencionado.

deberá registrar para su análisis.

NOTA: Siempre asegurarse que las puertas de la balanza estén cerradas.

50

Fig. 19. Diagrama del procedimiento del doblado de las cápsulas de muestreo.

USO DEL ANALIZADOR

Seguir el procedimiento de Arranque y durante el tiempo de estabilización se sugiere Calibrar la balanza. También se sugiere proceder con la preparación de los condicionantes y de los K-factors. La secuencia recomendada de CALIBRACIóN para el ANALIZADOR es la siguiente:

Correr 5 BLANCOS; 1 CONDICIONANTE (ACETANILIDA); 1 BLANCO; 1 CONDICIONANTE (ACETANILIDA); 1 BLANCO y 3 K-FACTORS (4-61).

Antes de la calibración, asegurarse que los porcentajes teóricos de peso para la acetanilida usada como estándar estén correctos en la memoria del equipo (carbono = 71.09%, hidrógeno = 6.71% y nitrógeno 10.36%). Para verificarlo presionar PARAMETERS, código 3. En la pantalla aparecerán SI , S2, S3 y S4, que son los cuatro estándares posibles usados para calcular los factores de calibración (K-factors), Cada estándar contiene porcentajes teóricos de composición para carbono, hidrógeno y nitrógeno. Después de introducir cada valor o después de verificarlo presionar ENTER y para regresar al modo STANDBY volver a presionar PARAMETERS (4-52).

MODO SINGLE RUN Corridas De Blancos

Presionar Single Run en el tablero del analizador y para correr un blanco

Sólo en el caso de blancos, en el modo Single Run, se puede programar una sola

Después de introducir el número de blancos deseados presionar ENTER y el

Para empezar con el análisis de blancos presionar START. Cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse.

presionar el número 1 (BK).

corrida o una serie de blancos (máximo 20).

sistema quedará en modo STANDBY.

52

NOTA: El valor de los últimos tres blancos se deberá reproducir y sus variaciones deberán estar de acuerdo a los siguientes límites:

I CARBONO I HIDR~GENO I NITR~GENO 1 1+-30 1+-100 ) + - I 6

Si después de correr el blanco número cinco los valores de los últimos tres blancos no cumplen este criterio, correr más blancos uno por uno hasta que se cumpla el criterio antes mencionado (4-59).

Si estos valores no se reproducen, entonces correr mas blancos alternándolos con condicionantes (1:4-61).

0 Corridas De K-Factors

Presionar Single Run en el tablero del analizador y para correr un estándar presionar el número 2 (KFACT).

El sistema pedirá seleccionar un estándar (SI-S4), en este caso todos los estándares contendrán los mismos valores teóricos para la acetanilida.

El sistema pedirá ahora el peso de la muestra (KI), este puede ser introducido manualmente o usando el tablero (presionando ENTER) para transferir el peso automáticamente.

Después de introducir el peso presionar ENTER y el sistema quedará en modo STANDBY.

Para empezar con el análisis presionar START. Cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse (4-63).

NOTA: El valor de los K-FACTORS se deberá reproducir y sus variaciones deberán estar de acuerdo a los siguientes límites:

CARBONO HIDR~GENO NITR~GENO + - 0.15 + - 0.16 + - 3.75

Si este criterio no se cumple, entonces el analizador desplegará un mensaje de error en la pantalla.

Si los valores de los K-factors no se están reproduciendo, la causa puede estar en los blancos, en la técnica de muestre0 o en el pesado, entonces se deberá: correr mas blancos analíticos o recalibrar la balanza (10:4-63), (b:4-64).

53

Los valores pueden variar dependiendo del analizador, los reactivos, los gases, etc. Los valores de carbono pueden estar entre 12-20, de hidrógeno entre 32-60 y nitrógeno entre 4-7. Cabe recordar que la reproducibilidad de los valores de los K-factors es lo que es IMPORTANTE (6-64).

O Después de seguir los pasos anteriores, entonces proceder con la lectura de las muestras que se deseen analizar, para esto se deberá seguir el procedimiento de Pesado y Doblado.

0 Corridas De Muestras

Presionar Single Run en el tablero del analizador y para correr una muestra presionar el número 3 (SAMP).

El equipo pedirá identificar a cada muestra. Esta identificación puede contener números o letras en cualquier combinación de hasta 12 caracteres y para esto se deberá usar el tablero del analizador.

Después de introducir el último caracter de identificacih presionar ENTER. El sistema pedirá ahora el peso de la muestra, este puede ser introducido

manualmente o usando el tablero (presionando ENTER) para transferir el peso automáticamente.

Después de introducir el peso presionar ENTER y el sistema quedará en modo STANDBY.

Para empezar con el análisis de blancos presionar START. Cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse.

MODO AUTO RUN 0 Corridas De Blancos

Para poder ocupar el modo Auto Run es necesario introducir en la memoria del analizador, el peso de cada muestra de la serie y el tipo de corrida de que se trata.

La serie de corridas automáticas es borrada seleccionando RESET en la opción 4 del Auto Run.

Presionar Auto Run y el sistema pedirá el tipo de la corrida (blanco, K-factor o

El sistema pedirá nuevamente que se identifique la corrida, presionar 1 (B)

Después de introducir el número de blancos deseados presionar Auto Run y el

muestra), entonces presionar I (8) para identificar el blanco.

cuantas veces se quieran correr blancos.

sistema quedará en modo STANDBY.

54

Poner los bancos en sus lugares correspondientes dentro del carrusel de

Para empezar con el análisis de blancos presionar START. Puesto que cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse es

recomendable preparar varios blancos antes de comenzar una serie de corridas con Auto Run (4-65).

muestreo.

NOTA: El valor de los últimos tres blancos se deberá reproducir y sus variaciones deberán estar de acuerdo a los siguientes límites:

I CARBONO I HIDR6GENO I NITROGEN0 1+-30 I + - 100 h - 4 6 I

Si después de correr el blanco número cinco los valores de los últimos tres blancos no cumplen este criterio, correr mas blancos uno por uno hasta que se cumpla el criterio antes mencionado (4-59).

Si estos valores no se reproducen, entonces correr mas blancos alternándolos con condicionantes (1 :4-61).

Corridas De K-Factors

Presionar Auto Run en el tablero del analizador y para correr un estándar presionar el número 2 (K).

El sistema pedirá seleccionar un estándar (SI-W):, en este caso todos los estándares contendrán los mismos valores teóricos para la acetanilida.

El sistema pedirá ahora el peso de la muestra (KI), este puede ser introducido manualmente o usando el tablero (presionando ENTER) para transferir el peso automáticamente.

Poner el estándar en su lugar correspondiente dentro del carrusel de muestreo. El sistema pedirá nuevamente que se identifique la corrida, presionar 2 (K) y

Después de introducir el peso presionar Auto Run y el sistema quedará en modo

Para empezar con el análisis presionar START. Puesto que cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse es

recomendable preparar varios estándares antes de comenzar una serie de corridas con Auto Run (4-67), (4-68).

repetir los pasos anteriores para correr 3 K-factors en total.

STANDBY.

55

NOTA: El valor de los K-FACTORS se deberá reproducir y sus variaciones deberán estar de acuerdo a los siguientes límites:

1 CARBONO I HIDR~GENO I NITR~GENO I + - 0.15 I + - 3.75 I + - 0.16

Si este criterio no se cumple, entonces el analizador desplegará un mensaje de error en la pantalla.

Si los valores de los K-factors no se están reproduciendo, la causa puede estar en los blancos, en la técnica de muestreo o en el pesado, entonces se deberá: Correr mas blancos analíticos o recalibrar la balanza (10:4-63), (b:4-64). Los valores pueden variar dependiendo del analizador, los reactivos, gases, etc. Los valores de carbono pueden estar entre 12-20, de hidrógeno entre 32- 60 y nitrógeno entre 4-7. Cabe recordar que la reproducibilidad de los valores de los K-factors es lo que es IMPORTANTE (6-64).

0 Después de seguir los pasos anteriores, entonces proceder con la lectura de las muestras que se deseen analizar, para esto se deberá seguir el procedimiento de Pesado y Doblado.

0 Corridas De Muestras

Presionar Auto Run en el tablero del analizador y para correr una muestra presionar el número 3 (S).

El sistema pedirá identificar a cada muestra. Esta identificación puede contener números o letras en cualquier combinación de hasta 12 caracteres y para esto se deberá usar el tablero del analizador.

Después de introducir el último caracter de identificación presionar ENTER. El sistema pedirá ahora el peso de la muestra, este puede ser introducido

manualmente o usando el tablero (presionando ENTER) para transferir el peso automáticamente.

Poner la muestra en su lugar correspondiente dentro del carrusel de muestreo. El sistema pedirá nuevamente que se identifique la corrida, presionar 3 (S) y

Después de introducir el peso presionar Auto Run y el sistema quedará en modo

Para empezar con el análisis presionar START. Puesto que cada corrida toma aproximadamente 6 minutos en completarse es

recomendable preparar varias muestras antes de comenzar una serie de corridas con Auto Run (4-66), (4-67).

repetir los pasos anteriores para cada muestra.

STANDBY.

56

LLENADO DE COLUMNAS DE REACC16N

Será necesario reemplazar el tubo de combustión después de 1000 corridas aproximadamente (4-9).

Después de realizar 600 corridas aproximadamente es recomendable remover, vaciar y/o reemplazar el receptáculo de viales (4-9).

Será necesario cambiar el tubo de reducción después de 250 corridas aproximadamente (4-9).

Cuando se llenen los tubos de reacción (combustión, reducción o pirólisis), se deberán usar: bata, guantes de látex, cubre bocas y de ser posible lentes de seguridad. Después de usar los reactivos lavar la cara y las manos vigorosamente (2:4-2), (25.3).

AI cambiar los tubos de reacción deberá asegurarse que los elementos del analizador no estén calientes para su manipulación, si es así se deberá apagar el horno: Presionar PARAMETERS, código 12 y presionar 2 para la opción OFF.

Llenado de la columna de combustión Antes de llenar las columnas, precalentar los reactivos EA-1000 y tungstato de plata en óxido de magnesio a unos 900 "C entre 10 y 30 min (esto es para remover humedad y restos de carbono). Enrollar cada una de las dos mallas de plata que serán usadas en cada una de las columnas. Introducir 25.4 mm de lana de cuarzo a partir de la parte media de la columna hacia la salida (extremo angosto). Adicionar por el extremo angosto 50.8 mm del reactivo EA-1000, previamente acondicionado y cubrir con aproximadamente 1.6 mm de lana de cuarzo. Adicionar aproximadamente 50.8 mm de tungstato de plata en óxido de magnecio y cubrir con aproximadamente I .6mm de lana de cuarzo. Adicionar aproximadamente 25.4 mm de vanadato de plata y cubrir con aproximadamente 1.6mm de lana de cuarzo. Insertar la malla de plata enrollada dejando aproximadamente 12.7 mm de espacio desde el extremo. Voltear la columna e introducir aproximadamente 12.7 mm de lana de cuarzo a partir de la parte media de la columna. Insertar aproximadamente 6.4 mm de lana de cuarzo dentro del receptáculo de viales, Introducirlo en la columna sobre la lana de vidrio colocada anteriormente (Figura 20).

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Llenado de la columna de reducción 0 Introducir aproximadamente 6.4 mm de lana de cuarzo por uno de los extremos

0 Insertar la malla de plata enrollada de manera que esté en contacto con la lana

Adicionar el reactivo Copper Plus hasta que alcance una profundidad de

0 Insertar 1.6 mm de lana de cuarzo, adicionar sobre éSta 12.7 mm del reactivo

Por Último insertar el tubo de difusión en el extremo de la columna (Figura 20).

de la columna a partir de donde la columna aumenta de diámetro.

de cuarzo anterior.

aproximadamente 240 mm.

Copper oxide y cubrir con aproximadamente 6.4mm de lana de cuarzo.

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CHN N24 1

Fig. 20 Diagrama que muestra los diferentes reactivos para llenar las columnas de combustion y de reducción, así como su disposición en ellas.

Mer n TOP

Combustion Tube - CHN Reduction Tube "1264 I 1 N241-1291

Wire Form Copper Oxide, 12.7 mm (1/2") 0240- 1 092

Quartz Wool 6.4 mm ( ~ 4 ~ ) 0240- 1 1 18

Quam Wool 12.7 mm ( 1/T) 0240- 7 1 18

Ouartz Wool 25.4 mm (1 ") 0240- 1 1 18

Quartz Wool less than 1.6 mm (1/16") 0240- 1 1 18

Quartz Wool 6.4 mm (1/4") 0240- 1 1 18

Empty 12.7 mm ( 1/2") "4

Outlet

EA- 1000 50.8 mm (2")

,. N24 1-0092

Silver Tungsrare on Magnesium Oxide 50.8 mm (2") 0240- 1344

Silver Vanadate 25.4 mm (1")

Silver Gauze 12.7 mm ( 1/2")

0240- 1 1 1 7

N2474145

Outlet .II

RiHusion Plug N24 1 - 1333

Quartz Wool

0240- 1 7 18

Ouam Wool

Inler

BOTTOM CHN Combustion Tube CHN Reduction Tube

59

INSTALACldN DE COLUMNAS DE REACCIóN

Es de utilidad observar la figura 21 para poder seguir el procedimiento que se detalla acontinuación. Abrir la puerta del horno mediante su tornillo en dirección contraria de las manecillas del reloj. Quitar el tornillo de la parte superior derecha que sostiene el horno Aflojar, con una llave de 25mm, la tuerca superior de la columna de la izquierda (combustión) y con una llave de 1 Imm la tuerca superior de la columna derecha (reducción). Sosteniendo la placa que soporta las columnas girar en dirección contraria de las manecillas del reloj el gran tornillo central en la parte inferior del horno hasta que pueda descansar la placa en la parte inferior del horno. Aflojar con cuidado los tornillos laterales de plástico para poder jalar hacia el frente el horno. Quitar los O-rings, rondanas, tuercas y anillos de cerámica superiores de ambas columnas, para poder retirarlas y cambiarlas. Poner nuevos filtros en la parte inferior de donde van colocadas las columnas, Introducir las nuevas columnas de combustión a la izquierda y de reducción a la derecha de la cámara. Poner las tuercas, las rondanas y los nuevos O-rings en la parte inferior de cada columna, desplazar las columnas hacia abajo y apretar regularmente las tuercas con la mano. Poner los anillos de cerámica en la parte superior. Colocar en orden (en cada una de las columnas) las tuercas, las rondanas y los O-rings en la parte superior de las columnas. Regresar el horno a su posición vertical. Girar el gran tornillo central de manera que la parte superior de las columnas penetre aproximadamente 6mm dentro del Auto-Inyector. Apretar las tuercas superiores de ambas columnas. Apretar las tuercas inferiores de ambas columnas. Una vez que la instalación de las columnas de reacción se ha llevado a cabo, se deberá purgar el analizador con el gas acarreador por aproximadamente 500 segundos (22:4-12). Instalar O-rings nuevos siempre que se reemplacen las tubos de reacción (7:4-3).

60

Fig. 21 Diagrama que muestra la disposición de las columnas de combustión y de reducción en el analizador elemental.

O-Ring. 25 mm / o99 0-2188 Glass Tube Washer, 1 1 mm / 0240- 1042

Glass Tube Washer. 25 mm 0240- 1 1 18

Glass Tube Nut. 25 mrn 0240- 1 1 1 7

0240- 1028

Ceramic Ring, Reduction Tube

Ceramic Ring, Combustion Tube

N24 I - 1342

N241-1341

COMBUSTION CHAMBER

REDUCllON CHAMBER

0240- 1028

0240- 1028 Glass Tube Nut, 1 I mm

Glass Tube Washer, 1 1 mm -7 0240- 1042

Glass Tube Washer, 11 mm 0240- 1042

Crossover Bracket 0240- 1583

RECOMENDACIONES

0 Usar solamente un trapo limpio para limpiar el teclado y la cubierta del analizador, de la impresora y de la balanza. No usar detergente, solventes o soluciones abrasivas (9:4-3).

O La exactitud y la precisión del analizador están directamente relacionadas al control y al ambiente del lugar donde es operado, con temperatura entre 12 "C y 32OC y con una humedad relativa del 20 al 80 ?/o (no condensada) (2-2).

0 La exactitud de los análisis dependen tanto de la calidad como de la preparación de las muestras. Buenos resultados requieren cuidado en el pesado y en la técnica de muestre0 (4-53).

0 Las muestras deberán pesar entre 1.5 y 2.5 miligramos (4-54), (4-65), pero también se sugiere que para tener resultados significativos no usar muestras de tamaño mayor de 2 miligramos (4-60).

0 Observar las siguientes recomendaciones al preparar muestras: Usar muestras homogéneas, una muestra heterogénea puede homogeneízarse moliendo o mezclando para obtener una composición uniforme.

O Manejar las cápsulas con pinzas para evitar cambios en su peso.

0 Si se presentan valores negativos de nitrógeno, el gas Helio puede contener humedad (5: 4-59).

O Si los valores absolutos para nitrógeno son mayores que 200 o 300 consistentemente, puede indicar que existen niveles altos de impurezas en el suministro de Oxígeno (nota: 4-60).

62

GLOSARIO

BLANCOS Los blancos (pueden ser corridas con cápsulas vacías o sin cápsulas) son

usados para determinar las señales de C, H y N que se tomarán como referencias. Estos valores son usados para hacer las correcciones para los elementos determinados. También son usados para determinar concentraciones muy bajas o para determinar la ausencia de algún elemento.

Una vez que el analizador se ha equilibrado, se inicia una serie de corridas con blancos.

Hay que reconocer que dos tipos de blancos pueden ser asociados; Hay blancos análiticos y blancos instrumentales.

Los blancos consecutivos son referidos como blancos instrumentales. La corrida de un blanco realizada después de la corrida de cualquier muestra es un blanco análitico.

Cuando se corren blancos alternándolos con muestras, el sistema promedia los valores de los blancos para obtener un promedio de trabajo. Con blancos consecutivos el sistema no hace promedios.

CONDICIONANTES Un condicionante se define como la corrida de una muestra orgánica que

contenga los elementos carbono, hidrógeno, nitrógeno y su propósito es equilibrar el sistema interno del aparato con dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno. En este caso el condicionante es la acetanilida.

K-FACTORS Los K-factors o factores de calibración del detector son determinados

cuando un estándar conocido es analizado con el fin de calibrar el equipo en términos de micrográmos de carbono, hidrógeno y nitrógeno (11-6).

Este factor de calibración es entonces usado para determinar las muestras desconocidas. En este caso el estándar conocido es la acetanilida (C = 71.09%, H = 6.71%, N = 10.36%) (442).

63

CALCULOS

Los cálculos involucran comparaciones entre tres valores (la última corrida, la corrida actual y el promedio actual) y puede haber tres posibles resultados:

1. El valor de la última corrida es comparado con el valor del promedio actual. Cuando la diferencia entre esos dos valores cumple el criterio límite especificado, los valores son promediados y este serd el nuevo promedio de trabajo, de lo contrario una segunda comparación será hecha.

2. El valor de la Mima corrida es comparado con el valor de la corrida actual. Si la diferencia entre esos dos valores cumple el mismo criterio límite especificado, entonces los valores son promediados y este será el nuevo promedio de trabajo.

3. Si ninguno de los casos anteriores se cumple, entonces se mantendrá el actual promedio de trabajo.

64

TROUBLESHOOTING La siguiente tabla muestra algunos síntomas operacionales, sus posibles causas y acciones correctivas (1 0-17).

SíNTOMA Los pesos de las muestras no se reproducen

Altos resultados de nitrógeno para muestras con poco o nada de nitrógeno, o resultados variables de nitrógeno con muestras de diferentes pesos.

Valores negativos de blancos

Resultados variables para K- factors O muestras

La prueba de diagnóstico de fugas en la zona de combustión falla

O

la cámara de mezclado no se llena.

CAUSA POSIBLE 1. limpiar la balanza para eliminar residuos.

2. La autobalanza está sobre una superficie inestable o está expuesta a la humedad o to drafts.

3. Existen cargas estáticas en el ambiente.

1. Combustión incompleta.

2. Intervalo timming (T2) muy alto. Exceso de agua en el gas acarreador o en el regulador.

1. El receptáculo de viales o el tubo de combustión están gastados;

2. La balanza no está calibrada

La presión de helio o del gas neumático están bajas o ausentes;

Fallas en los O-rings de la columna de combustión o existe una fisura en la columna de combustión.

ACCIóN CORRECTIVA 1. Reemplazar el papel aluminio de la balanza.

2. Mover la autobalanza a una superficie estable, lejos de fuentes de drafts (p.ej aire acondicionado o una puerta).

Usar un eliminador de estática o un spray antiestático.

I. Usar la tecla parameters código 9 (tabla 6-3) para vel l o s valores apropiados.

2. Revisar intervalos timming vía monitor, código 6.

1. Siempre usar los gases y los reguladores recomendados (2- 4...2-6).

2. Revisar que el filtro del gas helio esté en buenas condiciones la. Limpiar el receptáculo de viales después de 600 corridas. lb. Reemplazar el tubo de combustión después de 1000 corridas.

2. Calibrar la autobalanza (Ver manual simplificado de uso). Verificar y ajustar a la presión correcta.

Reemplazar los O-rings de la columna de combustión o cambiar la columna de combustión.

65

SINTOMA ACCIóN CORRECTIVA CAUSA POSIBLE Carbono bajo con nitrógeno 1 Combustión incompleta I Mediante la tecla Parameters

I

I I La presión de oxígeno es baja o I Verificar y ajustar a la presión no hay. correcta.

Variación de blancos de aceite, cambiarlo si es “Sample drop” carbono y nitrógeno. Quitar la válvula y revisar el Falta de aceite en la válvula

necesario.

Ver el capítulo 8, I

Mantenimiento.

- alto

Resultados bajos de carbono cuando el tamaño de las muestras es de 3.5 mg o

O

optimizar la combustión

Usar muestras mas pequeñas (dentro del rango recomendado).

O

mayores Los resultados de carbono se

necesita vaciarse; incrementan Vaciar el receptáculo de viales. El receptáculo de viales

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DIRECTORIO

Ing. Jaime Lóper B. Supervisor de Ingeniería de Servicio Perkin Elmer de México, S.A. Macedonio Alcalá No. 54 Col. Guadalupe Inn 01020 México D.F. Tel. 65 1 -70-77 Fax. 593-62-23 Fax de Servicio 660-77-34

Q.F.B. Emilio Eslava P. Especialista en Termoanálisis Departamento De Ventas Perkin Elmer de México, S.A. Macedonio Alcalá No. 54 Col. Guadalupe Inn 01020 México D.F. Tel. 651-70-77 664-38-85

660-94-52 664-36-7 1 660-03-23

Fax. Ventas 593-62-23 Fax de Servicio 660-77-34 Fax Administrativo 660-03-23

Ing. Valentin Salazar. Departamento De Servicio Perkin Elmer de México, S.A. Macedonio Alcalá No. 54 Coi. Guadalupe Inn 01020 México D.F. Tel. 660-77-34 Fax. USA 95-203-761 -2892

660-52-1 8 660-77-34

593-62-23 593-63-1 2

Dr. Michel Thibert LEACSA S.A. DE C.V. Tel. 286-49-97 Fax 286-49-77

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BIBLIOGRAFIA

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9. BIBLIOGRAFíA.

Wood Ewing Galen; Analytical Instrumentation Handbook; MARCER DEKKER, INC.; USA; 1990. pg 79-81

Reid Robert, C., Prausnitz John, M., Pioling Bruce, E.; The properties of gases and liquids; 4th Edition; Mc.Graw-Hill Inc. USA; 1987.

Willard Hubert, H., Merritt Jr Lynne L., Dean John A.; Instrumental methods of analysis; 7th Edition; Wodsworth Publishing Company; USA 1992. pg 540-543, 552-553.

Manual del usuario Perkin Elmer; PE-2400 SERIES It.

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