Principales aplicaciones de titulación automática en la industria
La titulación es una técnica analítica cuantitativa que permite la identificación de un analito simple o compuesto en una muestra. Para su desarrollo, es necesario cumplir ciertos criterios; se debe contar con una sustancia de concentración conocida denominada titulante, en concentraciones químicas de normalidad y molaridad, por otro lado, el titulante debe reaccionar completamente con el analito o compuesto a identificar, en pocas palabras deben tener una relación estequiométrica conocida.
Para determinar el punto final de la titulación se emplea un indicador el cual produce un cambio de color al haber un exceso del titulante en la muestra. Finalmente, se cuantifica el analito de interés mediante una fórmula donde se contempla el consumo de titulante en mL y el tamaño de la muestra en masa o volumen.
Lo anterior define una titulación manual volumétrica. Sin embargo, al tener muestras que poseen color, como vinos, jugos, materias primas y productos terminados con un tono similar al obtenido con el indiciador empleado para la titulación, esto dificulta el análisis, impidiendo la detección del punto final.
Para esta situación, la titulación automática potenciométrica supera esta limitante, ya que el punto final es detectado mediante el uso de un electrodo que monitorea el comportamiento del voltaje a medida que se adiciona el titulante evitando el uso de indicadores. Aparte de dispensar automáticamente el titulante y detectar el punto final de la titulación, realiza los cálculos, identificación de la muestra, mejorando la repetibilidad y precisión, evitando el error humano y lo más importante reduciendo la exposición y manipulación de productos químicos al personal.
¿Qué titulador automático es el más adecuado para la industria de alimentos y bebidas?
La industria de alimentos y bebidas se destaca por la gran variedad de productos que fabrican, en las diferentes fases de producción, las titulaciones volumétricas ácido – base son las más frecuentes, donde los métodos oficiales de análisis bajo la AOAC (Association of Analytical Communities) son altamente utilizados. En las materias primas como acidulantes, saborizantes y conservantes se puede cuantificar su pureza y concentración mediante la titulación automática potenciométrica y Karl Fischer. Por otro lado, en productos terminados, la titulación automática también permite controlar parámetros químicos que garantizan la calidad y uniformidad.
Por consiguiente, la elección del titulador va asociada a la aplicación y normativa a cumplir, uno de los ejemplos más comunes es el análisis de ácido cítrico, ascórbico, málico y tartárico en bebidas de frutas. En el caso de aceites comestibles, los ácidos grasos, peróxidos e índice de yodo son realizados para el control de calidad. De igual manera, para la industria de lácteos y derivados el control de la acidez es fundamental.
Estas aplicaciones son realizadas mediante los sistemas de titulación automática HI931 y HI932, equipos permiten realizar valoraciones ácidos – base tanto en medios acuosos como no acuosos, valoraciones óxido – reducción y argentométricas para cuantificar cloruros en alimentos y bebidas.
Finalmente, en aquellas materias primas y productos terminados donde se desea evaluar el contenido de agua o humedad, los tituladores automáticos Karl Fischer HI933 y HI934 son idóneos gracias a su selectividad, precisión y sensibilidad aún en muestras con bajo contenido de humedad como son los aceites. Estas consideraciones se deben contemplar al momento de evaluar un sistema de titulación automática en las industrias de alimentos y bebidas.
¿Cuáles son los principales parámetros que debe controlar la industria petroquímica con titulación automática?
La industria petroquímica se encarga de la transformación y procesamiento de los hidrocarburos como petróleo y gas natural, en productos químicos y materiales fundamentales en procesos industriales. A través de procesos químicos y físicos, se obtienen compuestos que sirven como materias primas para la producción de plásticos, fertilizantes, detergentes, solventes, fibras sintéticas, explosivos, entre otros.
El procesamiento de los hidrocarburos se puede generar en tres fases; en la fase inicial de transformación del petróleo y gas natural se obtienen productos primarios o intermedios utilizados en la producción de compuestos más complejos, entre los cuales se tienen olefinas, compuestos aromáticos y gases industriales.
En la fase intermedia se parte de los compuestos obtenidos en la fase inicial con el fin de sintetizarlos en productos más especializados para su uso en diversas industrias. En esta fase se pueden obtener alcoholes, ácidos orgánicos, esteres y glicoles, compuesto halogenados, entre otros.
En la fase final, los productos de la fase intermedia se convierten en productos de consumo final o insumos para otras industrias, aquí se obtienen plásticos, polímeros, pinturas, elastómeros, detergentes, aceites lubricantes, combustibles, cosméticos entre otros.
Durante el procesamiento de los hidrocarburos, es necesario el control de parámetros fisicoquímicos para garantizar que las materias primas y productos finales obtenidos en cada fase cumplan con los criterios de calidad, para ello, los procedimientos estandarizados bajo normativas como la ASTM (American Society for Testing & Material) detallan las pautas para lograr satisfacer esta demanda. En el siguiente cuadro se dan a conocer diferentes parámetros destinados para el control de calidad en productos derivados del petróleo:
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Norma |
Parámetro |
Equipo |
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ASTM D664 |
Determinación del número de acidez total en productos petroleros mediante titulación potenciométrica. |
HI931/ HI932 |
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ASTM D974 |
Determinación del TAN y TBN mediante titulación colorimétrica |
HI 931/ HI932 |
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ASTM D2896 |
Determinación del número de basicidad total (TBN) en aceites lubricantes mediante titulación potenciometría con ácido perclórico. |
HI931/ HI932 |
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ASTM D3227 |
Determinación de mercaptanos en productos petroleros mediante titulación potenciométrica con nitrato de plata. |
HI931/ HI932 |
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ASTM D4928 |
Determinación del contenido de agua en crudo mediante titulación Karl Fischer coulométrica. |
HI934 |
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ASTM D6304 |
Determinación del contenido de agua en aceites lubricantes mediante titulación Karl Fischer. |
HI934 |
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ASTM D4377 |
Determinación del contenido de agua en crudo mediante titulación Karl Fischer volumétrico. |
HI933 |
¿Cómo elegir el mejor sistema de titulación para la industria farmacéutica y cosmética?
La industria farmacéutica y cosmética se caracterizan por estar reguladas bajo las mismas normativas, donde los métodos descritos en las farmacopeas estandarizan los procedimientos analíticos a realizar tanto en materias primas como productos terminados, de igual manera los criterios de aceptación para la liberación o aceptación de los productos. En la farmacopea americana se tienen monografías específicas para titulación; la UPS 921, describe la metodología para determinar el contenido de agua mediante las técnicas de Karl Fischer volumétrico y coulométrico, mientras que la USP 541, indica las metodologías para valoración volumétrica directa tanto manual como automática.
Ahora bien, a la hora de elegir un sistema de titulación automática, es fundamental determinar el alcance que se desea obtener y el cumplimiento normativo, por ejemplo, si el sistema de titulación automática a seleccionar debe cumplir con BPL (Buenas Prácticas de Laboratorio) y en especial dando alcance a CFR 21 parte 11 acordes al reglamento de la FDA, donde establece los requisitos para el manejo de registros y firmas electrónicas en entornos regulados, o en su defecto, si requiere un alcance parcial a las normativas, esta evaluación permite garantizar que el sistema de titulación sea acorde a la aplicación sin generar sobre costos en la instrumentación con equipos sobredimensionados.
Ricardo Barrero
Ingeniero de aplicaciones
(+57) 3155031119