Distributed Prony using D-ADMM

El analizador de flujo segmentado se caracteriza por el hecho de que el transporte de muestras y reactivos a lo largo del sistema se efectúa estableciendo un flujo de líquido que fluye a través de los tubos rectilíneos y en espiral de vidrio que forman los canales por donde la muestra y los reactivos se pueden mezclar de varias maneras y una variedad de operaciones intermedias desde la mera detención del flujo hasta la incorporación de unidades de separación continua (dializadores, digestores, etc.) pueden intervenir en el funcionamiento de este tipo de analizador que también utiliza típicamente sistemas de detección continua ya que presentan una celda de flujo a través de la cual se pasa la corriente que transporta la mezcla reaccionante.

Las mediciones realizadas con estos analizadores se realizan bajo un equilibrio dual: físico (homogenización de la zona de muestra-reactivo entre dos burbujas consecutivas) y químico (la reacción analítica ha alcanzado el equilibrio antes de que la mezcla reactivos muestra llegue al detector). Los analizadores de flujo segmentados evitan la contaminación entre muestras mediante el uso de burbujas de aire que establecen separaciones físicas (segmentos) a lo largo de la corriente continua. Estos métodos se implementan típicamente en Technicon AutoAnalyzers y Skalar. Las muestras se introducen secuencialmente por aspiración de una sonda articulada en movimiento. La idea original de Skeeg se consolidó en el desarrollo y comercialización masiva de Technicon AutoAnalyzers y Skalar. Durante muchos años, éstas fueron la única alternativa disponible para la automatización de laboratorios de control de alto rendimiento.

5.2Esquema general de un analizador de flujo segmentado por aire

Los analizadores de aire segmentados automáticos se caracterizan por el uso de una o varias corrientes de líquido (diluyentes, soluciones de lavado, reactivos) en las que se introducen y se separan las muestras mediante burbujas de aire destinadas para evitar la contaminación cruzada.

Figura 17 Esquema de un analizador de flujo segmentado

Este tipo de analizador es generalmente de naturaleza modular y consiste en una serie de elementos (aparatos, instrumentos) acoplados en línea entre sí. La figura 17 muestra los componentes esenciales de un AutoAnalizador simple SFA, a saber:

 Sistema de muestreo

Se lleva a cabo con la ayuda de una punta de aspiración móvil en sistemas segmentados continuos. Sin embargo, a diferencia de otras configuraciones, también se succiona aire entre las aspiraciones de muestra. El volumen tomado es cuantificado durante un tiempo fijo: es decir mientras se mantiene la punta de aspiración sumergida en la solución (solución de lavado de muestra) durante un intervalo preestablecido, de manera que si el caudal es constante, el volumen tomado en cada operación será exactamente el mismo. La mayoría de los muestreadores son controlados electrónicamente o por computadora, de manera que permiten programar la sonda de aspiración.

 Sistema de propulsión

La bomba peristáltica es el dispositivo más utilizado para propulsar fluidos a lo largo de sistemas segmentados continuos. Su funcionamiento se basa en presionar tubos plásticos flexibles por medio de una serie de rodillos, lo que inicia el flujo de los líquidos como resultado.

Normalmente permiten trabajar con varias corrientes (4-29 líneas). El caudal de los líquidos en circulación está determinado por el diámetro interno de los tubos; Por regla general,

se controla seleccionando el diámetro apropiado del tubo. Los tubos de la bomba son uno de los elementos que influyen más decisivamente en el rendimiento de un analizador continuo. Por un lado, su desgaste continuo por fricción mecánica resulta en la alteración progresiva de su diámetro interno y por tanto del caudal de los líquidos que circulan a través de ellos, lo que obliga al usuario a reemplazarlos con bastante frecuencia. Por otro lado, existe el riesgo de que los fluidos circulantes interactúen con las paredes del tubo, cuyo material constitutivo debe ser resistente a agentes potencialmente agresivos (disolventes orgánicos, ácidos oxidantes, etc.).

 Sistema de reacción

Esta función es realizada por tubos compactos y helicoidales de un diámetro dado para su uso conveniente. Están conectados fácilmente a los otros elementos del sistema, de manera que los volúmenes vacíos son minimizados. Ocasionalmente, se calientan por medio de cables eléctricos o un baño termostático.

 Unidad de separación

Una de las ventajas más apreciadas de los analizadores continuos es la posibilidad de incorporar unidades de separación continuas y eficientes, que consideran ampliable su alcance de aplicación mejorando dos puntos importantes: La selectividad y la sensibilidad, a través de la preconcentración. Por ejemplo un dializador continuo que requiere la segmentación de las dos corrientes que fluyen a través de esta: el portador (muestra) y el aceptor (que generalmente contiene el reactivo y eventualmente conduce la mezcla reaccionante al detector).Technicon y Skalar fabrican los elementos necesarios para implementar extracciones continuas (segmentador, bobina de extracción, separador de fases, destiladores etc.)

 Desburbujeador

El aire introducido en sistemas segmentados se elimina normalmente con la ayuda de un dispositivo de alta precisión generalmente integrado en la celda de flujo (Fig. 18). Su funcionamiento es bastante simple: divide la corriente que fluye en dos canales, uno apuntando hacia arriba y permitiendo la eliminación de las burbujas y algo de líquido, y otro canal más que lleva el flujo de líquido libre de gas. El buen funcionamiento de esta unidad requiere que los caudales entrantes y salientes sean regulados con precisión.

Por lo tanto, el flujo que emerge del detector en analizadores segmentados continuos no puede ser enviado directamente al desecho, sino que debe pasarse previamente a través de un tubo de la bomba peristáltica que regula el caudal de salida.

Figura 18 Sistemas de desburbujeado y detección colorimétrica en (a) Autoanalizadores Technicon y (b) Analizadores Skalar

 Sistema de detección

Los analizadores continuos de flujo segmentado se utilizan con una variedad de sistemas de detección que generalmente consisten en una celda de flujo alojada junto a instrumentos ópticos o electro-analíticos, ya sea de uso general o específico. El uso de dos fotodetectores en el mismo conjunto óptico permite la monitorización diferencial continua de la señal analítica con respecto a la línea de base.En el caso de la determinación de cianuro se utilizara un detector amperometrico.

6. Problemas en autoanalizadores de flujo segmentado