Condividi l'articolo
Fioriture o bombe?
Poiché la popolazione mondiale aumenta costantemente, è importante che ogni anno vengano prodotti raccolti sufficienti per fornire cibo, vestiti e altri prodotti sufficienti. Colture come mais, grano, soia e cotone ricevono nutrienti dal terreno in cui vengono coltivate. I fertilizzanti svolgono un ruolo cruciale nel fornire a queste colture i nutrienti di cui hanno bisogno per crescere correttamente.
Un ingrediente importante nella produzione di fertilizzanti efficaci e di alta qualità è il nitrato di ammonio (NH4NO3), una buona fonte di azoto e ammonio per le piante.
Prodotto come piccole perle simili nell'aspetto al sale da cucina, il nitrato di ammonio è economico da acquistare e solitamente sicuro da maneggiare, ma conservarlo può essere un problema. Nel tempo, il composto assorbe l'umidità, il che porta all'aggregazione delle singole perline in un blocco più grande. Quando una quantità così grande di nitrato di ammonio compattato viene esposta a un calore intenso, può innescare un'esplosione.
Nell'ultimo secolo, il nitrato di ammonio è stato coinvolto in almeno 30 disastri e attacchi terroristici. Uno degli eventi più recenti è stato la sera del 4 agosto 2020 a Beirut, dove un'esplosione di nitrato di ammonio ha ucciso almeno 220 persone e ne ha ferite più di 5000. Questa esplosione è uno dei più grandi disastri industriali mai collegati a NH4NO3.
Metodi di analisi dell'umidità per fertilizzanti
Durante il processo di produzione del nitrato di ammonio è importante controllare il contenuto di umidità. È preferibile un basso contenuto di umidità, ma un'eccessiva essiccazione non necessaria comporta costi di produzione aggiuntivi. Le normative per i diversi fertilizzanti variano in tutto il mondo, ma i limiti legali locali assicurano che la quantità massima di acqua presente non deve essere superata. Perciò, sono necessari metodi rapidi, affidabili e accurati per la determinazione dell'umidità. Tra quelle disponibili, la titolazione Karl Fischer è una delle più comuni; l'essiccazione in forno, ad esempio, non può essere utilizzata con fertilizzanti contenenti nitrato di ammonio.
Rispetto a questi metodi, la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) offre vantaggi unici. È una tecnica secondaria che genera risultati affidabili in pochi secondi senza la necessità di alcuna preparazione del campione. NIRS è una tecnica di misurazione non distruttiva e allo stesso tempo non crea rifiuti chimici.
Leggi i nostri precedenti post sul blog di seguito per saperne di più NIRS come tecnica secondaria.
Analisi NIRS dei solidi
L'analizzatore NIR più adatto per misurare diversi parametri in fertilizzanti o pellet di nitrato di ammonio è il Metrohm DS2500 Solid Analyzer insieme al recipiente per campione grande.
I campioni solidi (ad es. granuli e pellet) che vengono riempiti nel contenitore per campioni grande rotante DS2500 devono essere posizionati sulla finestra dell'analizzatore. Durante la scansione del campione, il recipiente per campioni grande ruoterà per compensare la disomogeneità.
Poiché il DS2500 Solid Analyzer è un sistema pre-dispersivo, il campione viene illuminato con luce monocromatica per mantenere il livello di energia il più basso possibile. Pertanto, il coperchio dello strumento deve essere chiuso prima di iniziare l'analisi in modo che la luce esterna non influisca sui risultati.
La radiazione NIR proviene dal basso ed è parzialmente riflessa dal campione al rivelatore, che si trova anche al di sotto del piano del recipiente del campione. Dopo 45 secondi, la misurazione è completata e viene visualizzato un risultato. Poiché questa luce riflessa contiene tutte le informazioni rilevanti del campione, questa tecnica di misurazione è chiamata riflessione diffusa.
Vantaggi dell'utilizzo di NIRS
La procedura per ottenere lo spettro NIR lo evidenzia già la sua semplicità per quanto riguarda la misurazione del campione e la sua velocità. Di seguito sono elencati diversi vantaggi di NIRS:
- Veloce tecnica con risultati in meno di 1 minuto.
- Nessuna preparazione del campione necessaria – solidi e liquidi possono essere utilizzati in forma pura.
- Basso costo per campione – non sono necessari prodotti chimici o solventi.
- Tecnica rispettosa dell'ambiente – nessun rifiuto generato.
- Non distruttivo – campioni preziosi possono essere riutilizzati dopo l'analisi.
- Analisi a più componenti – previsione di diversi costituenti in parallelo.
- Facile per usare – gli utenti inesperti hanno immediatamente successo.
Nel complesso, la spettroscopia nel vicino infrarosso è una solida tecnica alternativa per la determinazione di parametri sia chimici che fisici in solidi e liquidi. È un metodo rapido che può essere implementato con successo anche per analisi di routine da parte del personale senza alcuna formazione di laboratorio superiore.
Applicazioni correlate
Le sostanze chimiche speciali devono soddisfare molti requisiti di qualità. Uno di questi parametri di qualità, che si ritrova in quasi tutti i certificati di analisi e specifiche, è il contenuto di umidità. Il metodo standard per la determinazione del contenuto di umidità è la titolazione Karl Fischer.
Questo metodo richiede la preparazione riproducibile del campione, sostanze chimiche e smaltimento dei rifiuti. In alternativa, la spettroscopia nel vicino infrarosso può essere utilizzata per la determinazione del contenuto di umidità. Questa tecnica permette di analizzare i campioni senza prepararli e senza uso di sostanze chimiche.
Maggiori informazioni sul dettagli dell'applicazione possono essere trovate qui:
Il contenuto di umidità è una delle proprietà più comunemente misurata dei fertilizzanti. A livello mondiale, le normative per i vari fertilizzanti sono diverse; tuttavia, vi sono limiti locali imposti per legge che assicurano che non venga superata la quantità massima di acqua. A questo scopo sono disponibili diverse tecniche analitiche. Oltre ai metodi gravimetrici, per la determinazione precisa dell'umidità si usa spesso la titolazione Karl Fischer.
Rispetto a questi metodi, la spettroscopia nel vicino infrarosso offre vantaggi unici: genera risultati affidabili in pochi secondi e allo stesso tempo non crea rifiuti chimici. L'Application Note di seguito spiega come NIRS può offrire un'analisi rapida e senza reagenti del contenuto di umidità in vari prodotti fertilizzanti.
Analisi dell'umidità nei fertilizzanti – Risultati in pochi secondi con la spettroscopia NIR
La tua conoscenza "take-aways"
Analisi dell'umidità: titolazione Karl Fischer, NIRS o entrambi?
