Cromatografia industrial

Tipos de Cromatografia Industrial

Cromatografia industrial é um processo de separação química que separa misturas com base em como elas viajam através de um meio estacionário. A cromatografia industrial vem em três tipos principais: cromatografia de afinidade, cromatografia de troca iônica e cromatografia de adsorção.

• Cromatografia de Afinidade: Esta técnica de cromatografia industrial funciona separando e purificando proteínas e enzimas com base em suas afinidades naturais por ligantes específicos. Esses ligantes são ligados covalentemente ao meio de suporte de cromatografia. A proteína ou enzima alvo se liga ao ligante enquanto outras proteínas ou enzimas não-alvo passam pela coluna. Uma vez que a ligação é concluída, a eluição ocorre alterando certas condições, como temperatura, pH ou concentração de sal. Para melhorar o projeto e separações mais seletivas, frequentemente uma cromatografia de afinidade de duas etapas é usada envolvendo uma cascata de colunas diferentes.
• Cromatografia de Troca Iônica: Este método se baseia em cargas elétricas para separação. Ele distingue íons e moléculas neutras com base em sua afinidade pela fase estacionária carregada. Moléculas com carga oposta à da fase estacionária são atraídas e se ligam a ela, enquanto outras moléculas não. Eventualmente, as moléculas ligadas são liberadas ou eluídas alterando o pH e a concentração de sal da solução. A cromatografia de troca iônica industrial é amplamente utilizada na indústria de tratamento de água, farmacêutica e química.
• Cromatografia de Adsorção: Este tipo de cromatografia é baseado no comportamento de diferentes moléculas aderindo ou sendo atraídas pela fase estacionária. A fase móvel então as carrega através da coluna. O processo de separação acontece quando as diferentes moléculas obtêm diferentes graus de atração ou adesão à fase estacionária. A cromatografia de adsorção pode vir em diferentes versões dependendo do tipo de fase estacionária que é utilizada, por exemplo, cromatografia de fase normal ou cromatografia de fase reversa.

Especificação e manutenção da cromatografia industrial

Como diferentes tipos e escalas de cromatografia podem ter várias especificações, é melhor dividi-la em alguns componentes-chave.

• Coluna

  Tamanho: As colunas usadas podem variar muito dependendo do que está sendo processado com elas. Para algumas cromatografias em escala industrial, as colunas podem ter até um metro de largura e atingir 5 metros de comprimento. No entanto, em cromatografia de escala menor ou de laboratório normal, as medidas típicas das colunas são 5-25 mm com comprimentos de 25-300 mm.

• Detector

  Detectores típicos usados na cromatografia incluem detectores UV/Vis, detectores de fluorescência, detectores de índice de refração e detectores de espalhamento de luz evaporativa, para citar alguns. Cada detector possui sua maneira específica de detectar e medir diferentes substâncias, juntamente com limites de detecção, faixas e sensibilidades variáveis.

• Software

  Recentemente, a cromatografia industrial tem usado cada vez mais inteligência artificial para ajudar a melhorar a eficácia do software. Alguns recursos-chave comumente encontrados no software de cromatografia são integração de picos, quantificação, pesquisa em bibliotecas, relatórios, análise comparativa e desenvolvimento de métodos.

• Bombas

  Algumas bombas comuns usadas na cromatografia incluem bombas de seringa, bombas peristálticas, bombas recíprocas e bombas de gradiente binário, para citar algumas. As especificações da bomba usada dependerão da vazão e pressão necessárias para a aplicação de cromatografia.

A manutenção adequada é imprescindível se alguém quiser continuar obtendo resultados precisos de sua cromatografia industrial. Existem algumas dicas e métodos gerais de manutenção que se podem seguir.

• Limpeza: Limpar regularmente a coluna de cromatografia é muito importante para evitar acúmulo ou resíduos da amostra. Usar um solvente de limpeza adequado para a coluna pode ajudar a manter sua integridade.
• Verificar vazamentos: Verificar periodicamente se há vazamentos nos tubos e conexões também é sensato, pois isso pode afetar bastante os resultados que se obtêm do dispositivo de cromatografia industrial.
• Calibrar detectores: A calibração regular dos detectores pode ajudar a garantir medições precisas. Seguir as instruções do fabricante e usar os padrões de calibração apropriados é importante se alguém deseja detectores precisos.

Cenários de cromatografia industrial

• Farmacêuticos e medicamentos

  A cromatografia industrial tem amplas aplicações na indústria farmacêutica. Para separação de compostos, identificação e detecção de pureza, a cromatografia é utilizada durante a fase de P&D e para o controle de qualidade de medicamentos. Isso garante que os medicamentos sejam criados corretamente e que não haja impurezas neles.

• Alimentos e bebidas

  Fabricantes de alimentos e bebidas utilizam cromatografia industrial no processamento, análise ou detecção de aditivos e contaminantes. Por exemplo, pode separar e quantificar componentes como sabores, pigmentos, vitaminas e conservantes em bebidas. Além disso, pode identificar resíduos de pesticidas e contaminantes em matérias-primas. Além disso, a cromatografia industrial é usada para o controle de qualidade da anti-oxidação e anti-fermentação na vida útil de produtos alimentícios.

• Monitoramento ambiental

  A cromatografia industrial pode analisar poluentes no solo, água, ar e outros meios ambientais. Pode identificar e quantificar substâncias como metais pesados, pesticidas, produtos químicos industriais e compostos orgânicos. Isso ajuda os reguladores e agências de proteção ambiental a monitorar e avaliar a qualidade ambiental.

• Indústria petroquímica

  Na indústria petroquímica, a cromatografia industrial é aplicada na análise e separação de petróleo e gás. Pode identificar a composição e concentração de hidrocarbonetos, gases e aditivos em produtos de petróleo. Isso auxilia na exploração, produção e controle de qualidade de petróleo e gás.

• Diagnóstico clínico

  A cromatografia industrial possui muitas aplicações no diagnóstico clínico. Por exemplo, pode separar e quantificar biomarcadores, hormônios, enzimas e metabólitos em amostras biológicas como sangue, urina e saliva. Além disso, pode detectar doenças específicas e distúrbios genéticos analisando ácidos nucléicos e proteínas.

• Cosméticos

  A cromatografia industrial pode separar os componentes dos cosméticos, como surfactantes, emulsificantes, conservantes e substâncias funcionais. Pode identificar os contaminantes e substâncias nocivas em cosméticos, como metais pesados e compostos orgânicos voláteis, para garantir a segurança e conformidade dos produtos.

• Aromaterapia e extração de óleo essencial

  A cromatografia industrial desempenha um papel importante na extração e separação de óleos essenciais. Por exemplo, os componentes de fragrância do óleo podem ser separados e identificados usando cromatografia gasosa ou cromatografia líquida. Além disso, a qualidade e pureza dos óleos essenciais podem ser garantidas empregando cromatografia preparativa para a purificação de óleos essenciais.

• Indústria têxtil

  Na indústria têxtil, a cromatografia industrial analisa a composição da fibra, aditivos de corantes, agentes de acabamento e contaminantes. Isso ajuda no controle de qualidade e garante a conformidade com os padrões e regulamentos relevantes. Além disso, pode ser aplicada para avaliar o desempenho de produtos têxteis, como durabilidade, estabilidade e resistência.

Como escolher a cromatografia industrial

Ao selecionar uma máquina de cromatografia para o uso pretendido, os compradores devem pesquisar quais produtos químicos e solventes seus clientes irão separar. Diferentes tipos de cromatografia funcionam com diferentes produtos químicos. Por exemplo, a cromatografia gasosa só é aplicável em situações em que o solvente ou produto químico pode vaporizar. Se os clientes precisam separar proteínas de soluções, então uma máquina de cromatografia em coluna pode ser ideal. A cromatografia em coluna usa uma coluna especial cheia de material adsorvente para separar materiais com base em sua afinidade pela coluna.

A potência de uma máquina de cromatografia é determinada por sua pressão. Existem sistemas de pressão super alta, alta pressão e baixa-média pressão para atender diferentes propósitos. As máquinas de cromatografia de pressão super alta são aplicáveis em situações em que há necessidade de separar produtos químicos com baixa massa molar ou que são altamente solúveis na fase móvel. As máquinas de cromatografia de alta pressão são ideais para situações em que há necessidade de separar materiais biológicos como proteínas e hormônios peptídicos. A pressão média para baixa não tem sempre um uso definido, mas é principalmente utilizada na indústria alimentar e ambiental.

Para além da potência e pressão de uma máquina de cromatografia, os compradores devem também considerar o tipo de material que a máquina se destina a separar. O material determinará muitas vezes a especificação da máquina de cromatografia. Por exemplo, ao comprar uma máquina de cromatografia para a análise ambiental de metais tóxicos ou elementos traço em água ou solo, pode ser necessário uma cromatografia líquida de ultra performance (UPLC), cromatografia gasosa (GC) ou GC-MS (cromatografia gasosa espectrometria de massas). Essas máquinas seriam ideais para separar e quantificar compostos orgânicos, poluentes ou contaminantes traço em amostras ambientais.

A cromatografia em escala industrial separa materiais em grandes quantidades. Faz isso usando uma coluna especial que é geralmente mais longa e mais larga do que o que outros usam em ambientes não industriais. Um exemplo de uma máquina de cromatografia em grande escala é um instrumento de bio-cromatografia. Ao comprar, os fabricantes devem determinar qual produto químico ou solvente precisa ser separado em grandes quantidades. A potência necessária para fazer isso de forma eficaz também deve ser determinada.

Por fim, considere o nível de automação. Normalmente, máquinas automatizadas mais avançadas terão injeção de amostra autossuficiente, monitoramento em tempo real, desenvolvimento de método automatizado e capacidades de análise de dados. Essas características geralmente melhorarão a produtividade e reduzirão a intervenção do usuário. Mas, ao mesmo tempo, essas máquinas podem ser mais caras.

Cromatografia industrial P&R

P1 Quais são algumas tendências recentes em relação ao mercado de cromatografia industrial?

R1 O mercado de cromatografia industrial está testemunhando algumas tendências. O aumento da demanda por produtos farmacêuticos puros e tecnologicamente avançados impulsionou o segmento de mercado da cromatografia farmacêutica. Além disso, a adoção de práticas ecologicamente corretas em várias indústrias levou a um maior uso de técnicas de cromatografia verde, como a cromatografia flash, no ambiente industrial. Por fim, os desenvolvimentos tecnológicos constantes em produtos de cromatografia, como a chegada de sistemas automatizados e de alto rendimento, estão remodelando o panorama da cromatografia industrial.

P2 Por que o processo de cromatografia é importante?

R2 O processo de cromatografia é importante porque pode separar, purificar e analisar componentes em misturas de compostos. O processo também ajuda a identificar substâncias que são de grande importância nas indústrias química, biotecnológica, alimentícia, ambiental e farmacêutica, entre outras.

P3 Quais são as limitações da cromatografia?

R3 Apesar de a cromatografia ter uma ampla gama de aplicações e benefícios, o método está sujeito a algumas limitações. Por exemplo, o processo não pode ser usado para separar e analisar algumas misturas homogêneas complexas. O método também é limitado quando se trata de separar e analisar substâncias com propriedades químicas e físicas semelhantes. Além disso, a cromatografia requer preparação prévia da amostra, o que pode ser demorado e consumir mão de obra.

P4 Quais são algumas alternativas à cromatografia?

R4 A melhor maneira de separar amostras e compostos dependerá das propriedades das substâncias e dos objetivos da análise. Algumas alternativas comuns incluem destilação, que é usada para separar misturas líquidas com base em diferenças de ponto de ebulição, extração e espectrometria de massas.