BR112013000388B1

BR112013000388B1 - equipamento para utilização na detecção de um ou mais analitos de fluido

Info

Publication number: BR112013000388B1
Application number: BR112013000388-0A
Authority: BR
Inventors: Tyler P. Martin; Luke Doucette; Dean J. Smith; Thomas P. Schwarz
Original assignee: Orono Spectral Solutions, Inc
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2021-02-23
Also published as: CA2804757C; EP2591351A4; CN103119437A; EP2591351A1; WO2012005969A1; US8613214B2; US20110162441A1; CN103119437B; CA2804757A1; BR112013000388A2; EP2591351B1

Abstract

EQUIPAMENTO PARA UTILIZAÇÃO NA DETECÇÃO DE UM OU MAIS ANALITOS DE FLUIDO. Um aparelho e método para determinar os analitos num fluido. Um aspecto da presente invenção é para a determinação do teor de óleo da água utilizando UV, IR próximo, IR ou espectroscopia de Raman ou radiometria. Em certas modalidades, um material de membrana sólida absorve analitos de fluido colocados em contacto com ele. A membrana é colocada em seguida num espectrômetro FTIR, que é ativado para determinar a concentração de analitos em fluidos de calibração. determinadas ,modalidades podem determinar o tipo de hidrocarbonetos presentes e, portanto, conseguem diferenciar hidrocarbonetos totais do petróleo (TPH) do Óleo e Graxa Totais (TOG) sem nenhuma preparação da amostra em separado.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a dispositivos e técnicas usados para determinar o teor de analito em um fluido. Mais particularmente, a presente invenção se refere aos sistemas e métodos para capturar analitos em um leito teste para análise subsequente em um dispositivo de teste. Mais especificamente, a presente invenção se refere aos dispositivos e métodos para determinar o teor de hidrocarboneto em água.

2. Descrição da Técnica Anterior

[0002] Há uma necessidade de um novo hidrocarboneto rápido e econômico em técnica de medição de água que diretamente mede o teor de óleo da água e não requer o uso de qualquer solvente. As medições de absorção infravermelha têm sido a base preferida de medição por mais de vinte anos. Entretanto, essas medições requerem primeiro realizar uma extração de líquido-líquido para remover o hidrocarboneto da água. Os solventes preferidos para realizar a extração, tais como Freon, S-316 e percloroetileno, foram banidos ou estão sendo retirados devido às questões ambientais, de saúde, e de segurança. A resposta da indústria de sensibilização e detecção a este desafio foi introduzir novos métodos e instrumentos que não se baseiam na absorção de IR.

[0003] Como aqui usado, “hidrocarboneto” significa todas as moléculas contendo hidrogênio e carbono; exemplos incluem moléculas alifáticas e aromáticas bem como grupos carboxila em ácidos carboxílicos ou grupos éster. Como usado aqui, “óleo” significa uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos com geralmente entre sete e 40 carbonos na cadeia, espécies aromáticas, e outros hidrocarbonetos. Inclui óleo bruto, óleo refinado, óleo de aquecimento, e qualquer outra forma de óleo com base em carbono.

[0004] O método corrente para medir os hidrocarbonetos em água aprovado pela Convenção de Oslo-Paris (OSPAR) para uso na Europa e Escandinávia é a Detecção de Ionização por Chama por Cromatografia Gasosa (GC-FID) (Número de Referência da Comissão de OSPAR 2005-15). O método requer o uso de solvente (pentano é recomendado) para realizar uma extração de líquido-líquido para a preparação de amostra. Este método tem a vantagem de diretamente medir o teor de óleo e diferenciar TPH de BTEX e Graxa. Entretanto, GC-FID é extremamente demorado e de trabalho intensivo, requerendo uma estimativa de 6 horas por medição e muito mais para recalibrações periódicas. Além disso, a diferenciação de TPH a partir do teor de Graxa não é inerente à técnica de medição, porém, em vez disso requer a preparação de amostra separada por um operador experiente.

[0005] Como usado aqui, “TPH” significa Hidrocarbonetos de Petróleo Totais, geralmente incluindo moléculas alifáticas não voláteis de estrutura química variada com até 40 carbonos. Como usado aqui, “BTEX” significa todas as moléculas orgânicas aromáticas, incluindo Benzeno, Tolueno, etilbenzeno e orto-, meta- e para-Xileno. Como usado aqui, “Graxa” se refere às moléculas de hidrocarboneto de cadeia longa contendo grupo ou grupos funcionais de ácido carboxílico e/ou éster.

[0006] O método padrão US corrente para medir os hidrocarbonetos em água aprovado pela Agência de Proteção Ambiental (“EPA”) (EPA 1664) para substituir os métodos com base em IR anteriores (EPA 418.1 e 413.2) é também com base em extração de líquido-líquido. Simplesmente, após extrair o óleo da água em um solvente, geralmente hexano, o hexano é evaporado e a massa total do material restante é medida e reportada como o TPH ou TOG (como usado aqui, “TOG” significa Graxa e Óleo Totais; isto é, o total de TPH e Graxa e excluindo BTEX). O método EPA 1664 também introduziu nova terminologia específica ao método. Ao invés de TOG, EPA 1664 refere-se ao Material Extraível de Hexano, ou HEM. Ao invés de TPH, EPA 1664 se refere ao Material Extraível de Hexano Tratado por Sílica Gel, ou SGT-HEM. Diferenciar TOG (ou HEM) de TPH (ou SGT-HEM) requer preparação de amostra separada pelo operador. Este método é também de trabalho intensivo e a medição dura um longo tempo. Deve-se assegurar que não há água presente e que todo o hexano tenha sido evaporado, uma vez que a presença de quaisquer dos dois resultaria em excesso de informação do teor de TPHI/TOG da amostra. Isto significa que uma medição pode levar até 48 horas. Em uma revisão para EPA 1664, o EPA tem promulgado EPA 1664A, uma técnica que permite a extração de fase sólida (SPE) do HEM de água usando cartuchos ou discos SPE, seguido pela eluição do HEM do material de SPE com hexano. Como em EPA 1664, o hexano é então evaporado da amostra e o material restante é pesado para determinar HEM. SGT-HEM é determinado redissolvendo-se o HEM em hexano para realizar o tratamento de sílica gel. Ao mesmo tempo em que EPA 1664A reduz a quantidade de solvente requerido e o tempo para realizar o teste, ele não pode ser usado em certas amostras devido a problemas de entupimento e ainda requer uso de solvente significante (cerca de 200 ml de hexano por teste) e tempo (cerca de 1,5 horas para a maioria das amostras).

[0007] Outras técnicas de medição concorrentes são com base na fluorescência ultravioleta, absorvência ultravioleta, ou absorvência/fluorescência ultravioleta espectral simultânea dos componentes BTEX do teor de óleo. Elas têm a vantagem de ser capaz de medir quantidades muito baixas (tão baixo quanto 50 ppb foi reivindicado) de BTEX em água e medir a amostra em água sem a etapa de preparação de amostra de extração de líquido-líquido. Entretanto, uma vez que este método é com base na medição de apenas o componente aromático (BTEX) da amostra, a presença de TPH e/ou Graxa deve ser determinada por calibração da corrente de óleo esperada por algum método que possa medir todos os três componentes. Esta questão é uma desvantagem significante ao realizar as medições para conformidade regulamentar, que geralmente requer a medição de todos os componentes poluentes da amostra aquosa de interesse, e quando as correntes contaminantes de óleo desconhecidas são encontradas.

[0008] A dispersão de luz/turbidez é a outra técnica principal com base em não IR em uso para análise de óleo em água. Esta técnica se baseia no fato de que o óleo é muito levemente solúvel em água (geralmente abaixo de 1 ppm) e então é, na verdade, um sistema de duas fazes, isto é, o óleo está presente como gotículas na água. Essas gotículas dispersam a luz de determinado comprimento de onda dependendo do tamanho da gotícula, e a intensidade da dispersão em um determinado comprimento de onda depende tanto do número de gotículas quanto do tamanho da gotícula. Entretanto, o número e o tamanho das gotículas de óleo podem ser medidos examinando-se o perfil de dispersão de luz do sistema de fluido de duas fases em fluxo. Entretanto, problemas são encontrados com bolhas de gás e partículas sólidas também dispersando a luz, desse modo levando à superestimação do teor de óleo da amostra. As paredes de tal dispositivo devem ser transparentes para a faixa de comprimento de onda de interesse no ponto em que a medição é realizada. Entretanto, o óleo e outros contaminantes potenciais na amostra tenderão a rapidamente sujar toda a superfície, necessitando de limpeza completa após períodos relativamente curtos de operação.

[0009] Outros métodos, tais como aqueles com base em eco de pulso acústico ultrassônico, não são comprovados e altamente complexos e desse modo, improváveis de encontrar ampla aceitação.

[0010] A Patente Alemã No. DE2754293 descreve um solvente de extração particular para uso em sistemas automatizados disponibilizados por HORIBA, Ltd, de 2 Miyanohigashi, Kisshoin, Minami-ku Kyoto 6018510 Japan. Esses sistemas foram designados para serem utilizados em conformidade com EPA 418.1 e, então, são essencialmente tornados obsoletos pela proibição ou eliminação da maioria dos solventes de extração. Ao mesmo tempo em que esses sistemas usam a propriedade de absorção de radiação infravermelha de hidrocarbonetos como a base para sensibilizar óleo em água, eles requerem o uso de solvente para extração de líquido-líquido.

[0011] A prática padrão mundial geralmente exigiria o uso de solventes de clorofluorcarbono, que são prejudiciais para a camada de ozônio e foram banidos mundialmente, ou outros solventes de extração, tais como percloroetileno, que são prejudiciais à saúde e segurança do operador e também estão sendo eliminados mundialmente. Portanto, os sistemas com base em solvente são geralmente obsoletos na prática. Alguns outros sistemas fornecem a captura e regeneração do solvente de extração para reutilização, porém, isto é geralmente considerado ambientalmente insuficiente.

[0012] A Patente dos Estados Unidos No. 5.109.442 descreve um material hidrofóbico tal como Teflon® (disponibilizado por DuPont Company of Delaware) que é usado somente como um componente à prova de água e não como um material de absorção de hidrocarboneto como na presente invenção, porém, o uso deste sistema contendo o material Teflon® para a medição de óleo em água não é descrito. Em geral, a película absortiva consiste em um metal tendo um índice refrativo que muda quando em contato com vários analitos. Esta película de metal é revestida em uma fibra óptica através da qual a luz de alguma frequência desconhecida é passada, porém, que não pode ser de radiação infravermelha devido ao material de fibra óptica. A mudança no índice refrativo da blindagem resulta em uma mudança no sinal de luz que sai da fibra óptica que está correlacionado com a concentração de analito no gás ou líquido sendo medido. Portanto, esta técnica não mede diretamente o teor de óleo, porém, em vez disso, mede uma mudança em uma propriedade de material secundário (índice refrativo) da blindagem. Além disso, é explicitamente declarado que a blindagem de platina responde fortemente aos componentes de BTEX, para que, com efeito, a metodologia de detecção seja duas vezes removida da medição direta do teor de óleo. Isto é, o dispositivo está medindo uma resposta de propriedade de material secundário a somente uma pequena parte do teor de hidrocarboneto total na água. A técnica, portanto, depende das calibrações do teor de hidrocarboneto total relativo ao teor de compostos BTEX que é geralmente desconhecido e ou muda com o tempo.

[0013] Em “Determination of oil and Graxa by sold phase extraction and infrared spectroscopy”, Analytica Chimica Acta 395 (1999) 77-84), Ferrer e Romero descrevem um método que requer um equipamento de filtração à vácuo para realizar a separação de óleo da água. Um método de filtração à vácuo não fornece pressão suficiente para garantir que o fluido flua em um tempo hábil (isto é <10 minutes) através de uma película devido ao entupimento do filtro. Esta limitação é significante uma vez que as amostras reais tipicamente contêm níveis elevados de metais/partículas de óxido de metal, materiais orgânicos, e outros particulados que entopem e consequentemente inibem o fluxo do fluido através da membrana a menos que pressão diferencial suficientemente elevada através da membrana seja aplicada.

[0014] O método de Romero também requer que a membrana seja fisicamente manipulada e extraída do equipamento de filtração a vácuo, em seguida novamente presa a um suporte de membrana diferente através de suportes magnéticos para análise de IR pós-coleta. Entre outras coisas, isto pode levar a contaminação do coletor indesejável e atrasos no processo de análise. Essas e outras limitações do método de Romero como descrito da referência notada resultam em um sistema que não é adequado para comercialização.

[0015] Ferrer e Romero também descrevem outro sistema para a determinação de hidrocarbonetos em água em “Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Solid Phase Extraction Applied to the Determination of Oil and Graxa in Water Matrices”, Microchemica Acta 140, 35-39(2002), que consiste em uma vaporização de hidrocarbonetos para fora da amostra de água e sobre um disco PTFE suspenso acima da superfície da água. O método é recomendado pelos autores principalmente para uso em amostras contendo diesel e petróleo, uma vez que as condições de processamento (calor e tempo, até 14 horas em alguns casos) e calibração a serem usadas variam consideravelmente com o tipo de hidrocarboneto presente na amostra de água. O método descrito, desse modo, não é amplamente aplicável ou comercialmente viável.

[0016] Ao mesmo tempo em que a descrição da técnica anterior foi direcionada para a determinação de teor de hidrocarboneto em água, deve ser notado mais geralmente que Com Base nos Anteriores, há uma necessidade de um equipamento comercialmente adequado e método relacionado para detectar analitos em fluidos com precisão razoável. Em geral, é desejável ter um equipamento de determinação de analito e método que eficazmente mantenha as amostras corretas e seguras do analito para avaliação usando ferramentas de avaliação conhecidas incluindo, mas, sem limitação, espectroscopia de IR.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0017] A presente invenção está voltada a um equipamento comercialmente adequado e método relacionado para detectar analitos em fluidos. Mais especificamente, a presente invenção está voltada a um equipamento e um método para determinação de analito que eficazmente mantenha as amostras corretas e seguras do analito para avaliação usando ferramentas de avaliação conhecidas.

[0018] O equipamento para realizar o método inclui um dispositivo com uma membrana de retenção de analito selecionada para mínima ou nenhuma interação com o analito ou analitos de interesse. Em certas modalidades, o material de membrana é configurado como parte do dispositivo de teste de uma maneira que garanta que irá absorver ou de outro modo capturar o analito de interesse de fluido levado em contato com ele. A membrana ou sozinha ou em uma parte ou em todo o dispositivo teste, é subsequentemente colocada em um espectrômetro, radiômetro ou outra ferramenta de detecção e processada. O teor e concentração de analitos retidos na membrana são então calculados usando software de análise, por exemplo.

[0019] O equipamento da presente invenção inclui um dispositivo de amostra, um subsistema de pré-tratamento de amostra opcional, um subsistema de preparação de amostra, um subsistema de coleta de amostra, um subsistema de pré-tratamento de amostra coletada opcional, um subsistema de liberação de amostra, um dispositivo de retenção de analito (que inclui a membrana descrita), um subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra opcional, um subsistema de secagem, um subsistema de análise e um subsistema de arquivamento de dados.

[0020] A membrana contém mínima ou nenhuma quantidade ou zero ligação química similar às ligações químicas no analito de interesse, cujas ligações podem interferir com a faixa ou faixas de detecção de comprimento de onda de interesse. Se a membrana contém o analito ou ligações químicas similares ao analito, devem ser tais que possam ser considerados na análise da membrana testada. Para o propósito de determinar o teor de hidrocarboneto na água, por exemplo, a membrana contém mínima ou zero ligação de hidrocarboneto que interfere com a faixa ou faixas de detecção de comprimento de onda de interesse. Neste exemplo particular, a membrana pode ser usada para determinar o tipo de molécula de hidrocarboneto presente, e desse modo pode diferenciar TPH de TOG, sem qualquer preparação de amostra separada.

[0021] Deve ser entendido que ao mesmo tempo em que uma ênfase da descrição da presente invenção está direcionada à detecção de hidrocarbonetos em água, deve ser entendido que as características e os atributos da invenção podem ser usados para auxiliar na detecção de analitos geralmente e em outros fluidos incluindo, porém, não limitados a, ar.

[0022] Essas e outras características e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes na revisão da seguinte descrição detalhada, dos desenhos acompanhantes e das Reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] A FIG. 1 descreve uma representação simplificada dos subsistemas primários do equipamento da presente invenção.

[0024] A FIG. 2 descreve uma representação simplificada do método de análise da presente invenção.

[0025] A FIG. 3 é uma visão em perfil de uma primeira modalidade do dispositivo de retenção de analito da presente invenção.

[0026] A FIG. 4 é uma visão plana da membrana e selo do dispositivo de retenção da presente invenção.

[0027] A FIG. 5 é uma visão de perfil da membrana, selo e suporte do dispositivo de retenção.

[0028] A FIG. 6 é uma visão de perfil de uma primeira modalidade do dispositivo de retenção conectado a um expansor de fluxo.

[0029] A FIG. 7 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da Figura 6 com a membrana mostrada submetida a um feixe de IR.

[0030] A FIG. 8 é uma visão em perfil de uma segunda modalidade do dispositivo de retenção que não requer qualquer manipulação antes da secagem, lavagem ou medição.

[0031] A FIG. 9 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da Figura 8 com a membrana mostrada submetida a um feixe de IR.

[0032] A FIG. 10 é uma visão em perfil de uma terceira modalidade do dispositivo de retenção no qual o suporte não é uma unidade separada integrada na caixa de dispositivo moldado, porém, em vez disso, a caixa moldada sozinha realiza a função do suporte.

[0033] A FIG. 11 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da Figura 10 com a membrana mostrada submetida a um feixe de IR.

[0034] A FIG. 12 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da Figura 6, mostrando uma parte do expansor de fluxo opcional removido.

[0035] A FIG. 13 é uma visão de perfil da modalidade do dispositivo de retenção da Figura 12 com a membrana mostrada submetida a um feixe de IR.

[0036] A FIG. 14 é uma visão em elevação de perfil de uma quarta modalidade do dispositivo de retenção da presente invenção.

[0037] A FIG. 15 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da Figura 14 com uma parte da caixa removida.

[0038] A FIG. 16 é uma visão de perfil da quarta modalidade da Figura 15 com a membrana mostrada submetida a um feixe de IR.

[0039] A FIG. 17 é uma visão de perfil do dispositivo de retenção da primeira modalidade em proximidade a um conduto de interface para transferência de fluido de uma fonte.

[0040] A FIG. 18 é uma visão plana do subsistema de secagem incluindo o dispositivo de retenção de modo removível retido nele.

[0041] A FIG. 19 é uma visão plana da tubulação do subsistema de secagem mostrado na Figura 18.

[0042] As FIGs 20A e 20B descrevem espectros de FTIR dos resultados de experimentos usando uma modalidade da invenção. As concentrações de hexadecano em água de 0,1 ppm a 30 ppm foram testadas.

[0043] A FIG. 21 descreve o espectro de FTIR dos resultados de um experimento usando uma modalidade da invenção. Uma concentração de ácido esteárico em água em cerca de 2,3 ppm foi testada.

[0044] A FIG. 22 descreve os espectros FTIR dos resultados de experimentos usando uma modalidade da invenção para examinar quatro amostras de água residual real.

[0045] A FIG. 23 é uma tabela representando os resultados dos experimentos conduzidos em sei amostras de fluido reais usando a presente invenção em comparação com uma análise com base em solvente padronizada de água produzida de plataformas de produção de óleo bruto no Golfo do México.

[0046] A FIG. 24 mostra uma visão explorada de um dispositivo de retenção construído de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção.

[0047] A FIG. 25 mostra um dispositivo de retenção construído de acordo com uma sexta modalidade da presente invenção, sendo que o dispositivo de retenção é montado em um tubo de passagem secundária.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO

[0048] Em geral, a presente invenção se refere à determinação de analitos em fluidos e, mais particularmente, à determinação de hidrocarbonetos em água. Hidrocarbonetos em água são conhecidos por serem prejudiciais ao ambiente e saúde humana. 'Água', pode indicar água fresca, água do mar, água residual municipal, água produzida da indústria de petróleo (como usado aqui, “água produzida” significa água residual produzida, por exemplo, em bombeamento de óleo bruto ou durante processamento industrial), água de porão de navios, e outras águas. Cada fonte de água tem um limite para a concentração de hidrocarbonetos que pode estar presente antes da água pode ser descarregada para o ambiente. As agências reguladoras mundiais obrigam esses limites requerendo teste periódico em sítios industriais e outros onde os hidrocarbonetos podem estar presentes na água. A presente invenção procura fornecer uma solução precisa, econômica, rápida, ecológica para o problema de medição dos hidrocarbonetos em água.

[0049] Como ilustrado na Figura 1, um equipamento de análise 10 da presente invenção inclui um dispositivo de amostragem 12, um subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 14, um subsistema de preparação de amostra 16, um subsistema de coleta de amostra 18, um subsistema de pré-tratamento de amostra coletada opcional 22, um subsistema de liberação de amostra 24, um dispositivo de retenção analito 26, um sistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra opcional 27, um subsistema de secagem 28, um subsistema de análise 30 e um subsistema de arquivamento de dado opcional 32. Adicionalmente, a amostra de fluido a ser analisada pode opcionalmente ser coletada diretamente no subsistema de coleta de amostra 18 e processada através das etapas subsequentes descritas acima.

[0050] O dispositivo de amostra 12 é usado para restaurar uma amostra do fluido a ser analisado para um ou mais analitos de interesse. O dispositivo de amostra 12 é selecionado para estar em conformidade com as exigências reguladoras para recipientes adequados para mantê-los em uma batelada de um fluido a ser analisado. O dispositivo de amostra 12 deve ser fabricado de um material inerte, isto é, algo que seja não extraível e que produza nenhuma ou mínima perda/degradação de analito durante o armazenamento e todo o percurso. O dispositivo de amostra 12 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise 10. Um recipiente de vidro com tampa selavel é um dispositivo de amostra adequado, desde que inclua uma abertura suficientemente dimensionada para receber o fluido em análise proveniente de uma fonte de características conhecidas, tal como torneira, um tanque ou um conduto, por exemplo. Descobriu-se que um béquer de vidro de um litro com uma tampa forrada de Teflon® é adequado como o dispositivo de amostra.

[0051] O subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 14 é usado para condicionar a amostra, se for considerado adequado, antes da transferência para o dispositivo de retenção de analito 26. Tal pré- tratamento pode ser necessário, por exemplo, quando um período significante de tempo pode passar entre a amostragem e o processamento para preservar a amostra; ou para condicionar a amostra na preparação para o processamento. É selecionado como uma ferramenta ou um método que é disposto de modo a estar em conformidade com o padrão e/ou requerimentos reguladores, tal como pré-tratamento para acidificar o fluido, por exemplo. O pré-tratamento da amostra opcional pode ser conduzido no dispositivo de amostra 12 ou outro recipiente adequado tendo características em conformidade com as características do dispositivo de amostra 12. O subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 14 é selecionado para garantir que não tenha efeito ou impacto na detecção do analito no fluido. O subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 14 pode ser selecionado para adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise 10.

[0052] Como apresentado acima, a amostra que foi coletada pode ser acidificada. Além da acidificação, a amostra coletada pode ser misturada com um tensoativo para promover uma distribuição uniforme do analito (por exemplo, hidrocarbonetos) na amostra. O tensoativo é um tensoativo fluorado tendo uma cadeia de alquila fluorada com um grupo cabeça aniônico, catiônico ou não iônico. Os exemplos de tensoativos fluorados que podem ser usados incluem éter de etila de perfluorbutila, éter de metila perfluorbutila, perfluoroctanoato de tetrabutilamônio, perfluoroctanoato de tetrapropilamônio e perfluoroctanoato de dibutildipropilamônio.

[0053] O subsistema de preparação de amostra 16 inclui uma ou mais ferramentas adequadas para preparar a amostra coletada para análise. O subsistema de preparação de amostra 16 está disposto para eficazmente agitar a amostra para garantir uma amostra homogênea antes da transferência para o subsistema de coleta de amostra 18. A preparação de amostra pode ser realizada tal como por agitação manual, agitação automatizada, usando um misturador de laboratório, agitação magnética, mistura ultrassônica ou uma combinação dos mesmos. O calor pode ser útil para auxiliar na homogeneização da amostra, antes ou durante a etapa de agitação. A adição de particulado de óxido de metal na faixa de tamanho de 0,5 mícron a 100 micra pode auxiliar na homogeneização quando adicionado ao subsistema de coleta de amostra no tempo de coleção de amostra de fluido ou apenas antes da agitação. Tais particulados não devem estar e concentração suficiente ou de tal composição de modo a interferir com a análise da amostra de fluido para o analito de interesse. Descobriu-se que a agitação horizontalmente é particularmente eficaz na agitação de uma amostra compreendendo um ou mais hidrocarbonetos e água. Esta agitação pode ser realizada no dispositivo de amostra 12 (por exemplo, garrafa de 1 litro) contendo a amostra. Um exemplo de um agitador horizontal comercialmente disponível que pode ser usado em um agitador de plataforma Excella E1 é vendido por New Brunswick Scientific Co., Inc. Outros agitadores automatizados adequados incluem o agitador Model 94605 vendido por Central Pneumatic Paint Shaker de Camarillo, California e o Stirring Hotplate vendido por Cole Parmer Thermo Scientific de Vernon Hills, Ill. Um exemplo de um misturador ultrassônico adequado, que quebra as partículas, é o HomogeneizAdor IKA Ultra-TulTax T-18 disponibilizado por Daigger of Vernon Hills, Ill. O subsistema de preparação de amostra 16 selecionado pode ser operado com base nas características técnicas e de tempo adequadas que garantem a homogeneização da amostra. O subsistema de preparação de amostra 16 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o sistema de análise.

[0054] O subsistema de coleta de amostra 18 é usado para remover um volume selecionável do fluido em análise do dispositivo de amostra 12, ou opcionalmente usado para diretamente recuperar a amostra de fluido a ser analisada, para transferir para o dispositivo de retenção de analito 26. É selecionado para ter pelo menos as seguintes características. Deve se capaz de eficazmente extrair, alojar e liberar a amostra em teste. Deve ser rastreável para um padrão de precisão de liberação, tal como padrões de fabricação de NIST e/ou ISO. Deve ser eficazmente lidar com a ampla faixa de pressão e pressões positivas. É selecionado de modo a não introduzir óleo, graxa, ou qualquer outro interferente de analito. Está preferivelmente disponível e/ou mantido em confinamento selado estéril, porém, não precisa ser. É um sistema fechado para eliminar ou minimizar a possibilidade de introduzir contaminação externa no processo de análise. Deve ter uma interface de acoplamento padronizada, tal como uma conexão padrão, por exemplo, uma interface de LUER. O subsistema de coleta de amostra 18 é inerte e feito de um material que não é extraível; isto é, um material que não lixiviará na corrente de fluido durante o processo de método de análise.

[0055] O subsistema de coleta de amostra 18 é selecionado para permitir extração de amostra suave com uma pausa de segurança positiva para prevenir derramamentos acidentais. Deve ser preciso, com incrementos finos fáceis de ler para transferência de amostra com precisão. O subsistema de coleta de amostra 18 é preferivelmente disposto para ser capaz de ser adaptado à coleta de amostra opcional e subsistema de lavagem de dispositivo de retenção 27 para “lavar” qualquer analito restante através do sistema, incluindo o dispositivo de retenção 26, como desejado. Está também preferivelmente disposto para adaptação ao subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 22 para filtrar interferentes potenciais e/ou tratar a amostra para aperfeiçoar a análise. Finalmente, o subsistema de coleta de amostra 18 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise 10. A seringa não pirogênica, não tóxica, estéril Norm-Ject LUER Lock disponibilizada por Henke Sass Wolf de Tuttlingen, Alemanha é uma modalidade adequada do subsistema de coleta de amostra 18.

[0056] O subsistema de pré-tratamento de amostra coletada opcional 22 pode ser usado para condicionar o fluido apenas antes de transferir para o dispositivo de retenção 26, tal como filtrando qualquer interferente que possa adversamente impactar o método de análise. É selecionado para ter pelo menos as seguintes características. Filtra qualquer material estranho que possa ter sido introduzido na aquisição da batelada de amostra original ou introduzido através de quaisquer dos subsistemas a montante. Está preferivelmente disposto para ser compatível com pelo menos o subsistema de coleta de amostra 18, o subsistema de liberação de amostra 24, e o dispositivo de retenção de analito 26. É capaz de filtrar materiais interferentes químicos e/ou físicos (por exemplo, material particulado) sem comprometer o analito, qualidade dos dados, ou precisão do sistema. É selecionado de modo a não introduzir interferentes no fluido em análise. Pode reter um volume baixo do fluido tratado de modo a maximizar o volume da amostra presente no dispositivo de retenção de analito.

[0057] O subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 22 está preferivelmente disponível e/ou retido em contenção selada estéril, porém, não necessário ser. É um sistema fechado de modo a eliminar ou minimizar a possibilidade de introduzir contaminação externa no processo de análise. Finalmente, o subsistema de pré-tratamento de amostra 22 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise10. O subsistema de pré-tratamento de amostra 22 pode ser formado por uma combinação de um filtro de seringa Millipore, unidade de filtro Millex- HV/PB, ambos disponibilizados por Millipore Corporation de Billerica, Mass., e um material de filtro quimicamente inerte tal como, mas, sem limitação fibras de vidro, por exemplo.

[0058] O subsistema de liberação de amostra 24 é usado para fisicamente transferis amostra preparada de coleta/pré-tratamento para o dispositivo de retenção de analito 26. É selecionado e disposto para incluir pelo menos as seguintes características. É capaz de fornecer pressão diferencial ideal através do subsistema de coleta de amostra 18, do subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 22, e do dispositivo de retenção de analito 26 sem comprometer os materiais ou resultados. Pode fornecer liberação manual ou automatizada da amostra. Na forma manual, o subsistema de liberação de amostra 24 pode simplesmente ser o êmbolo da seringa do subsistema de coleta de amostra 18 acionado manualmente, ou pode ser uma pistola de adesivo modificada. A liberação manual pode ou não incluir um mecanismo de retroalimentação para caracterizar a pressão e taxa de fluxo. Na forma automatizada, o subsistema de liberação de amostra 24 pode ser uma bomba de seringa, tal como a bomba de seringa de Infusão Remota/Retirada PHD 22/2000 disponibilizada por Harvard Apparatus of Holliston, Mass. Alternativamente, pode ser uma pistola de adesivo potente modificada. A ferramenta automatizada pode ou não incluir o controle de retroalimentação da pressão e/ou taxa de fluxo - dependendo dos requerimentos de aplicação. A modalidade de liberação automatizada é preferível pelo fato de ser mais provável de fornecer liberação controlada com precisão (por exemplo, volume total, perfil de taxa de fluxo e perfil de pressão).

[0059] O subsistema de liberação de amostra 24 é preferivelmente selecionado de modo a não introduzir qualquer contaminante ou interferente de analito no processo. Pode ser adaptado para fornecer agitação da amostra se necessário para auxiliar no movimento das amostras carregadas de particulado através do sistema. Por exemplo, na forma automatizada, pode incluir agitação vibracional, tal como com um motor fora do equilíbrio, ou pulsação acústica, tal como com uma caneta de energia sônica. O subsistema de liberação de amostra 24 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise10.

[0060] O dispositivo de retenção de analito 26 descrito em maiores detalhes aqui, é configurado para reter os analitos (tais como hidrocarbonetos) contidos na amostra que foi coletada. O dispositivo de retenção 26 inclui pelo menos as seguintes características. Não tem partes móveis e requer mínima ou nenhuma manipulação para obter os analitos retidos lá pelo subsistema de análise 30. Pode controlar amplas faixas de pressão diferenciais (e, desse modo, uma ampla faixa de taxas de fluxo), incluindo fluxos de fluido de pressão não constante, por exemplo, taxas de fluxo constantes, incluindo pressão positiva excedendo 689,5 kPa (100 psi). Mais particularmente, o dispositivo de retenção 26 é construído para operar em uma pressão positiva em uma faixa de cerca de 6,895 kPa (1 psi) a cerca de 551,60 kPa (80 psi). É capaz de trabalhar com faixas de volume de amostra apropriadas com base na aplicação particular de interesse. O dispositivo de retenção 26 é construído de modo a eliminar ou minimizar a possibilidade de introduzir contaminação externa no processo de análise. O dispositivo de retenção 26 é fabricado de um ou mais materiais inertes e não extraíveis; isto é, um material(s) que não lixiviará na corrente de fluido durante o processo de análise. O dispositivo de retenção 26 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise10.

[0061] Como ilustrado na Figura 2, um método de análise 100 da presente invenção inclui uma pluralidade de etapas, uma ou mais das quais podem ser etapas opcionais, para obter e preparar uma amostra de um fluido o qual possa incluir um ou mais analitos (tais como, hidrocarbonetos, por exemplo) a serem determinados, e as etapas associadas com a criação de tal determinação. A primeira etapa do método envolve obter uma amostra do fluido de uma ou mais fontes selecionadas. Em seguida, a amostra obtida pode opcionalmente ser pré-tratada como descrito aqui, tal como sendo acidificada e/ou tendo um tensioativo adicionado a isto, por exemplo. A amostra, seja pré-tratada ou não, é, em seguida, preparada para coleta. Tal etapa de preparação também foi descrita aqui. Pelo menos uma parte da amostra preparada é em seguida transferida para o subsistema de coleta de amostra para coleta. Em seguida, a amostra coletada pode opcionalmente ser pré-tratada, também como previamente descrita. A amostra coletada, se pré-tratada, á transferida para o dispositivo de retenção de analito 26 de uma maneira que resulte na passagem do fluido sobre ou através de uma membrana a ser descrita aqui. Por exemplo, uma seringa que é ou que forma parte do subsistema de coleta de amostra 18, pode ser conectada a um conector do dispositivo de retenção 26 e a amostra pode ser bombeada através da seringa usando uma bomba de seringa que é ou forma parte do subsistema de liberação de amostra 24 em uma pressão positiva de cerca de 6,895 kPa (1 psi) a cerca de 551,60 kPa (80 psi) de modo a ser forçada através da membrana a ser descrita em uma taxa de 5 ml/min. A seringa, a bomba de seringa e o dispositivo de retenção 26 são orientados tais que a seringa fique verticalmente disposta abaixo do dispositivo de retenção 26 e o fluxo da amostra fique ascendentemente através da seringa e da membrana. Como um resultado desta orientação, as bolhas de ar não interferem com o fluxo da amostra através da membrana.

[0062] O subsistema de coleta de amostra 18 e o dispositivo de retenção 26 são opcionalmente lavados usando o subsistema de lavagem 27, descrito aqui. O dispositivo de retenção 26, quer lavado ou não, é em seguida secado no subsistema de secagem 28 e transferido para o subsistema de análise 30, onde é, em seguida, submetido ao teste para o propósito de detecção de analito, tal como detecção de hidrocarboneto. A informação associada com a análise pode, em seguida, ser usada para realizar os cálculos conhecidos por aqueles de experiência ordinária na técnica. O equipamento10 e o método 100 da presente invenção estão voltados a uma disposição de coleta de amostra melhorada de modo que a amostra mais eficaz seja fornecida ao subsistema de análise 30. Os cálculos resultantes realizados, qualquer informação de amostra e/ou informação de análise podem opcionalmente ser reportados e/ou arquivados no subsistema de arquivamento 32.

[0063] Como ilustrado nas Figuras 3-5, o dispositivo de retenção de analito 26 geralmente inclui uma caixa 40, um selo 42, uma membrana 44, e um suporte 46, todos a serem descritos em maiores detalhes aqui com respeito às modalidades específicas descritas em uma parte das figuras. Em geral, é notado que a caixa 40 tem um conector (tal como um conector LUER) e pode ser fabricado em uma disposição de vários desígnios aperfeiçoados para atender aos requerimentos de aplicação específicos (tamanho, materiais, taxa de fluxo, pressão, volumes de fluxo). O selo 42 define e estabelece uma área de fluxo reproduzível. Isto é, estabelece uma área de fluxo de amostra consistente, cuja área de fluxo pode ser equivalente a uma seção transversal de trajeto de feixe de IR, por exemplo. O selo 42 sela o perímetro da membrana 44 e do suporte 46 de modo a não permitir que o analito ou material interferente flua ao redor/para baixo da membrana 44 no campo de análise. Mais geralmente, o selo 42 fornece um selo de vedação de ar e líquido. O material escolhido para o selo 42 é selecionado por ser fisicamente e quimicamente robusto o suficiente para controlar as pressões diferenciais através da membrana 44 e do suporte 46 sem comprometer os materiais ou análises. É também selecionado por não afetar o processamento de IR da amostra. O selo 42 pode ser formado de partes da caixa 40, o suporte 46 e/ou uma estrutura deformável separada, tal como uma gaxeta.

[0064] Em geral, a membrana 44 do dispositivo de retenção de analito 26 é selecionado para idealmente capturar analitos de interesse como descrito aqui. O suporte 46 é, eficazmente, um componente de densidade neutra e é configurado para fornecer rigidez à membrana 44. O suporte 46 é configurado de modo a não bloquear o fluxo de fluido através ou ao longo da membrana 44. É selecionado por ser próprio para espectrometria IR do analito de interesse, e é capaz de fazer frente às pressões diferenciais ao longo da membrana 44 sem comprometer a integridade dos outros componentes do dispositivo de retenção 26.

[0065] O suporte 46 funciona como um suporte estrutural para a membrana 44. A membrana 44 é porosa e eficazmente age para distribuir o fluido em análise para passar através dela ou sobre ela. Similarmente, o suporte 46 é configurado para auxiliar, ou pelo menos não desfazer, a homogeneidade da seção transversal do fluido passando através ou sobre a membrana 44. Por exemplo, o suporte 46 pode também ser poroso. Sua porosidade pode ser a mesma ou diferente da porosidade da membrana 44. A porosidade do suporte 46 pode ser selecionada como uma função do tamanho da área da membrana 44 que é, na verdade, submetida à análise. Quando toda a superfície da membrana 44 é submetida a análise (isto é, o trajeto do feixe de espectroscopia de IR substancialmente compartilha a área da membrana 44), o suporte 46 pode ter poros relativamente grandes, contanto que forneça suporte para a membrana 44. Quando somente uma parte da superfície da membrana 44 é submetida à análise (isto é, o trajeto do feixe de espectroscopia de IR é menor do que a área da membrana 44), o suporte 46 deve ter poros relativamente menores de modo a ajudar na distribuição do fluido uniformemente através ou ao longo da membrana 44.

[0066] O suporte 46 pode ser um componente separado do dispositivo de retenção 26 que se ajusta na caixa 40. Neste caso, a membrana 44 e o suporte 46 podem juntos ser removidos da caixa 40 e inseridos no dispositivo de teste. Alternativamente, o suporte 46 pode ser formado como uma parte integral permanente da caixa 40 e somente a membrana 44 pode ser removida da caixa 40 e inserida no dispositivo de teste. Em outra modalidade da invenção, toda o caixa 40, contendo a membrana 44 ou a membrana 44 e o suporte 46, podem ser inseridos no dispositivo de teste. Também deve ser notado que um ou mais componentes do dispositivo de retenção 26, incluindo a caixa 40, o suporte 46, ou ambos, podem ser reutilizáveis.

[0067] Em uma primeira modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designado com o numeral de referência “a”) representado nas Figuras 6 e 7, a caixa 40 (também designada com a letra de referência “a”) inclui enrosqueamento externo 48 adequado para acoplamento removível da caixa 40a a outro dispositivo, tal como expansor de fluxo 50. O expansor de fluxo 50 pode ser usado para distribuir a amostra coletada através da superfície da membrana 44, tal como quando o subsistema de liberação de amostra 24 inclui uma seringa 52 que de outro modo direcionaria uma corrente de fluxo relativamente estreito para a membrana 44. Nesta primeira modalidade, a caixa 40a pode ser removida do expansor 50 por desenrosqueamento ou outros meios e todo o dispositivo de retenção 26a pode ser inserido no subsistema de análise 30 para análise. Figura 7 ilustra o dispositivo de retenção completo 26a com um feixe de IR 54 de um espectrômetro IR direcionado para a membrana 44.

[0068] Em uma segunda modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designado com o numeral de referência “b”) representado nas Figuras 8 e 9, a caixa 40 (também designada com a letra de referência “b”) é formada em um molde que produz o efeito equivalente do expansor de fluxo 50 da Figura 6. Especificamente, a caixa 40b inclui uma seção afunilada gradual que se estende para longe do local do suporte 46 e da membrana 44. A extremidade da caixa 40b é dimensionada para incluir dimensões internas que substancialmente igualam, porém ligeiramente excedem, a dimensão externa do terminal do meio de direcionamento de fluido, tal como a extremidade da seringa 52. Nesta segunda modalidade, o dispositivo de retenção 26b pode ser separado do meio de direcionamento de fluido, e todo o dispositivo de retenção 26b pode ser inserido no subsistema de análise 30 para análise. Figura 9 ilustra o dispositivo de retenção completo 26b com o feixe de IR 54 de um espectrômetro de IR direcionado para a membrana 44.

[0069] Em uma terceira modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designada com a letra de referência “c”) representado nas Figuras 10 e 11, a caixa 40 (também designada com a letra de referência “c”) é formada em um molde que produz o efeito equivalente do expansor de fluxo 50 da Figura 6. Especificamente, a caixa 40c inclui uma seção acentuadamente afunilada que se estende para longe do local do suporte 46 e da membrana 44. A extremidade da caixa 40c é dimensionada para incluir dimensões internas que substancialmente igualam, porém, levemente excedem, a dimensão externa do terminal do meio de direcionamento de fluido, tal como a extremidade da seringa 52. Nesta terceira modalidade, o dispositivo de retenção 26c pode ser separado do meio de direcionamento de fluido, e todo o dispositivo de retenção 26c pode ser inserido no subsistema de análise 30 para análise. Figura 11 ilustra o dispositivo de retenção completo 26c com o feixe de IR 54 de um espectrômetro de IR direcionado para a membrana 44. Deve ser notado que o suporte 46 mostrado nas Figuras 10 e 11 é uma modalidade porosa do mesmo. Como anteriormente notado, o suporte 46 pode ou não ser poroso.

[0070] Figuras 12 e 13 ilustram o dispositivo de retenção 26 das Figuras 6 e 7, no qual uma parte do expansor 50 pode ser cortada e o restante deixado conectado ao dispositivo de retenção 26 para inserção no subsistema de análise 30.

[0071] Uma quarta modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designada com a letra de referência “d”) da presente invenção é ilustrada nas Figuras 14-16. Nesta quarta modalidade, a caixa 40 (também designada com a letra de referência “d”) forma parte do subsistema de liberação de amostra 24, que pode incluir um pistão 56 para direcionar a amostra coletada para a membrana 44 substancialmente ao longo de toda sua área de seção transversal. Nesta disposição, nenhum expansor é requerido para criar a uniformidade de fluxo de amostra. A caixa 40d pode ser cortada, como mostrado na Figura 15, tal que somente uma parte contendo a membrana 44 forme parte do dispositivo de retenção 26d para transferir para o subsistema de análise 30. O feixe de IR 54 é, em seguida, direcionado para a membrana 44.

[0072] Uma quinta modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designada com a letra de referência “e”) é mostrada na Figura 24. Nesta quinta modalidade, a caixa 40 (também designada com a letra de referência “e”) tem uma construção de duas partes e inclui um expansor de fluxo 110 de modo livre e de modo fixo preso a uma base 112. O expansor de fluxo 110 inclui um conector 114 (tal como um conector LUER) unido por uma seção afunilada a uma seção principal cilíndrica 116, que tem roscas internas e uma superfície texturizada externa. Uma aba ou borda interna anular 118 é formada na junção da seção afunilada e da seção principal 116. A base 112 inclui uma primeira seção 120 tendo roscas externas e uma segunda seção 124 tendo uma superfície texturizada externa. A segunda seção 124 pode opcionalmente ter roscas internas. O expansor de fluxo 110 fica roscadamente preso à base 112 envolvendo as roscas externas da primeira seção 120 da base 112 com as roscas internas da seção principal 116 do expansor de fluxo 110.

[0073] Na quinta modalidade, o dispositivo de retenção 26e inclui uma gaxeta 126 composta de um material elastomérico, tal como silicone. A membrana 44 está posicionada entre a gaxeta 126 e o suporte 46. Quando o expansor de fluxo 110 está preso à base 112, a gaxeta 124 é prensada contra a aba 118 do expansor de fluxo 110, o suporte 46 é prensado contra uma extremidade anular da primeira seção 120 da base 112 e a membrana 44 é prensada entre a gaxeta 124 e o suporte 46. Desta maneira, a membrana 44 fica presa em uma caixa 40e e a gaxeta 126, a aba 118, o suporte 46 e a extremidade da primeira seção 120 formam o selo 42.

[0074] Outro benefício do dispositivo de retenção 26e é que ele permite que um método de extração de analito seja realizado de uma maneira limpa e fácil. De acordo com este método, o dispositivo de retenção 26e é movido para uma posição vertical, sendo que o conector 114 do expansor de fluxo 110 é orientado descendentemente e a segunda seção 124 da base 112 é orientada ascendentemente. Uma seringa (subsistema de coleta de amostra 18) está conectada a um conector 114 do dispositivo de retenção 26e e 10 ml da amostra são bombeados através da seringa, tal como usando uma bomba de seringa (subsistema de liberação de amostra 24), em uma pressão positiva de cerca de 34,475 kPa (5 psi) a cerca de 206,85 kPa (30 psi) para ser forçada através da membrana 44 em uma taxa de 5 ml/min. A seringa, a bomba da seringa e o dispositivo de retenção 26e são orientados tal que a seringa fique verticalmente disposta abaixo do dispositivo de retenção 26e e o fluxo de amostra passe ascendentemente através da seringa e da membrana 44. A amostra que passa através da membrana 44 coleta na base 112. Uma vez que a amostra foi passada através da membrana 44, o dispositivo de retenção 26e pode ser movido, ao mesmo tempo em que ainda na posição vertical, para um local de descarte, onde o líquido (água) que foi coletado na base 112 pode ser derramado da base 112 e apropriadamente descartado.

[0075] A construção do dispositivo de retenção 26e também permite que a membrana 44 seja facilmente removida da caixa 40e após a amostra ter sido passada através da membrana 44. A membrana removida 44 pode então ser analisada no subsistema de análise 30. Certamente, o dispositivo de retenção total 26e pode ser instalado no subsistema de análise 30 e na membrana 44 analisada in situ. Neste último método, o feixe de um espectrômetro FTIR pode ser direcionado através da abertura no conector 114.

[0076] Como ilustrado na Figura 17, o dispositivo de retenção 26a incluindo a caixa 40a com rosqueamento 48 pode opcionalmente ser acoplado a um conduto de interface 60 com a válvula 62. O conduto 60 pode ser unido a um tubo de fluxo do processo 64 no qual um fluido de interesse flui. Nesta disposição, uma amostra do fluido pode ser coletada do tubo de fluxo do processo 64 sem rompimento. Além disso, as amostras podem ser coletadas quando desejado e sem o uso das várias etapas de coleta e transferência, descritas aqui. Uma parte do fluido no tubo de fluxo do processo 64 pode ser seletivamente direcionada para a membrana 44 do dispositivo de retenção 26 abrindo a válvula 62. Isto é, o conduto de interface 60 pode ser configurado para desviar uma parte do fluido para o dispositivo de retenção 26. O desvio pode ser obtido com um cotovelo como ilustrado, porém não limitado a isto. Quando uma quantidade suficiente do fluido passou através ou sobre a membrana 44, a válvula 62 pode ser fechada. O dispositivo de retenção 26 pode, em seguida, ser desconectado do conduto de interface 60 e tratado e/ou transferido para o subsistema de análise 30. Aqueles versados na técnica reconhecerão que outros meios para estabelecer uma interface desconectável para uma estrutura onde um fluido de interesse está localizado fornecerá a oportunidade equivalente para coleta de amostra na membrana 44. Além disso, o dispositivo de retenção 26 pode ser diretamente conectado ao tubo de fluxo do processo 64, com o dispositivo de retenção 26 sendo de modo destacável conectável ao tubo de fluxo do processo 64. Nesta disposição, o fluxo do fluido pode ou não ter que ser parado antes da remoção do dispositivo de retenção 26. Além disso, deve ser entendido que o tubo de fluxo do processo 64 é representativo de uma fonte de fluido e que a presente invenção não está limitada ao acoplamento direto ou indireto do dispositivo de retenção 26 à fonte de fluido.

[0077] Uma variação da instalação da Figura 17 é mostrada na Figura 25. Nesta variação, uma sexta modalidade do dispositivo de retenção 26 (também designado pelo numeral de referência f) é utilizada. O dispositivo de retenção 26f tem substancialmente a mesma construção como o dispositivo de retenção 26a, exceto que ambas as extremidades da caixa 40 (também designada com o numeral de referência f) são rosqueadas. Além disso, a caixa 40f pode ter uma construção mais robusta, por exemplo, a caixa pode ser construída de metal quando oposta ao plástico. O dispositivo de retenção 26f é de modo removível conectado em um tubo de passagem secundária 130 que inclui seções de tubo espaçadas 132, 134 com extremidades rosqueadas. As extremidades da caixa 40f são de modo removível conectadas às seções de tubo 132, 134, respectivamente, por acoplamentos internamente roscados 136, 138. Válvulas de fechamento acionadas por solenoide 142, 144 são conectadas no tubo de passagem secundária 130 em lados opostos do dispositivo de retenção 26f. As válvulas de fechamento 142, 144 podem ser remotamente controladas por um controlador com base em microprocessador 146. Um medidor de fluxo 150 é também conectado no tubo de passagem secundária 130, a jusante da válvula de fechamento 142. O medidor de fluxo 150 é operável para medir o fluxo da amostra no tubo de passagem secundária 130 e transmitir a medição par o controlador 146.

[0078] O controlador 146 tem memória e um processador operável para executar um programa de amostra armazenado na memória. Quando executado, o programa da amostra abre as válvulas de fechamento 142, 144, desse modo, fazendo com que a amostra do tubo de fluxo do processo 64 flua através do tubo de passagem secundária 130 e, desse modo, através do dispositivo de retenção 26f. Após uma quantidade predeterminada da amostra (quando medida pelo medidor de fluxo 150) ter fluido através do tubo de passagem secundária 130 ou após uma quantidade predeterminada de tempo, o programa da amostra fecha as válvulas de fechamentos 142, 144. O programa de amostra pode então também notificar remotamente o pessoal de serviço localizado que a coleta da amostra está concluída. Em resposta, o pessoal do serviço pode remover o dispositivo de retenção 26f do tubo de passagem secundária 130 desenroscando os acoplamentos 136, 138. O dispositivo de retenção removido 26f pode então ser tratado (secado etc.) e em seguida transferido para o subsistema de análise 30 onde a quantidade de hidrocarbonetos na amostra é medida. Uma vez que a quantidade de amostra fluindo através do dispositivo de retenção 26f é medida pelo medidor de fluxo 150 e, desse modo, é conhecida, o percentual de hidrocarboneto na amostra que fluiu através do tubo de passagem secundária 130 pode ser determinado.

[0079] Retornando à Figura 1, a coleta de amostra opcional e subsistema de lavagem de dispositivo de retenção 27 podem ser usados para garantir que todo o fluido da amostra passa através do dispositivo de retenção 26 de modo que somente o analito permaneça nele. É selecionado por ter pelo menos as seguintes características. Está preferivelmente disposto para adaptação ao subsistema de coleta de amostra 18 e ao subsistema de pré-tratamento de amostra opcional 22. É capaz de preencher o subsistema de coleta de amostra 18 com um fluido apropriado (por exemplo, água limpa) para: 1) enxaguar e lavar potencialmente o analito restante através do dispositivo de retenção 26; e 2) ajudar a melhorar o desempenho analítico do sistema inteiro. O subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra 27 é facilmente adaptável aos subsistemas de pré-tratamento de amostra opcionais e coleta de amostra através de conexões comuns, inertes (por exemplo, conexões de LUER) que fornecem fluxo unidirecional dofluido desejado através do dispositivo de retenção 26 durante uma etapa de lavagem, se tal etapa opcional for conduzida, após a liberação de amostra de analito.

[0080] Este subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra opcional 27 é preferivelmente disponível e/ou retido em confinamento selado estéril, porém, não necessário ser. É um sistema fechado para eliminar ou minimizar a possibilidade de introduzir contaminação externa no processo de análise. O subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra 27 é fabricado de um ou mais materiais inertes e não extraíveis; isto é, um material(s) que não lixiviará na corrente de fluido durante o processo de análise. Finalmente, o subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra 27 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise10. A parte de válvula de três vias no. DCV 115 disponibilizada por Value Plastics, Inc. de Fort Collins, Colo., conectada a uma fonte de fluido de lavagem apropriado é uma modalidade adequada do subsistema de lavagem de dispositivo de retenção e coleta de amostra opcional 27.

[0081] Com referência às Figuras 1, 18 e 19, o subsistema de secagem 28 é usado para remover o fluido de não analito (por exemplo, água) do dispositivo de retenção 26 antes de conduzir as etapas de análise de analito do método da presente invenção. O subsistema de secagem 28 inclui a caixa 60, tubulação 62 e interface 64. A caixa 60 inclui uma cavidade na qual o dispositivo de retenção 26 pode ser de modo removível fixado. Especificamente, a caixa 60 inclui uma entrada 66 que pode ser configurada com um conector reversível para unir a uma caixa 40 do dispositivo de retenção 26. Por exemplo, cada pode ser rosqueado. A entrada 66 é também configurada para conexão reversível à interface 64 na primeira extremidade de interface 68. A interface é disposta para estabelecer um conduto através do qual um meio de secagem, tal como ar, por exemplo, passa para dentro de uma caixa 60 através da entrada 66. A segunda extremidade de interface 70 da interface 64 está disposta para conexão reversível com a tubulação 62. A tubulação está disposta com uma pluralidade de tubos de secagem 72, sendo que um ou mais dos tubos de secagem 72 possam incluir uma válvula 74 para permitir que o usuário regule o fluxo do meio de secagem para a membrana 44 do dispositivo de retenção 26. Por exemplo, o usuário pode desejar abrir uma ou mais válvulas parcialmente ou completamente para gerar a secagem lateral, isto é, secagem da superfície superior da membrana 44. Alternativamente, o usuário pode desejar fechar todas as válvulas e deixar um tubo de secagem 72 aberto, tal como aquele do centro mostrado na Figura 17, para o propósito de forçar o meio de secagem através da membrana 44. Alternativamente, em conjunto com o meio de secagem pressurizado direcionado através da membrana 44 descrita acima, pode ser adequado adicionalmente direcionar um meio de secagem, na produção do dispositivo de retenção de analito 26, especificamente para invadir o suporte da membrana. Outras opções para orientação de secagem, bem como períodos de tempo, meios de secagem, e similares serão reconhecidas por aqueles de experiência na técnica. Deve ser entendido que os componentes do subsistema de secagem 28 podem ser fabricados de materiais selecionáveis incluindo, mas, sem limitação, materiais não metálicos, desde que os materiais selecionados não adversamente causem impacto na funcionalidade pretendida do sistema 10.

[0082] Deve ser notado que a conexão do subsistema de secagem 28 com o dispositivo de retenção de analito 26 desempenha um importante papel na remoção de vapores/fluido de não analito da membrana 44 e dentro de uma caixa 40 na preparação para análise. O subsistema de secagem 26 é configurado para ter pelo menos as seguintes características. É selecionado para aperfeiçoar o efeito do subsistema de secagem 28 para eficientemente e eficazmente secar o dispositivo de retenção de analito 26 antes da análise sem remover o analito retido ou introduzir interferentes ou contaminações que de outro modo comprometeriam o processo de análise. Pode haver versões manuais, semiautomatizadas ou automatizadas do subsistema de secagem 26.

[0083] O subsistema de secagem 26 é designado encapsulando-se uma fonte de ar de secagem de fonte de entrada interna para uma montagem de controle de pressão e dinâmicos de fluxo secundário. Como notado, a tubulação 62 é configurada para fornecer a capacidade de secar a membrana 44 permitindo-se vias de fluxo laterais (através da parte superior da membrana 44) e/ou vertical (através da membrana 44) e exaustão. A distribuição das quantidades de fluxo lateral e vertical pode ser controlada através das válvulas 74. A tubulação 62 pode incorporar automação (por exemplo, sensores e válvulas eletrônicas) para retroalimentação e controle do perfil de ar de secagem de dispositivo de retenção de analito lateral e vertical 26 (por exemplo, tempo, taxa, pressão, distribuição de fluxo lateral/vertical).

[0084] O subsistema de secagem 28 pode ser selecionado quanto à adequabilidade é uma operação automatizada de uma parte ou todo o sistema de análise. Os exemplos de modalidades adequadas do subsistema de secagem 28 incluem, porém, sem limitação, seringa The Norm-Ject de Henke Sass Wolf, qualquer bomba de ar comercialmente disponível, tal como a Air Pump 7500 disponibilizada por Petco Animal Supplies, Inc. de San Diego, Calif., um compressor de ar, tal como o Compressor TC-20 disponibilizado por TCP Global de San Diego, Calif. Mais geralmente, outros meios para secagem incluem, porém, sem limitação, ar ambiente mecanicamente comprimido, ar ambiente mecanicamente comprimido, secado, e filtrado, e fontes de gases de processo pressurizado (por exemplo, ar, nitrogênio). Como notado, uma ferramenta de retroalimentação de pressão pode ser empregada para observar e regular a taxa de fluxo de ar do subsistema de secagem 28. Além disso, um tubo de secagem de Drierite™, tal como aquele disponibilizado por W. A. Hamilton Co. Ltd. de Xenia, Ohio, pode ser usado para auxiliar na secagem do dispositivo de retenção 26.

[0085] Com respeito à análise de hidrocarbonetos em água é importante que a água seja principalmente removida da membrana 44. A água absorve fortemente no infravermelho, com um pico centralizado aproximadamente em 3400 cm-1. Quando muita água está presente na membrana 44, o pico devido à água se estende na região onde os picos devido aos hidrocarbonetos aparecem, o que leva à análise imprecisa. Além disso, o pivô devido a água pode potencialmente influenciar o posicionamento dos pontos de referência, o que também leva à análise imprecisa. A quantidade apropriada de secagem da membrana 44 pode ser determinada de um espectro de absorção quando um ou mais picos de hidrocarboneto entre cerca de 2850 cm-1 e cerca de 3000 cm-1 podem ser distinguidos do pico de água em cerca de 3400 cm-1. Tal detecção de picos de hidrocarboneto separados pode ser realizada visualmente por um operador visualizando uma tela do espectro gerada pelo subsistema de análise 30 ou automaticamente por um programa de análise executado pelo subsistema de análise 30.

[0086] O subsistema de análise 30 é usado para conduzir a avaliação das características de qualquer analito retido no dispositivo de retenção de analito 26 após o processamento de secagem. O dispositivo de retenção 26 ou uma parte do mesmo é implantado em uma estrutura de dispositivo de teste ou outra forma de suporte do subsistema de análise 30. O subsistema de análise 30 inclui pelo menos as características de tecnologia de IR (ou equivalente). Tal tecnologia inclui espectrografia radiométrica (uma pequena janela sobre o espectro IR), semi-radiométrica (múltiplas janelas pequenas sobre diferentes regiões do espectro IR), ou completa dependendo dos requerimentos de aplicação. O subsistema de análise 30 é capaz de sinalizar o processamento quanto à correção do valor de referência, integração, determinação de altura do pico e análise espectral (quimiométricos e/ou processamento estatístico relacionado). Preferivelmente pelo menos inclui a capacidade de armazenamento de informação, uma ou mais bibliotecas de características de IR de analito conhecidas, uma interface do usuário, capacidade de comunicação com fio ou sem fio, e é capaz de recebe e suportar pelo menos a membrana 44 com um campo de varredura similar ou menor em dimensões de seção transversal às dimensões de seção transversal da membrana 44. Deve fornecer uma produção de informação de detalhe suficiente para permitir que alguém de experiência ordinária na técnica seja capaz de fazer uma determinação como para o teor de analito do fluido da amostra recolhida. O subsistema de análise 30 pode ser automatizado e pode também ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise completo 10. As modalidades adequadas do subsistema de análise 30 incluem, porém, não estão limitados ao software MB 3000 FTIR e Horizon disponibilizado por ABB Bomen de Quebec, Canada e o Nicolet iZ10 e o software Grams/AI Analysis disponibilizado por ThermoFisher Scientific de Waltham, Mass.

[0087] O subsistema de arquivamento 32 pode ser usado para armazenar a informação bruta e processada do processo de análise. Suas características incluem, porém, não estão limitadas a incluir, capacidade suficiente de armazenar eletronicamente qualquer informação de interesse com respeito à amostra, análise e ao processo. Eficazmente armazena informação bruta e processada para reanálise potencial. Se localizado em um ambiente que pode ser adverso, é preferivelmente mantido em um recipiente seguro, ambientalmente condicionado, vedado ao líquido e ar selado. Deve ser acoplável com fio ou sem fio a um ou mais outros subsistemas do equipamento de análise 10 de uma maneira que garanta que não há nenhum comprometimento da integridade do equipamento10 e do seu resultado amostrado durante uma quantidade determinada de tempo (dependente da aplicação). Como com os outros subsistemas, o subsistema de arquivamento opcional 32 pode ser selecionado quanto à adequabilidade em uma operação automatizada de uma parte ou todo o equipamento de análise completo 10.

[0088] Uma descrição específica dos componentes do dispositivo de retenção de analito 26 e do subsistema de análise 30 vem a seguir.

[0089] A membrana 44 inclui um material de base com um tratamento de superfície. O material de base é derramado e é feito de um polímero contendo flúor, tal como politetrafluoretileno (PTFE), um copolímero de etileno fluorado-propileno, um copolímero de etileno- tetrafluoretileno ou um polímero de perfluoralcóxi. Descobriu-se que PTFE é particularmente adequado. O material de base tem uma espessura entre cerca de 25 μm e 150 μm, mais particularmente entre cerca de 45 μm e 85 μm, ainda mais particularmente cerca de 65 μm. O material de base tem um tamanho de poro nominal em uma faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 0,6μm, mais particularmente de cerca de 0,4 μm a cerca de 0,5 μm, ainda mais particularmente cerca de 0,45 μm.

[0090] O tratamento de superfície torna a membrana 44 hidrofílica, o que promove distribuição uniforme da amostra a ser analisada através da área de superfície da membrana 44 e facilita o fluxo do fluido através da membrana 44. O tratamento de superfície pode ser um revestimento de monocamada ou multicamada de espessura selecionável. O revestimento pode ser poli(óxido etileno). O revestimento pode alternativamente ser um copolímero de perfluorcarbono. Um exemplo de tal copolímero de perfluorcarbono é um copolímero de pelo menos dois monômeros com um monômero sendo selecionado de um grupo de monômeros contendo flúor tal como fluoreto de vinila, hexafluorpropileno, fluoreto de vinilideno, trifluoretileno, clorotrifluoretileno, perfluor(éter de alquilvinila), tetrafluoretileno e misturas dos mesmos. O segundo monômero é selecionado de um grupo de monômeros contendo flúor contendo grupos funcionais que podem ser ou que podem ser convertidos para grupos (SO2 F), (SO3 M), (SO3 R), (SO2 NR2), (COF), (CO2 M), (CO2 R) ou (CONR2), onde M é hidrogênio (H), um metal de álcali, um metal de terra alcalina, ou NR4 e cada R separadamente é H, um grupo alquila ou um grupo arila, tal como CH3, C2H5 ou C6H5, e pode, opcionalmente, conter outros grupos funcionais tais como grupos hidroxila, amina, éter ou carbonila ou similares para formar grupos alquila substituídos ou arila substituídos.

[0091] O revestimento hidrofílico pode ser aplicado ao material de base da membrana 44 usando uma solução compreendendo um solvente e o copolímero de perfluorcarbono. O solvente pode ser um solvente alcoólico. O solvente pode ser um solvente alcoólico, tal como metanol, etanol, n-propanol ou isopropanol, que pode ser misturado com água. A solução pode ser aplicada ao material de base imergindo-se o material de base na solução, ou passando a solução através da membrana em uma pressão diferencial.

[0092] Dependendo da modalidade particular na qual é usado, o suporte de membrana 46 pode ser não poroso ou poroso. Quando poroso, o suporte de membrana 46 pode ter um tamanho de poro nominal em uma faixa de cerca de 100 μm a cerca de 3 mm, mais particularmente, em uma faixa de cerca de 100 μm a cerca de 1 mm, ainda mais particularmente em uma faixa de cerca de 200 μm a cerca de 300 μm, ainda mais particularmente cerca de 250 μm. O suporte 46 pode ser feito de plástico, metal ou cerâmica. Os metais adequados incluem alumínio, platina, e aço inoxidável e plásticos adequados incluem poli(tetrafluor-etileno), polietileno, polipropileno e policarbonato. Descobriu-se que uma tela de aço inoxidável é particularmente adequada para uso como o suporte 48.

[0093] A caixa 40 é construída de um material contendo quantidades insignificantes de material orgânico extraível que pode interferir com a determinação da quantidade de hidrocarboneto presente. A caixa pode ser plástica, de metal, ou cerâmica. Os metais adequados incluem aço inoxidável e alumínio. Os plásticos adequados incluem polietileno de densidade elevada (HDPE), polietileno de densidade baixa (LDPE), polipropileno e politetrafluoretileno (PTFE), quaisquer dos quais pode ser tratado na superfície com um revestimento adequado para melhorar, por exemplo, a receptividade de IR e/ou reduzem o teor extraível.

[0094] A configuração da caixa 40 pode variar, como descrito em detalhes acima. Nas configurações descritas acima, a caixa 40 é configurada para fornecer fluxo de fluido através da membrana 44. Deve ser apreciado, entretanto, que a caixa 40 pode ser alternativamente configurada para fornecer fluxo de fluido através da superfície da membrana 44. Além disso, a caixa 40 pode ser configurada para ser reutilizável, isto é, após direcionar a amostra através ou ao longo da membrana 44, a caixa 40 pode ser aberta, a membrana 44 ou membrana 44 e suporte 46 são removidos, e a caixa 40 é limpa para reutilização. A caixa 40 é reutilizada colocando-se a membrana 44 ou membrana 44 com suporte 46 em uma caixa 40 e fechando a caixa 40, por exemplo, conectando as partes rosqueadas juntas.

[0095] O dispositivo de retenção 26 pode também incluir em certas modalidades, uma bomba de fluido tal como, mas, sem limitação, uma bomba peristáltica.

[0096] O subsistema de análise 30 inclui: 1) em certas modalidades, dispositivos espectroscópicos dispersivos; 2) em certas modalidades, os dispositivos espectroscópicos de Transformação Fourier; 3) em certas modalidades, os dispositivos espectroscópicos de Refletância Total Atenuada; 4) em certas modalidades, dispositivos radiométricos dispersivos; 5) em certas modalidades, dispositivos radiométricos de Refletância Total Atenuada. As modalidades do subsistema de análise 30 listadas podem trabalhar por: 1) em certas modalidades, exame da absorção na região infravermelha do espectro eletromagnético; 2) em certas modalidades, exame da absorção na região quase infravermelha do espectro eletromagnético; 3) em certas modalidades, exame da absorção na região ultravioleta do espectro eletromagnético; e 4) em certas modalidades, exame do espectro de deslocamento Raman.

[0097] Com respeito à análise de hidrocarbonetos em água, a determinação do tipo(s) de hidrocarboneto(s) na água pode ser determinada a partir do reconhecimento padrão das bandas de absorção no espectro. As bandas são medidas de vários modos, isto é, altura, área, ajuste de curva, correções de valor de referência etc. Os exemplos de como o reconhecimento padrão pode ser usado para determinar o tipo de hidrocarboneto(s) presente inclui notar a presença da banda de H-C=C em 3006 cm-1 . e a banda de C=O em 1745 cm-1, que indica os componentes de óleos vegetais, isto é, óleos instaurados e ácidos graxos. Além disso, o óleo diesel tipicamente tem uma absorção máxima em cerca de 2927 cm-1.

EXEMPLO

[0098] A invenção agora sendo geralmente descrita, será mais facilmente entendida em referência aos seguintes exemplos, que são incluídos meramente para propósitos de ilustração de certos aspectos e modalidades da presente invenção, e não são pretendidos limitar a invenção.

Exemplo 1

[0099] Uma membrana de PTFE de espessura de 50 .mu.m, tamanho de poro nominal de 0,45 .mu.m, e diâmetro de 15 mm foi colocada sobre um disco de suporte de metal de 0,25 mm de poros e 12,7 mm de diâmetro. O material de membrana em excesso ficou ao redor da parte de trás do disco de suporte de metal. Os lavadores de PTFE de 7,1 mm de diâmetro interno, 12,7 mm de diâmetro externo, e 0,75 mm de espessura foram colocados em ambos os lados da membrana e disco (Veja, Figuras 4 e 5). Aproximadamente 206,85kPa (30 psi). de força são aplicados manualmente para pressionar os lavadores, membrana e disco juntos; isto é daqui por diante referido como a unidade de membrana suportada. A unidade de membrana suportada foi colocada em um apoio de janela infravermelho de 13 mm (ópticos de Bruker). A espectroscopia infravermelha de Transformação Fourier de Transmissão (FTIR) foi realizada em um ABB FTLA 2000 com um detector de mercúrio-telureto de cádmio resfriado em nitrogênio líquido conectado por meio de interface com um computador. Um espectro de base foi tomado como a média de 50 varreduras. A unidade de membrana suportada foi em seguida colocada em um apoio de filtro de aço inoxidável de Advantec (P/N 30100) e apertado manualmente para fornecer vedação à prova de água ao redor da membrana.

[00100] As dispersões de teste de hidrocarboneto em água de concentração de 0,1-30 ppm foram criadas primeiro dissolvendo-se hexadecano em metanol e agitando durante cerca de 20 minutos. Hexadecano foi usado aqui como um simulador para Óleo. Uma certa quantidade da solução de metanol-hexadecano foi então dispersa no centro de um litro de água deionizada uma vez que estava sendo agitada em cerca de 300 rpm por uma placa de agitação e barra de agitação magnética. Esta dispersão de água-metanol-hexadecano foi então permitida agitar durante cerca de 20 minutos para garantir distribuição uniforme de hexadecano em água. Uma vez que todas as concentrações de hexadecano testadas ficaram bem acima do limite de solubilidade de cerca de 3 ppb em água, a solução existiu como um sistema de duas fases líquida de gotículas e hexadecano dispersas em água deionizada; o tamanho das gotículas não foi conhecido.

[00101] Após a determinação do tempo de agitação, cerca de 12 ml da dispersão de hexadecano-água foram retirados manualmente de dentro de uma seringa plástica de baixa extração. O apoio do filtro contendo a unidade de membrana suportada foi então preso por fecho LUER à seringa. A seringa foi em seguida colocada em uma bomba da seringa ajustada para bombear 10 ml em 3 minutos. Quando a amostra terminou de fluir, o apoio do filtro foi removido da seringa, a seringa preenchida com ar, o apoio do filtro novamente preso à seringa, e cerca de 10 ml de ar forçados através da membrana para secá-lo. Este processo foi repetido mais duas vezes para secar a membrana uma vez que uma quantidade grande de água presente na irá interferir com a medição infravermelha. O apoio do filtro foi em seguida removido da seringa e aberto. A unidade de membrana suportada foi removida do apoio de filtro e novamente colocada no apoio de janela infravermelha de 13 mm. Um espectro de FTIR foi tomado usando o espectro de base previamente obtido, novamente tendo em média 50 varreduras. Cinco experimentos foram realizados em concentrações de hexadecano de 0,1 ppm e 1 ppm; dois experimentos foram realizados em concentrações de hexadecano de 20 ppm e 30 ppm.

[00102] Os resultados desta experimentação são mostrados nas Figuras 20A e 20B, que mostram um espectro representativo obtido por teste de cada das quatro concentrações de hexadecano em água. Na extremidade elevada de 30 ppm de hexadecano, a absorvência atinge o ponto máximo de um nível facilmente quantificável de cerca de 0,7 absorvência. Na extremidade inferior de 0,1 ppm de hexadecano a absorvência máxima é cerca de 0,0045, um nível ainda significativamente acima da relação de sinal/ruído mínima geralmente aceita de 0,001 requerida para quantificação. A absorvência máxima pode ser controlada injetando-se com seringa quantidades diferentes de água e/ou usando diferentes áreas de membrana. Por exemplo, os resultados indicam que uma concentração de 300 ppm pode ser testada e ainda na faixa quantificável por injeção com seringa de cerca de 1 ml ou expandindo-se a área de membrana eficaz em cerca de 10 vezes. Na extremidade inferior, os resultados indicam que uma concentração de 10 ppb pode ser testada e quantificável por injeção com seringa de cerca de 100 ml ou reduzindo-se a área de membrana eficaz em cerca de 10 vezes.

Exemplo 2

[00103] O segundo exemplo foi similar ao primeiro exemplo. Uma unidade de membrana suportada foi feita dos mesmos materiais, um espectro de base tomado, e o mesmo apoio de filtro usado do mesmo modo. A única diferença foi que uma solução de 2,3 ppm de ácido esteárico em água foi testada. O ácido esteárico foi dissolvido em metanol e agitado durante 20 minutos. Uma certa quantidade desta solução foi em seguida adicionada a 1 litro de água deionizada e agitada durante 20 minutos para criar uma distribuição uniforme de ácido esteárico em água. O ácido esteárico foi usado como um simulador para Graxa. A Graxa é incluída na definição de TOG, porém, não TPH.

[00104] O teste foi realizado do mesmo modo como no Exemplo 1. Simplesmente, 10 ml da dispersão de ácido esteárico em água foram injetados com seringa através da unidade de membrana suportada e secados da mesma maneira. Entretanto, uma pequena quantidade de água permaneceu. Figura 21 mostra os resultados do teste. O ácido esteárico fortemente absorve em cerca de 1700 cm.sup.-1, na região de absorvência de carboxila, e na região de absorvência de hidrocarboneto de 2800-3000 cm.sup.-1. O espectro mostra que a Graxa pode ser medida de modo que a invenção possa ser usada para determinar TOG. Entretanto, a Graxa é um interferente para determinar TPH devido à sobreposição de absorvência na região 2800-3000 cm.sup.-1. Para resolver o problema, a absorvência em cerca de 1700 cm.sup.-1 pode ser usada para determinar a quantidade de Graxa presente e subtrai de TOG para determinar TPH.

Exemplo 3

[00105] O terceiro exemplo é geralmente similar aos dois primeiros pelo fato de que uma unidade de membrana suportada foi feita dos mesmos materiais e um espectro de base tomado. Entretanto, neste exemplo, seis amostras diferentes de seis fluidos diferentes de fontes reais foram executadas através do sistema de análise da presente invenção, três vezes para cada. Além disso, uma análise de EPA 1664 com base em solvente padrão foi realizada nas mesmas amostras de fluido para determinar a relação entre os resultados obtidos usando a presente invenção e o padrão corrente para a detecção de óleo em água. Figura 22 mostra os espectros resultantes dos resultados de teste para quatro das amostras (excluindo as amostras do Golfo do México). Além disso, como pode ser visto a partir da Tabela da Figura 23, que identifica as fontes das seis amostras, os resultados médios obtidos usando a presente invenção intimamente igualaram os resultados usando o método de teste com base em solvente convencional, sendo que o método com base em solvente convencional é identificado como o Resultado 1664.

[00106] Outras variações dos exemplos acima podem ser implementadas. Um exemplo de variação é que o método descrito pode incluir etapas adicionais. Além disso, a ordem das etapas não é limitada à ordem ilustrada na Figura 2, uma vez que as etapas podem ser realizadas em outras ordens, e uma ou mais etapas podem ser realizadas em série ou em paralelo com uma ou mais outras etapas, ou partes das mesmas.

[00107] Adicionalmente, certas análises e etapas de determinação do método e vários exemplos da análise realizada nas amostras coletadas na membrana 44 do dispositivo de retenção 26 e variações dessas etapas, individualmente ou em combinação, podem ser implementados como um produto de programa de computador de modo tangível como sinais legíveis pelo computador em um meio legível pelo computador, por exemplo, um meio de registro não volátil, um elemento de memória de circuito integrado, ou uma combinação dos mesmos. Tal produto de programa de computador pode incluir sinais legíveis pelo computador tangivelmente incorporados no meio legível pelo computador, onde tais sinais definem as instruções, por exemplo, como parte de um ou mais programas que, como um resultado de ser executado por um computador, instruem o computador a realizar um ou mais processos ou ações descritas aqui, e/ou vários exemplos, variações e combinações dos mesmos. Tais instruções podem ser escritas em qualquer de uma pluralidade de linguagens de programação, por exemplo, Java, Visual Basic, C, or C++, Fortran, Pascal, Eiffel, Basic, COBOL, e similares, ou qualquer de uma variedade de combinações dos mesmos. O meio legível pelo computador no qual tais instruções são armazenadas pode residir em um ou mais dos componentes de um sistema de computador bem conhecido por aqueles de experiência ordinária na técnica.

[00108] Vários exemplos para ajudar a ilustrar a invenção foram descritos. No entanto, deve ser entendido que várias modificações podem ser feitas sem afastar-se do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, outras modalidades estão dentro do escopo das Reivindicações anexas.

Claims

1. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, o equipamento compreendendo: a. uma membrana (44); b. um conector de fluxo de fluido (114) conectado a um subsistema de coleta de amostra (18), em que o subsistema de coleta de amostra (18) é disposto para forçar uma amostra contendo um ou mais analitos através da membrana (44); o equipamento (26e) caracterizado por que: c. um expansor de fluxo (110) fixado de forma liberável a uma base (112) de uma caixa (40e) para prender a membrana (44) na caixa (40e) e em que o expansor de fluxo (110) inclui uma seção de base cilíndrica (116) unida por uma seção afunilada ao conector de fluxo de fluido (114) com uma extremidade anular (118) formada numa junção da seção afunilada e a seção principal cilíndrica (116).

2. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um revestimento aplicado à membrana (44) para tornar a membrana (44) hidrofílica.

3. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a caixa (40e) é construída a partir de um material selecionado a partir do grupo que consiste em plástico, metal e cerâmica.

4. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a caixa (40e) é configurada para inserção direta num subsistema de análise (30) para detecção de infravermelhos de um ou mais analitos.

5. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um suporte de membrana (46) disposto a reter a membrana (44) ao mesmo.

6. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que o suporte de membrana (46) é construído a partir de um material selecionado a partir do grupo que consiste em plástico, metal e cerâmica.

7. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um subsistema de análise (30) capaz de detecção de infravermelhos de um ou mais analitos na membrana (44).

8. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por que o subsistema de análise (30) é um espectrômetro.

9. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que o revestimento é um copolímero de perfluorcarbono.

10. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o subsistema de coleta de amostra (18) inclui uma seringa (52) conectada ao conector de fluxo de fluido (114) numa orientação verticalmente abaixo da membrana (44) e disposta para direcionar o fluido ascendentemente através da membrana (44).

11. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um agitador disposto de modo a agitar o fluido antes de dirigir o fluido para a membrana.

12. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que o agitador é um agitador horizontal.

13. Equipamento, (26e), Para Utilização na Detecção de Um ou Mais Analitos em Fluido, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a caixa (40e) está disposta para inserção num tubo de passagem secundária (130) para receber o fluido a partir do mesmo.