Caracterização rápida em linha de resíduos orgânicos sólidos: comparação do desempenho analítico de diferentes sistemas espectroscópicos compactos de infravermelho próximo com diferentes configurações de medição

Resumo:

A caracterização rápida de resíduos orgânicos sólidos usando espectroscopia de infravermelho próximo foi desenvolvida com sucesso na última década. No entanto, sua adoção em usinas de biogás para monitorar os substratos de alimentação permanece limitada devido à falta de aplicabilidade e aos altos custos. Evoluções recentes na tecnologia deram origem a sistemas de infravermelho próximo de baixo custo, mais compactos e mais modulares, que poderiam permitir uma implantação em maior escala. O estudo atual investiga a relevância desses novos sistemas avaliando quatro sistemas espectroscópicos de infravermelho próximo com transformada de Fourier com compacidade diferente (laboratório, portátil, microespectrômetro), mas também diferentes configurações de medição (luz polarizada, à distância, em contato). Embora o espectrômetro de laboratório convencional tenha mostrado o melhor desempenho nos vários parâmetros bioquímicos testados (carboidratos, lipídios, nitrogênio, demanda química de oxigênio, potencial bioquímico de metano), os sistemas compactos forneceram resultados muito próximos. A previsão do potencial bioquímico de metano foi possível usando um microespectrômetro de baixo custo com um erro de conjunto de validação independente de apenas 91 nmL (CH4) .GTs-1 em comparação com 60 nmL (CH4) .GTs-1 para um espectrômetro de laboratório. Foi demonstrado que as diferenças no desempenho resultam principalmente de uma amostragem espectral mais pobre; e não de características do instrumento, como resolução espectral. Em relação às configurações de medição, nenhum dos sistemas avaliados permitiu um ganho significativo de robustez. Em particular, o sistema de luz polarizada forneceu melhores resultados ao usar seu sinal multidisperso, o que traz mais evidências da importância das propriedades físicas de dispersão de luz no sucesso de modelos construídos com resíduos orgânicos sólidos.