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A MEK (metil etil cetona, também chamada de 2-butanona) é um solvente orgânico inflamável, de baixa condutividade e baixa viscosidade. Não é possível medir a MEK com um medidor de vazão magnético , pois sua condutividade é muito baixa.
As três opções reais, listadas da de menor custo à de maior precisão, são os medidores de vazão tipo turbina, os medidores de deslocamento positivo com engrenagem oval e os medidores de vazão mássica Coriolis . Cada tecnologia tem uma aplicação claramente mais adequada:
Medidor de vazão tipo turbina (TUF) — opção econômica para MEK limpo em aplicações de fluxo constante.
Medidor de vazão com engrenagem oval — opção intermediária para dosagem em pequenos lotes e enchimento de tambores.
Medidor de vazão Coriolis — opção premium para mistura, transferência de custódia e lotes de alto valor.
Neste artigo, explicaremos o que torna a medição do MEK difícil, qual tecnologia se adequa a qual aplicação e o que você precisa nos enviar para obter um orçamento rápido.
A água é um caso simples. Ela conduz eletricidade. Tem uma densidade fixa próxima de 1000 kg/m³. Quase todas as tecnologias de fluxo funcionam com ela. O MEK quebra a maioria dessas premissas.
Três propriedades são importantes para o dimensionamento:
A densidade a 20 °C é de cerca de 805 kg/m³. Não 1000.
A viscosidade a 20 °C é de cerca de 0,43 cP. Muito baixa. Quase tão baixa quanto a da gasolina.
A condutividade elétrica é inferior a 5 µS/cm. Às vezes, muito inferior.
O valor da condutividade descarta o medidor de vazão magnético. Um medidor de vazão magnético precisa de pelo menos 5 µS/cm para funcionar. A maioria dos fabricantes recomenda uma margem de segurança acima de 20 µS/cm. O MEK não atinge esse nível.
Alguns compradores ainda solicitam um medidor de vazão magnético por ser barato e por já o terem utilizado para medir água. Não recomendamos o uso desse tipo de medidor. Ele pode apresentar leituras zeradas ou oscilações aleatórias. Já observamos esse problema diversas vezes em instalações de clientes.
A MEK também é inflamável. O ponto de fulgor é de aproximadamente -9 °C. Qualquer medidor instalado em uma linha de MEK em uma planta fechada deve possuir um certificado ATEX ou IECEx para áreas classificadas. Este é um requisito rigoroso.
O medidor de vazão tipo turbina utiliza um pequeno rotor dentro do tubo. O líquido passa através dele e gira o rotor. A velocidade de rotação é proporcional à vazão. Um sensor magnético conta os pulsos do rotor e os converte em volume.
Os medidores de turbina funcionam muito bem com MEK, pois o MEK é limpo e tem baixa viscosidade. Não há fibras, sólidos ou risco de acúmulo no rotor. A repetibilidade é excelente, geralmente ±0,1%. A precisão total é tipicamente de ±0,2% a ±0,5% da leitura após a calibração de fábrica.
As partes em contato com o fluido para serviço com MEK devem ser de aço inoxidável 316L para o corpo e de carboneto de tungstênio ou cerâmica para os rolamentos. São necessárias vedações padrão de PTFE. Não aceite medidores de turbina com vedações de substituição de PTFE, como Viton ou Buna-N, para serviço com MEK.
Ideal para: linhas de transferência contínua de MEK, circuitos de recirculação, bombeamento entre tanques e qualquer aplicação com fluxo constante acima de 10% da faixa máxima.
Limitações: não adequado para fluxo pulsante. Não adequado quando a linha opera frequentemente com baixas vazões. Os rolamentos do rotor se desgastam com o tempo e precisam ser substituídos a cada um ou dois anos em serviço contínuo.
Um medidor mecânico com duas engrenagens ovais que giram à medida que o líquido passa por elas. Cada volta corresponde a um volume conhecido. O medidor conta as voltas e indica o volume total.
Devido à baixa viscosidade da MEK, os medidores de engrenagem oval exigem tolerâncias rigorosas e seleção adequada de materiais. São necessárias vedações de PTFE e corpos de aço inoxidável. A MEK ataca muitos materiais elastoméricos. Se um fornecedor oferecer vedações de Buna-N ou Viton para MEK, recuse a oferta.
A vantagem do medidor de engrenagem oval em relação ao medidor de turbina é que ele funciona com vazões muito baixas e oferece a mesma precisão em toda a faixa de medição. É a escolha padrão para enchimento, dosagem e qualquer aplicação em que o volume do lote precise ser exato.
Ideal para: dosagem em pequenos lotes, enchimento de tambores, aplicações em laboratório, estações de enchimento de IBCs e projetos com orçamento inferior a USD 1200.
Limitação: as peças móveis sofrem desgaste com o tempo. É necessária recalibração a cada um ou dois anos. Apresenta maior perda de pressão do que turbinas ou Coriolis. Não é adequado para tubulações com diâmetros acima de DN50.
O medidor de Coriolis mede a vazão mássica diretamente. Ele utiliza um tubo vibratório para detectar a força de Coriolis gerada pelo líquido em movimento. A variação de frequência do tubo é proporcional à taxa de vazão mássica. A densidade e a temperatura são medidas simultaneamente.
Esta é a opção mais precisa para MEK. A precisão é tipicamente de ±0,1% a ±0,2% da leitura. Não há partes móveis em contato com o líquido. A calibração é estável por cinco anos ou mais. O medidor também indica a densidade em tempo real, o que é útil quando o MEK é misturado com outros solventes e você deseja verificar a proporção da mistura.
A contrapartida é o preço. Um medidor Coriolis para uma linha DN15 MEK custa de três a cinco vezes mais do que uma turbina do mesmo porte. Para lotes de alto valor agregado, transferência de custódia e qualquer linha onde erros de medição se traduzam diretamente em perda de produto, o custo mais elevado se justifica.
Ideal para: dosagem em lotes, transferência de custódia, linhas de mistura, medição de solventes de alto valor agregado e qualquer aplicação em que um único medidor precise reportar massa, volume, densidade e temperatura simultaneamente.
Limitação: preço de compra mais elevado. Sensível a bolhas de gás aprisionadas. O tubo deve permanecer cheio de líquido. Mais pesado e fisicamente maior do que uma turbina do mesmo diâmetro.
| Item | Turbina | Engrenagem oval | Coriolis |
|---|---|---|---|
| Precisão | ±0,2% a ±0,5% | ±0,5% | ±0,1% a ±0,2% |
| Lê a massa diretamente | Não | Não | Sim |
| Densidade de leitura | Não | Não | Sim |
| Lida com baixa viscosidade | Excelente | Bom | Excelente |
| peças móveis | Sim (rotor) | Sim (engrenagens) | Nenhum |
| Perda de pressão | Baixo | Médio | Baixo a médio |
| Versão ATEX/IECEx | Disponível | Disponível | Disponível |
| Preço típico (USD) | 200 a 1200 | 500 a 1800 | 3000 a 8000 |
| Ideal para espessura de linha | DN10 a DN200 | DN8 a DN50 | DN6 a DN100 |
| Ciclo de recalibração | 1 a 2 anos | 1 a 2 anos | Mais de 5 anos |
O MEK é agressivo com a borracha. A borracha Buna-N (NBR) e o EPDM incham e falham em poucas semanas. O Viton (FKM) também não é seguro em contato com MEK ao longo do tempo.
Os únicos dois materiais de vedação que recomendamos são PTFE e PEEK. Os metais das partes em contato com o fluido devem ser de aço inoxidável 316L. Para aplicações que exigem alta pureza, recomenda-se o Hastelloy.
Se um fornecedor lhe oferecer um medidor de vazão "de uso geral" para MEK sem perguntar sobre o material de vedação, não compre dele. O medidor apresentará vazamentos em três meses.
No ano passado, um fabricante de tintas do Sudeste Asiático solicitou que especificássemos um medidor para alimentação de MEK em um reator de 5000 L. A vazão era de 200 L/h em regime normal e 350 L/h em pico. A tubulação era DN15 e já estava instalada. A pressão era de 3 bar. A planta era classificada como ATEX Zona 1.
O cliente solicitou inicialmente um medidor de vazão tipo turbina para reduzir custos. Analisamos o perfil de fluxo e constatamos que a tubulação operava de forma intermitente. Cada dosagem era de aproximadamente 50 litros, com duração de 15 minutos. Após cada dosagem, a tubulação permanecia vazia por 30 a 60 minutos antes da próxima dosagem. Esse padrão de paradas e partidas é exatamente o que causa o desgaste dos rolamentos da turbina.
Optamos por um medidor Coriolis DN10. Escolhemos um tamanho abaixo do diâmetro do tubo porque a velocidade em DN15 era muito baixa para leituras precisas. O material utilizado foi aço inoxidável 316L. As vedações eram de PTFE. A unidade possuía certificação ATEX Zona 1. A saída era de 4-20 mA mais pulso para o CLP do reator.
O medidor foi instalado em três horas e calibrado no local. Está em funcionamento há quatorze meses sem qualquer desvio. O cliente agora utiliza o mesmo modelo em outras três linhas de solvente.
Se desejar receber o preço e o número do modelo em até 12 horas, envie as seguintes informações:
Nome e pureza do solvente (MEK puro ou uma mistura)
Vazão: mínima, normal, máxima (L/h ou kg/h)
Diâmetro do tubo (DN ou polegada)
Pressão de operação (bar ou MPa)
Temperatura de operação (°C)
Padrão de fluxo: dosagem contínua, intermitente ou em lotes.
Classificação da área perigosa (ATEX Zona 1, Zona 2 ou nenhuma)
Sinal de saída necessário (4-20 mA, pulso, HART, Modbus RTU)
Fonte de alimentação (24 VCC, 220 VCA ou bateria)
Se você não souber todas essas informações, envie o que tiver. Preencheremos o restante com suposições razoáveis e informaremos quais foram nossas suposições.
Fornecemos medidores de vazão com classificação MEK para fábricas de revestimento, adesivos, tintas e produtos farmacêuticos em mais de 40 países. Todos os medidores possuem certificação ATEX, IECEx e CE. O prazo de entrega é de 7 a 14 dias para configurações em estoque.
A maneira mais rápida de obter um orçamento preciso é nos enviar uma solicitação de cotação (RFQ) completa. Abaixo, você encontrará quatro exemplos reais de RFQs de diferentes setores. Use o exemplo mais próximo como modelo e substitua os valores pelos seus.
| Aplicativo | Dosagem de MEK em um reator de revestimento de 5000 L |
| Fluido | MEK puro, pureza de 99,5%. |
| Taxa de fluxo | Mínimo 50 L/h, normal 200 L/h, pico 350 L/h |
| Tamanho do tubo | Aço carbono DN15, já instalado |
| Pressão | Funcionamento com 3 barras, projeto com 6 barras |
| Temperatura | Temperatura ambiente de 25 °C, sem aquecimento. |
| Padrão de fluxo | Dosagem em lotes, 50 L por lote, com intervalo de 30 a 60 minutos entre os lotes. |
| Área perigosa | Zona ATEX 1, IIB T3 |
| Sinal de saída | Saída de pulso de 4-20 mA + para CLP |
| Fonte de energia | 24 VCC |
| Medidor recomendado | Medidor de vazão mássica Coriolis DN10, partes em contato com o fluido em aço inoxidável 316L, vedações em PTFE, transmissor ATEX Zona 1 |
| Aplicativo | Transferência de MEK do tanque de armazenamento para tambores de 200 L. |
| Fluido | MEK, grau técnico |
| Taxa de fluxo | Vazão mínima de 100 L/h, vazão normal de 600 L/h e vazão máxima de 800 L/h. |
| Tamanho do tubo | Aço inoxidável DN25 |
| Pressão | 2 barras de trabalho |
| Temperatura | 20 a 30 °C |
| Padrão de fluxo | Intermitente, um tambor enchido a cada 15 a 20 minutos. |
| Área perigosa | Zona ATEX 2 |
| Sinal de saída | Saída de pulso para um controlador de lote com parada predefinida. |
| Fonte de energia | 24 VCC, menos de 5 W |
| Medidor recomendado | Medidor de vazão com engrenagem oval DN25, corpo em aço inoxidável 316L, vedações em PTFE, saída de pulso para ATEX Zona 2. |
| Aplicativo | Alimentação de MEK do tanque de armazenamento para o tanque de mistura, operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. |
| Fluido | MEK puro |
| Taxa de fluxo | Constante 2000 L/h |
| Tamanho do tubo | Aço inoxidável DN50 |
| Pressão | 4 barras |
| Temperatura | 15 a 35 °C |
| Padrão de fluxo | Fluxo contínuo e constante acima de 50% da faixa. |
| Área perigosa | Zona ATEX 1 |
| Sinal de saída | 4-20 mA HART |
| Fonte de energia | Alimentação por loop de 24 VCC |
| Medidor recomendado | Medidor de vazão tipo turbina DN50, corpo em aço inoxidável 316L, mancais de carboneto de tungstênio, vedações em PTFE, ATEX Zona 1 |
| Aplicativo | A mistura de MEK com acetato de etila deve ter sua proporção verificada em tempo real. |
| Fluido | Mistura de MEK + acetato de etila, proporção 70:30 |
| Taxa de fluxo | Mínimo 20 kg/h, normal 80 kg/h, máximo 120 kg/h |
| Tamanho do tubo | DN15 |
| Pressão | 5 barras |
| Temperatura | 20 °C, linha com camisa de aquecimento |
| Padrão de fluxo | Contínuo com frequentes alterações de receita |
| Área perigosa | ATEX Zona 1, EHEDG sanitário preferencial |
| Sinal de saída | Modbus RTU, vazão mássica + densidade + temperatura |
| Fonte de energia | 24 VCC |
| Medidor recomendado | Medidor de vazão mássica Coriolis DN15, partes em contato com o fluido em aço inoxidável 316L, vedações em PTFE, conexões sanitárias EHEDG, ATEX Zona 1, saída Modbus RTU |
