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Uergs – Unidade Bento Gonçalves Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia Instrumentação & Controle Monichara Marinello 2ª Lista de Exercícios
- Relacione os medidores de pH. O pH pode ser determinado usando um medidor de pH (também conhecido como pHmetro) que consiste em um eletrodo acoplado a um potenciômetro. O medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que converte o valor de potencial do eletrodo em unidades de pH. Este tipo de elétrodo é conhecido como eletrodo de vidro, que na verdade, é um eletrodo do tipo "íon seletivo".
O aparelho é calibrado de acordo com os valores referenciados em cada solução de calibração. Para que se conclua o ajuste é então calibrado em dois ou mais pontos. Normalmente utiliza-se tampões de pH 7,000 e 4,005. Uma vez calibrado estará pronto para uso. A leitura do aparelho é feita em função da leitura da tensão que o eletrodo gera quando submerso na amostra. A intensidade da tensão medida é convertida para uma escala de pH. O aparelho faz essa conversão, tendo como uma escala usual de 0 a 14 pH. Seu uso é comum em qualquer setor da ciência que trabalhe com soluções aquosas.
Existem quatro tipos de pHmetro:
_pHmetro de bancada:_* indicado para trabalhos que requerem controle ou monitoramento do pH, tensão e temperatura. Tem ainda como diferencial a indicação e compensação automática de temperatura.
_pHmetro de bolso:_* substitui o papel pH e possui compensação automática de temperatura.
_pHmetro portátil:_* é ideal para determinar o pH do material no local da medição, evitando assim problemas ou erros por contaminação.
_pHmetro digital:_* mais utilizado em trabalhos de pesquisa e rotina do laboratório, o pHmetro digital possui alta precisão nos resultados.
2) Relacione os medidores de oxigênio dissolvido (O.D.). Os tipos de medidos de O.D. são células eletroquímicas. Estas são classificadas em: _Polarográfico:_* este tipo de célula é a mais utilizada e é muito similar à célula galvânica. Possui dois eletrodos de metais nobres e necessita a polarização da voltagem para reduzir o Oxigênio. O O.D. na amostra difunde através da membrana no eletrólito, geralmente uma solução de KCl aquoso. Se uma voltagem polarizada constante (normalmente 0,8 V) cruza os eletrodos, o Oxigênio é reduzido no cátodo e o fluxo da corrente resultante é proporcional à quantidade de Oxigênio no eletrólito. _Galvânico:_* este tipo de célula contêm um eletrólito e dois eletrodos. O Oxigênio no eletrólito é equalizada com a da amostra. Nenhuma tensão (voltagem) externa é aplicada. _Coulometrico:_* a amostra de gás difunde através da barreira de difusão para o cátodo da célula eletroquímica, onde ele é reduzido a íons hidroxila. Devido à condutividade do eletrólito (KOH), íons migram para o ânodo, onde eles são novamente oxidados a Oxigênio. Uma corrente elétrica externa é gerada pela reação química, na qual resulta em uma corrente elétrica na célula proporcional à concentração de Oxigênio na amostra de gás. _Múltiplo-anodo:_* o detector múltiplo-anodos possui três eletrodos, dois alternados (+ e -) cobertos pelo eletrólito. O Oxigênio é consumido nos cátodos, mas é gerado nos ânodos. Essa técnica apresenta muitas vantagens, dentre elas não há deterioração dos eletrodos e não precisa trocar a membrana. _Thallium:_* A célula de Thallium é diferente das classificadas como galvânica ou polarográfica, mesmo assim é do tipo eletroquímica. A célula de um eletrodo tem desenho similar na aparência com a polarográfica, exceto que não tem membrana nem eletrólito. A célula tem um eletrodo na forma de anel externo de Tálio e um eletrodo de
anticorpos fluorescentemente marcados ou elementos catalíticos, como enzimas. O sistema reticulado tem uma maior estabilidade e é mais simples para usar, mas o sistema não reticulado tem melhor sensibilidade, tempo de operação mais curto e custos mais baixos. Há dois tipos de biossensores, dependendo da natureza do evento de reconhecimento. Dispositivos de bioafinidade, que dependem da ligação seletiva do analito-alvo ao ligante preso à superfície e dispositivos bioanalíticos, nos quais uma enzima imobilizada é usada para o reconhecimento do substrato-alvo. Os biossensores são construídos a partir de um componente que introduz a amostra, um sistema de reconhecimento molecular, um transdutor e uma unidade processadora de sinal. Os principais sistemas de introdução de amostra são os canais microfluídicos e o sistema de análise por injeção em fluxo (FIA – flow injection analysis).
No sistema de reconhecimento está a parte que entra em contato com o analito de interesse e produz um sinal. Pode ser um receptor, enzima, anticorpo, ácido nucleico, aptâmero, entre outros. Como esses reagentes já estão imobilizados no sistema, o sensor desempenha a tarefa de identificar a composição de espécies com o mínimo de intervenção humana. O transdutor age como uma interface, medindo a mudança física ou química que ocorre na reação com o biorreceptor, transformando essa energia em um produto
mensurável, como massa, carga, calor ou luz. Podem ser de diversos tipos, tais como, eletroquímico, óptico, piezoelétrico e calorimétrico. A unidade processadora de sinal funciona como um detector que filtra, amplifica e analisa o sinal transduzido, transferindo-o para um monitor ou armazenando-o em algum dispositivo.
4) Explique a atuação da Válvula de controle. As válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e interromper o fluxo em uma tubulação. São os acessórios mais importantes existentes nas tubulações e deve haver o menor número possível delas porque são peças caras.
Válvulas que controlam a pressão de montante:
- válvulas de segurança e de alívio ( safety, relief valves );
- válvulas de excesso de vazão ( excess flow valves );
- válvulas de compressão ( back-pressure valves ). Válvulas que controlam a pressão a jusante:
- válvulas redutoras e reguladoras de pressão;
- válvulas de quebra-vácuo (ventosas)
- Absorver a queda variável da pressão da linha. Em todo o processo, a válvula é o único equipamento que pode fornecer ou absorver queda de pressão controlável. Depois de instalada na tubulação e para poder desempenhar todas as funções requeridas a válvula de controle deve ter corpo, atuador e castelo. Adicionalmente, ela pode ter acessórios opcionais que facilitam e otimizam o seu desempenho, como posicionador, booster, chaves, volantes, transdutores corrente elétrica para ar pneumático e relé de inversão.
5) Quais são as funções das válvulas de segurança e de alívio? Qual a diferença da válvula de segurança para a válvula de alívio?
Elas controlam a pressão a montante abrindo-se automaticamente, quando a pressão ultrapassar um determinado valor (pressão de abertura da válvula: set- pressure ). A válvula fecha-se automaticamente quando a pressão cair abaixo da pressão de abertura. A construção é semelhante à das válvulas de globo angulares; o tampão é mantido fechado contra a sede pela ação de uma mola, com porca de regulagem (calibra-se a válvula regulando a tensão da mola). As válvulas são chamadas “de segurança” quando destinadas a trabalhar com fluidos elásticos (vapor, ar, gases); e “de alívio” quando destinadas a trabalhar com líquidos. Modernamente, existem válvulas que podem servir para líquidos como para gases ( pop-safety valves ). As válvulas podem descarregar direto para a atmosfera ou para um sistema fechado (quando o fluido é perigoso); nesse caso, haverá uma contra-pressão atuando em sentido contrário à pressão de abertura e que deverá ser compensada na calibragem da válvula.
