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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76586
Type: | Tese |
Title: | Estudo da eficiência de um sistema de preparo de amostras utilizando radiação infravermelha e frascos fechados |
Title in English: | Study of the efficiency of a sample preparation system using infrared radiation and closed vessels |
Authors: | Peixoto, Fábia Pinho Rocha |
Advisor: | Lopes, Gisele Simone |
Co-advisor: | Matos, Wladiana Oliveira |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Aquecimento por infravermelho;Preparo de amostras;Frascos fechados;Eficiência da digestão |
Keywords in English : | Infrared heating;Sample preparation;Closed vessels;Digestion efficiency |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | PEIXOTO, Fábia Pinho Rocha. Estudo da eficiência de um sistema de preparo de amostras utilizando radiação infravermelha e frascos fechados. 2023. 83 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Os elementos-traço são aqueles que se encontram em uma concentração menor que 100 g g-1 e compreendem um grupo de micronutrientes essenciais, ao mesmo tempo podendo ser nocivos à saúde humana. Assim, a detecção e mensuração destes elementos é de extrema importância. Contudo, esta não é uma tarefa simples. Para a introdução da amostra no equipamento analisador é necessário que esta esteja em forma de solução e para tal é preciso realizar a digestão dessa amostra.. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de aquecimento por radiação infravermelha para digestão de amostras, utilizando frascos pressurizados. Para avaliação da eficiência do sistema foram realizadas digestões de amostras de arroz, tecido de peixe e fígado bovino de material de referência utilizados 250 mg de massa, 2 mL de HNO3 e 1 mL de H2O2. Como a temperatura é uma variável importante para digestão de amostras foram realizados testes de temperatura utilizando um termopar tipo PT-100 e um termômetro digital infravermelho fixado na parte inferior do gabinete para comparar as temperaturas. Planejamento fatorial foi aplicado a fim de encontrar as melhores condições de operação do sistema. Para as amostras de fígado bovino e tecido de peixe 250 mg de amostra, 2 mL de HNO3 e 1 mL de H2O2. O tempo de aquecimento foi fixado em 8 min, com uma rampa de 15 min para o alcance da temperatura de 200ºC. Como método comparativo foi utilizada a digestão no micro-ondas das amostras citadas, 500 mg de amostra, 7 mL de HNO3 e 2 mL de H2O2, conforme metodologia estabelecida para alimentos no equipamento. O tempo de aquecimento foi fixado em 15 min, com uma rampa de 15 min para o alcance da temperatura de 200ºC. Posteriormente verificou-se a necessidade de realização de testes no micro-ondas nas mesmas condições em que foram realizados os experimentos no sistema proposto. Foram realizados testes de temperatura que demonstraram que a partir de 190ºC o termômetro digital e o termopar apresentaram temperaturas bem próximas, não havendo grandes oscilações a partir deste ponto. A concentração de carbono das amostras no sistema proposto foi de 383,8 mgL-1 nos primeiros testes realizados e a concentração de carbono nas amostras digeridas no micro-ondas foi de 16,93 mgL-1. Após os testes de temperatura e otimização de variáveis tempo/temperatura, o valor foi 58,65 mgL-1 e no micro-ondas de 33,53 mgL-1. Valores bem próximos entre si e consideradas bem inferiores àqueles permitidas para introdução no ICP-OES, valor < 2000 mgL-1. O sistema se mostrou atrativo por diversos aspectos, o tempo total em que a amostra foi submetida ao aquecimento é rápido; o custo associado à confecção do sistema e substituição de peças é baixo; a operação do equipamento e sua manutenção são simples, e o fato de serem utilizados frascos fechados e pequeno volume de reagentes, pode minimizar perdas e reduzir os resíduos gerados. |
Abstract: | Trace elements are those that are found in a concentration lower than 100 g g-1 and comprise a group of essential micronutrients, but at the same time they can be harmful to human health. Therefore, the detection and measurement of these elements is extremely important. However, trace element analysis is not a simple task. To introduce the sample into the analyzing equipment, it must be digested and in the form of a solution. In this work, an infrared radiation heating system was developed for sample digestion, using pressurized flasks. 250 mg of mass of rice samples, fish tissue and bovine liver of reference material, 2 mL of HNO3 and 1 mL of H2O2 were used. As temperature is an important variable for sample digestion and as the system was still under development and evaluation, temperature tests were carried out using a PT-100 type thermometer installed in the equipment and a digital infrared thermometer with laser sight fixed to the bottom of the cabinet directed to the bottom of the digestion flasks to compare temperatures. Factorial planning was applied in order to find the best operating conditions for the system. For bovine liver and fish tissue samples, 250 mg of sample, 2 mL of HNO3 and 1 mL of H2O2, as a response, carbon was measured in the (total organic content) TOC analyzer. The heating time was set at 8 min, with a ramp of 15 min to reach a temperature of 200ºC. Subsequently, it was verified the need to carry out tests in the microwave under the same conditions in which the experiments were carried out on the proposed system. As a comparative method, microwave digestion of the afore mentioned samples was used, 500 mg of sample, 7 mL of HNO3 and 2 mL of H2O2, according to the methodology established for food in the equipment. The heating time was set at 15 min, with a 15 min ramp to reach a temperature of 200ºC. The temperature tests demonstrated that from 190ºC the digital thermometer and the thermocouple presented very close temperatures, with no major fluctuations from this point. The carbon concentration of the samples in the proposed system was 383.8 mgL-1 in the first tests carried out and the carbon concentration in the samples digested in the microwave was 16.93 mgL-1. After temperature tests and optimization of time/temperature variables, the value was 58.65 mgL-1 and in the microwave, it was 33.53 mgL-1still considered much lower than those permitted for introduction into carbon detection equipment. elements such as the inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES), values below 2000 mg/L of organic carbon. The system proved to be attractive for several aspects, the total time in which the sample was subjected to heating is fast; the cost associated with creating the system and replacing parts is low; the operation of the equipment and its maintenance are simple, and the fact that closed bottles and a small volume of reagents are used can minimize losses and reduce waste generated. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76586 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-9536-0188 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/0550296368677095 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-9495-1207 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/6200117801415886 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-7514-6034 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/2079678380927657 |
Access Rights: | Acesso Embargado |
Appears in Collections: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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