Desenvolvimento de procedimentos automáticos para determinação fotométrica de alumínio em água potável e etanol em vinhos empregando o processo de multicomutação em análise em fluxo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Brandão, Eliel Guimarães
Orientador(a): Reis, Boaventura Freire dos lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20120
Resumo: The quality of drinking water is crucial for public health, as is the quality of wines for the food industry. Aluminum, which poses health risks such as neurological disorders, has a maximum allowable limit of 200 µg L-1 in drinking water, according to the WHO. The ethanol concentration in table wines, important for their regulation and quality, must be between 8.6 and 14% (v/v). Accurate and efficient analysis methods are essential to ensure consumer safety and compliance with regulatory standards. The study proposes to develop automatic analytical procedures, using flow analysis, to determine aluminum in drinking water and ethanol in wine, aiming to reduce waste and optimize productivity. The system for determining aluminum consists of a fluid propulsion module (minipumps), agitation (flow-batch) and detection system (photometer) with light-emitting diode (LED, λ = 534 nm). To determine ethanol in wines, the system consists of a vapor drag module (purge), fluid propulsion (minipumps) and detection system (photometer) with light-emitting diode (LED, λ = 570 nm). Both systems controlled by an Arduino Due microcontroller, equipped with the necessary interfaces and running software written for this purpose. After selecting the best operating conditions, the effectiveness of the proposals was evaluated: (1) for the determination of aluminum in drinking water, the recovery range was 93 to 128%, linear response in the range of 50 to 400 µg L-1 (R2 = 0.9994); detection limit of 61.29 µg L-1; consumption of chromium azurol S 20 µg per determination, coefficient of variation 1.26%; and analytical frequency of 30 determinations per hour; (2) to determine ethanol, the paired t test was used (n = 8) with tcal = 1.948, with no significant difference with the reference method (densimetry), linear response in the range of 2.5 to 20% (v /v) (R2 = 0.9989); detection limit of 0.0974 µg L-1; K2Cr2O7 consumption 17.65 mg per determination, coefficient of variation 4.14%; and analytical frequency of 60 determinations per hour. Both procedures developed demonstrated that the proposed analytical procedure for determining aluminum in drinking water is effective and meets the requirements of regulatory agencies, such as CONAMA, FUNASA and WHO, which establish a limit of 0.2 mg L-1. Likewise, the method for determining the ethanol content in table wines proved to be valid when compared with the official reference method, proving to be practical and efficient.
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The ethanol concentration in table wines, important for their regulation and quality, must be between 8.6 and 14% (v/v). Accurate and efficient analysis methods are essential to ensure consumer safety and compliance with regulatory standards. The study proposes to develop automatic analytical procedures, using flow analysis, to determine aluminum in drinking water and ethanol in wine, aiming to reduce waste and optimize productivity. The system for determining aluminum consists of a fluid propulsion module (minipumps), agitation (flow-batch) and detection system (photometer) with light-emitting diode (LED, λ = 534 nm). To determine ethanol in wines, the system consists of a vapor drag module (purge), fluid propulsion (minipumps) and detection system (photometer) with light-emitting diode (LED, λ = 570 nm). Both systems controlled by an Arduino Due microcontroller, equipped with the necessary interfaces and running software written for this purpose. After selecting the best operating conditions, the effectiveness of the proposals was evaluated: (1) for the determination of aluminum in drinking water, the recovery range was 93 to 128%, linear response in the range of 50 to 400 µg L-1 (R2 = 0.9994); detection limit of 61.29 µg L-1; consumption of chromium azurol S 20 µg per determination, coefficient of variation 1.26%; and analytical frequency of 30 determinations per hour; (2) to determine ethanol, the paired t test was used (n = 8) with tcal = 1.948, with no significant difference with the reference method (densimetry), linear response in the range of 2.5 to 20% (v /v) (R2 = 0.9989); detection limit of 0.0974 µg L-1; K2Cr2O7 consumption 17.65 mg per determination, coefficient of variation 4.14%; and analytical frequency of 60 determinations per hour. Both procedures developed demonstrated that the proposed analytical procedure for determining aluminum in drinking water is effective and meets the requirements of regulatory agencies, such as CONAMA, FUNASA and WHO, which establish a limit of 0.2 mg L-1. Likewise, the method for determining the ethanol content in table wines proved to be valid when compared with the official reference method, proving to be practical and efficient.A qualidade da água potável é crucial para a saúde pública, assim como a qualidade dos vinhos para a indústria alimentícia. O alumínio, que apresenta riscos à saúde como distúrbios neurológicos, tem limite máximo permitido de 200 µg L-1 em água potável, segundo a OMS. A concentração de etanol nos vinhos de mesa, importante para sua regulamentação e qualidade, deve estar entre 8,6 e 14% (v/v). Métodos de análise precisos e eficientes são essenciais para garantir a segurança do consumidor e a conformidade com as normas regulatórias. O estudo propõe desenvolver procedimentos analíticos automáticos, usando análise em fluxo, para a determinação de alumínio, em água potável e etanol em vinho, visando redução de resíduos e otimização da produtividade. O sistema para determinação de alumínio é constituído por um módulo de propulsão de fluídos (minibombas), agitação (flow-batch) e sistema de detecção (fotômetro) com diodo emissor de luz (LED, λ = 534 nm). Para a determinação do etanol em vinhos o sistema é composto por módulo de arraste de vapor (purga), propulsão de fluídos (minibombas) e sistema de detecção (fotômetro) com diodo emissor de luz (LED, λ = 570 nm). Ambos os sistemas controlados por um microcontrolador Arduino Due, equipado com as interfaces necessárias e executando um software escrito para este fim. Após a seleção das melhores condições operacionais, a eficácia das propostas foi avaliada: (1) para a determinação do alumínio em água potável a faixa de recuperação foi 93 a 128%, resposta linear na faixa de 50 a 400 µg L-1 (R2 = 0,9994); limite de detecção de 61,29 µg L-1; consumo de cromo azurol S 20 µg por determinação, coeficiente de variação 1,26%; e frequência analítica de 30 determinações por hora; (2) para a determinação de etanol foi empregado o teste t pareado (n = 8) com tcal = 1,948, não havendo diferença significativa com o método de referência (densimetria), resposta linear na faixa de 2,5 a 20 % (v/v) (R2 = 0,9989); limite de detecção de 0,0974 µg L-1; consumo de K2Cr2O7 17,65 mg por determinação, coeficiente de variação 4,14%; e frequência analítica de 60 determinações por hora. Ambos os procedimentos desenvolvidos demonstraram que procedimento analítico proposto para a determinação de alumínio em água potável é eficaz e atendem aos requisitos das agências reguladoras, como CONAMA, FUNASA e WHO, que estabelecem um limite de 0,2 mg L-1. Da mesma forma, o método para a determinação do teor de etanol em vinhos de mesa, provou ser válido ao ser comparado com o método de referência oficial, revelando-se prático e eficiente.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM)Processo nº 062.00974/2013, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessInstrumentação analíticaAnálise por injeção em fluxoVinhoEtanolAlumínioÁgua potávelFlow-batchAnalytical instrumentationFlow injection analysisFlow-batchWineEthanolAluminumPotable waterCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICADesenvolvimento de procedimentos automáticos para determinação fotométrica de alumínio em água potável e etanol em vinhos empregando o processo de multicomutação em análise em fluxoDevelopment of automatic procedures for photometric determination of aluminum in drinking water and ethanol in wine using the multi-commuting process in flow analysisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXTTese_Eliel.pdf.txtTese_Eliel.pdf.txtExtracted texttext/plain103404https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/65137f9b-5c94-4ea3-b248-0c51d14e3360/download7c75d14bb9a1f8895a6bc8a6f69950efMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILTese_Eliel.pdf.jpgTese_Eliel.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6800https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/57e06536-0882-4e5a-9dae-5acd0d947bc6/download4ad53bda87cf401caf1cea7696024e71MD54falseAnonymousREADORIGINALTese_Eliel.pdfTese_Eliel.pdfapplication/pdf2558122https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/695b5f1b-1ddc-4889-97c2-c00b02b1260a/download106793b2c8aae841cd7f5eee592fc3f9MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/12e28d47-9b46-4674-a0dd-baba8a4ab421/downloadf337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52falseAnonymousREAD20.500.14289/201202025-02-06 02:38:04.29http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/20120https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T05:38:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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