Espectrômetro de som para análise de componentes majoritários em matrizes líquidas

Abstract

As ondas acústicas ou sonoras são ondas mecânicas que dependem de um meio para se propagarem e a partir de algumas propriedades como a velocidade de propagação e atenuação torna-se possível realizar medidas desta propagação, sendo a temperatura um fator importante a ser considerado. O método baseado na propagação de ondas acústicas transferidas para o meio em estudo emprega sensores acústicos para detectá-las. Uma das vantagens está no fato de ser não destrutivo, com a possibilidade de ser não invasivo e usado em aplicações de linha. Assim, pode ser utilizado para análise de várias matrizes, como alimentos, sendo bastante utilizado na análise de líquidos. Neste trabalho foi construído um espectrômetro de som para análise de componentes majoritários em matrizes líquidas, utilizando-se como transdutores, elementos piezoelétricos para uma faixa de frequência de 100 Hz a 20 kHz. Foram desenvolvidas células de diferentes tamanhos e formatos. Observou-se a importância do controle da temperatura e da distância entre os elementos piezoelétricos. Em particular, quanto maior a distância, maior a atenuação observada enquanto, abaixo de 4 mm foi observado a sobreposição de bandas. Foi possível discriminar diferentes matrizes líquidas, tais como soluções puras de sacarose, etanol, lactose, ácido acético e soluções de leites (integral e zero lactose) com auxílio da análise de componentes principais. Com auxílio da regressão por quadrados mínimos parciais, foi possível a quantificação de sacarose, etanol e ácido acético em uma mistura destes, assim como a determinação de teor alcóolico em vinhos, com um erro relativo de -3,92 a 2,35% quando comparado ao método de referência e uma estimativa do desvio padrão dos resíduos igual a 0,012. O instrumento desenvolvimento mostrou-se eficaz, prático e robusto, além de apresentar um baixo custo relativo à sua montagem. Palavras-chave: Quimiometria. Detectores. Análise de Regressão.