Digital titrator

• Grant number: 16/01857-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: December 01, 2015
• End date: August 31, 2016
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Analytical Chemistry
• Principal Investigator: Karel Negrin Napoles
• Grantee: Karel Negrin Napoles
• Company: Keme Desenvolvimento e Comércio de Instrumentos Científicos Ltda
• Associated research grant: 15/08587-6 - Digital titrator, AP.PIPE

Abstract

O projeto propõe o desenvolvimento de um titulador com leitura digital de volume de titulante, por sensor de imagem (CIS). Para tanto, deve ser construído protótipo funcional, com desenvolvimento de hardware e software adequados. Testes de bancada e aplicação determinarão a viabilidade técnica e balizarão o desenvolvimento posterior. A expectativa recai na funcionalidade de um produto de concepção inovadora, no âmbito internacional, e construção simples, sem sistemas mecânicos de alta precisão, caros e passíveis de manutenção. O custo é relevante na aquisição e manutenção, e a simplicidade da proposta vem de encontro à demanda do mercado. A busca de anterioridade não revelou registro conflitante. Titulação é uma técnica analítica quantitativa de uma espécie em solução pela adição de uma espécie química reativa (titulante), de concentração conhecida, em reação de estequiometria conhecida e reprodutível. É de uso difundido na análise de ácidos, bases, oxidantes, redutores, íons metálicos, proteínas e outras espécies, em laboratórios químicos e clínicos, industriais, acadêmicos e de serviços. Tituladores realizam essas análises com diferentes graus de automação e as tendências do mercado apontam para flexibilidade, versatilidade, desempenho e economia como características desejáveis. O equipamento libera solução (titulante) para o vaso de reação, que contém a solução analisada (titulado) e um indicador visual de final de reação, ou sensor. Suas principais vantagens são precisão, exatidão e versatilidade, e as desvantagens dos instrumentos atuais são o custo e a complexidade mecânica (tanto que o principal fabricante é suíço). O hardware eletrônico será desenvolvido com tecnologia digital e microcontrolador de 32 bits, que permitirá que as variáveis operacionais possam ser definidas e controladas pelo usuário, com precisão, e recuperadas quando necessário, a partir das sub-rotinas do software embarcado. Os circuitos serão prototipados de modo a produzir PCI com dimensões reduzidas, com componentes SMD. O firmware executará, automaticamente, procedimentos pré-programados e protegerá o equipamento contra alterações não autorizadas, como exigem os sistemas de gerenciamento de laboratório e de qualidade, com salvaguardas da consistência de sinais elétricos e informações. O software será responsável pelo recebimento do sinal do detector e pelo tratamento dos dados, exibindo informações, controles e configurações do instrumento. O software será composto de uma parte voltada à comunicação e ao controle e, outra, uma interface gráfica, para exibição dos dados analíticos em tempo real, interação com o usuário, configuração de parâmetros operacionais, monitoramento dos sensores, aquisição, tratamento e exibição dos dados em tempo real. O projeto será desenvolvido em SolidWorks, Protel e LabView. Componentes operacionais serão adquiridos de fornecedores nacionais de atuação reconhecida e a montagem do conjunto e os testes operacionais serão feitos internamente. Hardware, software e programa de testes foram definidos pela equipe e serão desenvolvidos com apoio de consultores. (AU)