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[en] EXPERIMENTAL STUDY OF THE TURBULENT COMBUSTION OF ETHANOL SPRAYS USING OH-PLIF, PIV AND SHADOWGRAPHY / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DA COMBUSTÃO TURBULENTA DE SPRAYS DE ETANOL USANDO PLIF-OH, PIV E SHADOWGRAPHYJUAN JOSE CRUZ VILLANUEVA 20 August 2014 (has links)
[pt] O presente trabalho apresenta uma análise experimental da combustão turbulenta de sprays de etanol, mediante o uso de técnicas de diagnóstico laser, em queimadores tipo obstáculo. São empregadas a fluorescência induzida por plano laser (PLIF) do radical hidroxila (OH), para mapear a frente de chama, a velocimetria por imagens de partículas (PIV), para determinar o campo de velocidades das gotas do spray e Shadowgraphy, para obter o diâmetro e velocidade de gota. Uma caracterização da estrutura do escoamento de ar a jusante do corpo rombudo é realizada com PIV estéreo para diferentes números de Reynolds. Os resultados mostram uma similitude do escoamento na zona de recirculação. As maiores flutuações turbulentas de velocidades são encontradas na região de vórtice e indicam anisotropia no tensor de Reynolds. Os resultados de Shadowgraphy revelam que as gotas do spray não são perfeitamente esféricas em regiões perto do atomizador. O diâmetro médio Sauter (SMD) foi medido em varias posições na região de recirculação. As gotas de maior diâmetro apresentaram as maiores velocidades e as pequenas são ligeiramente desviadas pela zona de recirculação nas regiões mais afastadas da linha central. Os experimentos reativos realizados com diversos valores de vazão de etanol e ar indicam que a frente de chama é descolada do queimador, sua forma é determinada principalmente pela vazão de etanol e a intensidade de luminescência é aumentada com a velocidade do ar. Em alguns casos o escoamento de ar muda a forma do spray. Uma quantidade de gotas apreciável sempre consegue atravessar a frente de chama. O campo de velocidade das gotas é influenciado pelo incremento da velocidade do escoamento anular de ar. / [en] This work presents an experimental analysis of turbulent combustion of ethanol sprays through the use of laser diagnostic techniques in a bluff-body burner. Are employed the planar laser-induced fluorescence (PLIF) of the hydroxyl (OH), to map the flame front, the particle image velocimetry (PIV) to determine the velocity field of the spray droplets and Shadowgraphy to obtain the droplet diameter and velocity. A characterization of the structure of the air flow downstream of the bluff-body is performed with stereo PIV at different Reynolds numbers. The results evidence flow similarity in the recirculation zone. The largest turbulent velocity fluctuations are found in the vortex region, which implies the anisotropy of the Reynolds stresses. The results of Shadowgraphy indicate that the spray droplets are not perfectly spherical near the atomizer. The evolution of Sauter mean diameter (SMD) is measured at various positions at the recirculation region. The largest diameter droplets have the highest velocity and the smaller are slightly deviated by recirculation zone in the far furthest from the centerline. The reactive experiments are performed with different ethanol and air flow rates and indicate that the flame front is detached from the burner, the shape is determined by the ethanol flow rate and the luminescence intensity increases with the air velocity. In some case the air flow changes the shape of the spray. An appreciable number of droplets always passe through the flame front. The velocity of the droplets is influenced by the increase of speed air velocity.
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[en] NUMERICAL AND EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF A NON-PREMIXED TURBULENT FLAME / [pt] CARACTERIZAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE UMA CHAMA TURBULENTA NÃO PRÉ-MISTURADALUIS ENRIQUE ALVA HUAPAYA 07 July 2008 (has links)
[pt] Neste trabalho se apresenta um estudo experimental e
numérico de escoamentos turbulentos quimicamente reativos
em um queimador tipo obstáculo. O objetivo principal é
estudar uma chama turbulenta não pré-misturada de
configuração geométrica simples. Esta chama, que queima gás
natural e ar, é estabilizada por um queimador tipo
obstáculo. Inicialmente um estudo bibliográfico do estado
da arte de experimentos e da comparação entre experimentos
e modelagem neste tipo de queimador é apresentado. Na
sequência, a formulação matemática, clássica, de dinâmica
dos fluidos computacional é exposta, seguida da
apresentação da técnica de medição empregada nos
experimentos, a fluorescência induzida por plano laser
(PLIF). A discussão dos resultados obtidos neste trabalho é
divida em três etapas. Na primeira, comparam-se os
resultados de modelagem computacional usando quatro modelos
de turbulência e dois modelos de combustão com dados
experimentais encontrados na literatura. Esta comparação
coloca em evidência o conjunto de modelos que possui melhor
capacidade preditiva no que diz respeito a este tipo de
configuração. A segunda etapa consiste na apresentação dos
resultados experimentais obtidos, os quais permitem
caracterizar, em três regimes de combustão distintos, a
presença de uma espécie química existente durante o
processo de combustão, no caso, o radical hidroxila (OH).
Esta caracterização é realizada pelo exame tanto da
estrutura instantânea da chama turbulenta quanto da média.
Por fim, comparam-se os resultados da modelagem com aqueles
obtidos no presente aparato experimental. Esta comparação
coloca em evidência as deficiências dos modelos clássicos
de combustão empregados e indica a necessidade de serem
realizadas medidas simultâneas de velocidade e de
concentração de espécies químicas que possibilitem o
desenvolvimento de novos modelos de combustão em escoamento
turbulento. / [en] This work presents an experimental and numerical study of
turbulent
chemically reactive flows in a bluff body type burner. The
main objective of the
present work is to study a non-premixed turbulent flame on
a simple geometric
configuration. This flame, which burns natural gas and air,
is stabilized
downstream to a bluff-body. Initially, literature is
reviewed on the previous
experimental and modeling studies which have been performed
on this kind of
burner. Then, the mathematical formulation of computational
fluid dynamic
problem is presented. This is followed by the introduction
of the experimental
measurements techniques which involve planar laser induced
fluorescence (PLIF).
The discussion of results obtained in this work is divided
in three sections. First, a
comparison is made between numerical simulations, using
four different turbulent
models and two different combustion models, and
experimental data found in the
literature. Is allows to assess capacity of the different
models to predict the
reactive flow configuration studied. The second section
presents the experimental
results obtained for three combustion regimes, which are
characterized by laser
induced fluorescence emission of the hydroxil radical
species (OH). This
characterization involves the analysis the instantaneous
and the average structure
of the turbulent flame. Finally, the modeling results are
compared to the
experimental data obtained. This comparison in evidences
the necessity to
perform the simultaneous measurement of velocity and
chemical species
concentration in order to allow for the development of new
models of combustion
in turbulent flows.
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[en] EXPERIMENTAL STUDY OF TURBULENT NON-PREMIXED FLAMES BY SIMULTANEOUSLY APPLYING PLIF AND PIV LASER DIAGNOSTIC TECHNIQUES / [pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DE CHAMAS TURBULENTAS NÃO PRÉ-MISTURADAS EMPREGANDO SIMULTANEAMENTE AS TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO LASER PLIF E PIVNATTAN ROBERTO CAETANO 07 April 2014 (has links)
[pt] O escoamento em um queimador tipo corpo rombudo é estudado experimentalmente. Este queimador, representativo daqueles que podem ser encontrados em fornos industriais, propicia um amplo acesso óptico, fornecendo assim as condições necessárias para um estudo detalhado da combustão em escoamentos turbulentos. São realizadas medições simultâneas da luminosidade emitida pela fluorescência induzida do radical químico Hidroxila (OH) e do campo de velocidade do escoamento aplicando as técnicas de Fluorescência Induzida por Plano Laser (PLIF) e Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV), respectivamente. A análise de incerteza das medições realizada mostrou que nos casos reativos as incertezas experimentais associadas às técnicas PIV e PLIF, são de 6 por cento e 25 por cento, respectivamente. O estudo de dois casos quimicamente inertes, um com o escoamento dominado pelo jato e outro pela esteira, serve de base para o cálculo das incertezas nas medições e na análise da estrutura do escoamento. Em seguida são estudados diversos regimes de combustão utilizando diferentes vazões de combustível gás natural e ar. As características da frente de chama e as estruturas do escoamento a jusante da superfície do queimador são analisadas através da distribuição da fluorescência de OH e dos campos de velocidade medidos. A imagem média permite verificar a posição do escoamento em que a chama se estabiliza, além de indicar a superfície de estequiometria e a altura média de ancoramento da chama. Os valores de RMS da fluorescência de OH indicam a flutuação da frente de chama, tanto na posição quanto na intensidade. Uma análise do tensor de Reynolds do escoamento é realizada à luz da hipótese de Boussinesq, ou seja, é investigada a pertinência do mecanismo de conexão entre a taxa de deformação média do escoamento e as tensões de Reynolds, a fim de examinar o desvio em relação à isotropia da turbulência. Os resultados dos casos reativos são semelhantes aos inertes. Assim sendo, a hipótese de Boussinesq parece ser aplicável nos casos em que o escoamento é dominado pelo jato, mas não quando ocorre interrupção deste na região de esteira. Os resultados apresentados contribuem para formação de um banco de dados que possibilitará a validação de novos modelos computacionais destinados a realização de simulações numéricas, visando a otimizar a combustão e propiciar a construção de queimadores mais eficientes que possibilitem a economia de combustível e a diminuição nas emissões de poluentes e material particulado. / [en] Turbulent non-premixed flames stabilized on a bluff-body burner are studied. This burner is representative of industrial furnace applications, provides ample optical access, allowing for the required conditions to perform a detailed combustion study in turbulent flowfield. Measurements of the fluorescence luminosity emitted by OH radical and the velocity field are achieved applying, Planar Laser Induced Fluorescence (PLIF) and Particle Image Velocimetry (PIV) techniques, respectively. An uncertainty analysis is presented considering specifically the reactive case, which yields experimental uncertainties associated to the PIV and PLIF techniques of 6 per cent and 25 per cent, respectively. The study of two chemically inert cases, the first dominated by jet and the second dominated by wake, supports the uncertainty calculations and the flowfield structure analysis. Subsequently, several combustion regimes using Natural Gas and air are studied. The flame front characteristics and flowfield structures are analyzed using the OH fluorescence distribution and measured velocity field. The mean images allow the determination of the flame stabilization position in the flowfield, and also indicate the stoichiometry surface and the mean lift-off height. The RMS values of fluorescence signal quantify the flame front fluctuation, both in position and intensity. The measured components of the Reynolds stress tensor are analyzed with respect to the Boussinesq hypothesis, i.e., the relation between mean strain rate and Reynolds stress tensor, in order to examine the tensor deviation from the isotropy. The Boussinesq hypothesis seems to be valid in cases where the jet is dominant and not valid when jet bursts in the wake region. The presented results are the first step towards the construction of a database to validate computational models aimed at optimizing the combustion process and designing more efficient burners.
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[pt] ESTUDO EXPERIMENTAL DE CHAMAS TURBULENTAS NÃO PRÉMISTURADAS DE ETANOL E AR USANDO DIAGNÓSTICO LASER / [en] TURBULENT NONPREMIXED ETHANOL-AIR FLAME EXPERIMENTAL STUDY USING LASER DIAGNOSTICSJULIO CESAR EGUSQUIZA GONI 05 November 2021 (has links)
[pt] Técnicas ópticas não intrusivas foram utilizadas para obter imagens
instantâneas e médias de chamas turbulentas não pré-misturadas de etanol e ar
estabilizadas num queimador tipo bluff-body. O espalhamento Mie, PLIF
(fluorescência induzida em um plano laser) e PIV (velocimetria por imagem de
partículas) determinaram a distribuição da densidade de gotas no spray,
intensidade da fluorescência do radical OH, para mapear a zona de reação da
chama, e o campo da velocidade do ar, respectivamente. Inicialmente
propriedades de sprays de água são comparadas quando se variam as vazões de
combustível e de ar, mostrando assimetria de duas zonas de máxima intensidade
de espalhamento Mie próximas do bocal de injeção, nos casos de maior vazão de
jato, e nos casos de menor vazão, o fechamento do filme líquido ocorre na zona
central. Em seguida foram estudados dois regimes de combustão que
correspondem a duas vazões de combustível, para os quais foram caracterizadas,
a partir do sinal de fluorescência do radical OH, a estrutura instantânea e a média
das chamas turbulentas o que permitiu identificar zonas de extinção. A
superposição das imagens médias do OH-PLIF e de espalhamento Mie permitem
evidenciar, no caso de menor vazão, que o spray é completamente envolto pela
chama, o que representa um comportamento clássico para o desenvolvimento e
uso de modelos de combustão. No caso de maior vazão, o spray interage
fortemente com o processo de combustão, sendo este um caso que se afasta das
situações clássicas. / [en] A turbulent nonpremixed ethanol spray flame is characterized through
experiments using laser diagnostics. The spray burner has been designed to
generate a stable flame with the use of a bluff body. The experiments include
spatially-resolved measurements of visualization of droplets distribution (Mie
scattering), OH fluorescence intensity, which indicates the reaction zone (Planar
laser-induced fluorescence, PLIF) and mean air-flow velocity (Particle imaging
velocimetry, PIV). Initially, water sprays results are compared corresponding to
different flow rates, showing two asymmetric maximum intensity zones of Mie
scattering, which are found near the nozzle at jet velocities. For low flow
velocity, coalescence of droplets occurs in the central zone. Then two
combustion regimes have been studied, using OH PLIF that corresponds to two
different fuel flow rates. The instantaneous and average structure of turbulent
flames, allowed identifying local extinction regions. Combined Mie
scattering/PLIF results allowed determining, in the case of smallest fuel flow
rates, that the spray is surrounded by the flame, which represents a classical
situation for the development of combustion models for turbulent flames. In the
case of larger flow rate, discrepancies from the classical behavior were observed,
since droplets interact strongly with the combustion process.
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[en] OPTICAL METHOD FOR CARACTERIZING LIQUID FILM IN HORIZONTAL TWO-PHASE ANNULAR FLOW / [pt] MÉTODO ÓPTICO PARA CARACTERIZAÇÃO DO FILME LÍQUIDO EM ESCOAMENTO HORIZONTAL BIFÁSICO ANULARPAULA STOFER CORDEIRO DE FARIAS 08 April 2011 (has links)
[pt] Uma técnica óptica não intrusiva foi desenvolvida para fornecer imagens
instantâneas do filme líquido em escoamento anular horizontal ar-água. Imagens
instantâneas das seções longitudinais e tranversais do escoamento revelaram o
comportamento dinâmico do filme de líquido ao redor do tubo. A técnica PLIF –
Planar Laser Induced Fluorescence – foi utilizada para separar a luz emitida pelo
filme daquela (mais intensa) refletida na interface ar-água. A seção de testes
utilizada foi fabricada em material com índice de refração próximo ao da água, o
que permitiu que regiões muito próximas às paredes fossem estudadas sem
distorções ópticas apreciáveis. Imagens longitudinais do filme de líquido foram
capturadas utilizando uma câmera de alta velocidade sincronizada com um laser
de alta taxa de repetição de pulsos. Foram realizados testes com frequências de
aquisição de 250 e 3000 Hz. Um algoritmo computacional foi especialmente
desenvolvido para medir automaticamente a posição da interface ar-água em cada
imagem. A espessura de filme líquido foi medida em duas posições axiais em
cada imagem, gerando dados para a variação temporal da espessura do filme de
líquido em duas posições diferentes. As velocidades de propagação das ondas de
líquido foram calculadas através da correlação cruzada dos sinais de espessura de
filme em função do tempo das duas posições axiais. O espectro de frequência das
ondas foi obtido a partir do sinal transiente de espessura do filme de líquido
capturado. Os resultados obtidos permitiram estudar a dependência das
propriedades do filme líquido com os parâmetros globais do escoamento, tais
como as velocidades superficiais de gás e líquido. O trabalho realizado também
implementou uma técnica de visualização transversal, empregando para isso duas
câmeras digitais de alta velocidade em uma montagem estereoscópica. O laser de
alta repetição foi montado de modo que seu feixe iluminasse a seção tranversal do
tubo. Imagens obidas com as duas câmeras foram distorcidas usando um alvo de
calibração e um polinômio para correção das imagens. Estas imagens distorcidas
foram unidas para reconstruir a forma completa do filme de líquido na seção
tranversal do tubo em função do tempo. Os resultados obtidos com a técnica
estereoscópica desenvolvida constituem-se em uma contribuição original na área
de medição de escoamentos bifásicos. Comparações com os resultados
disponíveis na literatura indicam que o presente trabalho fornece resultados com
níveis de incerteza experimentais equivalentes a outras técnicas bem
estabelecidas. Os resultados obtidos com as técnicas desenvolvidas forneceram
informações úteis para auxiliar o entendimento do comportamento dinâmico do
filme de líquido em escoamentos bifásicos anulares. / [en] A non-intrusive optical technique was employed to provide time-resolved
images of the lower portion of the liquid film of horizontal annular flow of air and
water, revealing the interfacial wave behavior. Time-resolved images of the pipe
cross section revealed the dynamics of the complete liquid film around the pipe
wall. The planar laser induced fluorescence technique (PLIF) was implemented to
allow for the optical separation of the light emitted by the film from that (more
intense) scattered by the air-water interface. The visualization test section was
fabricated from a tube material which has nearly the same refractive index as
water, what allowed for the visualization of the liquid film at regions very close to
the pipe wall. Longitudinal images of the liquid film were captured using a high
speed digital video camera synchronized with a high repetition rate laser. Data
sets were collected with sampling camera frequencies ranging from 250 to 3000
Hz. A specially developed image processing algorithm was employed to
automatically detect the position of the air-water interface in each image frame.
The thickness of the liquid film was measured at two axial stations in each
processed image frame, providing time history records of the film thickness at two
different positions. Wave velocities were measured by cross-correlating the
amplitude signals from the two axial positions. Wave frequency information was
obtained by analyzing the time-dependent signals of film thickness recorded. The
results obtained allowed for the verification of the variation of the liquid film
characteristics with global flow parameters, such as the liquid and gas flow
superficial velocities. For the film cross section observations, two high speed
digital video cameras were used in a stereoscopic arrangement. The high
repetition rate laser had its laser sheet mounted so as to illuminate a pipe cross
section. Images from the left and right cameras were distorted by the use of a
calibration target and an image correction algorithm. Distorted images from each
camera were then joined to yield the complete instantaneous cross section image
of the liquid film. Comparisons with results from different techniques available in
literature indicate that the present technique presents equivalent accuracy in
measuring the liquid film properties. The stereoscopic technique developed is an
original contribution of the present work to the set of experimental techniques
available for the study of two-phase flows. Time–resolved images of longitudinal
and cross section views of the film were recorded and analyzed, what constitutes
in valuable information for the understanding of the dynamics of the liquid film in
horizontal annular flow.
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[en] EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF THE SOOT DISTRIBUTION AT THE TURBULENT NEAR WAKE OF A BLUFF-BODY BURNER / [pt] CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DA DISTRIBUIÇÃO DA FULIGEM NAS PROXIMIDADES DE UM QUEIMADOR TIPO BLUFF-BODYSUZANE PEREIRA DOS S NASCIMENTO 01 February 2019 (has links)
[pt] Entender o processo de produção de fuligem é crucial para o projeto de novos queimadores, como os de fornos industriais. Estes queimadores, que utilizam processos de combustão turbulenta, dependem de transferência de calor via radiação das partículas de fuligem para as paredes do forno para seu bom funcionamento. A fuligem formada na região de radiação deve ser oxidada para evitar problemas de saúde e meio ambiente. Mesmo tendo havido significativo progresso no decorrer das duas últimas décadas em
relação às chamas laminares, a interação entre a turbulência e a produção de fuligem ainda é um problema em aberto. Este trabalho apresenta resultados experimentais recentes da distribuição instantânea e média da distribuição de fuligem em chamas turbulentas de etileno/ar não prémisturadas estabilizadas em um queimador do tipo bluff-body. A intensidade de turbulência na região de esteira deste queimador é muito alta, levando a uma presença de fuligem intermitente e a estruturas de fuligem altamente distorcidas. A distribuição de fuligem é medida usando incandescência induzida por laser (LII), com uma excitação em 266 nm a 10 Hz e fluência de 0,8 J/cm2 e medição em 400 nm por uma câmera intensificada. Os resultados da técnica LII são comparados à técnica clássica de extinção da luz. Resultados da distribuição de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos também são apresentados. Os resultados obtidos permitem caracterizar a distribuição da função de densidade de probabilidade de fuligem. Nas situações de escoamento onde a turbulência da esteira é controlada pelo escoamento de ar, demonstra-se que a PDF da fração volumétrica de fuligem corresponde a uma distribuição lognormal. / [en] Understanding the soot production process is crucial to the design of new burners, such as those in industrial furnaces. Indeed, these burners, which use turbulent combustion processes, rely on radiative heat transfer from the soot particles to the furnace walls to operate properly. The soot formed within the radiation region must the be oxidized in order to avoid health and environment issues. Although there has been significant progress over the past two decades in relation to laminar flames, the interaction
between turbulence and soot production is still an open problem. This works presents recent experimental results of the instantaneous and mean soot distribution on non-premixed turbulent ethylene/air flames stabilized at a bluff-body burner. The turbulence intensity in the wake region of this burner is very high, leading to a soot intermittent presence and to highly distorted soot structures. The soot distribution is measured using laserinduced incandescence (LII), with 266 nm excitation at 10 Hz, 0.8 J/cm2 fluence and collected at 400 nm by an intensified camera. The results of the LII technique are compared to those of a classical of light extinction technique. Polyciclic aromatic hydrocarbon distribution results are also
presented. The results obtained allow to characterize the soot probability density function distribution. In flow situations where the wake turbulence is controlled by the air flow, the soot volume fraction PDF is shown to correspond to a lognormal distribution.
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[en] DEVELOPMENT OF CAPILLARY ELECTROPHORESIS BASED METHODS WITH DIFFERENT DETECTION APPROACHES FOR DETERMINATION OF ORGANOTINS, STROBILURINS AND AMINOGLYCOSIDES / [pt] DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS BASEADOS NA ELETROFORESE CAPILAR COM DIFERENTES ABORDAGENS DE DETECÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DE ORGANOESTANHOS, ESTROBILURINAS E AMINOGLICOSÍDEOSCABRINI FERRAZ DE SOUZA 02 July 2014 (has links)
[pt] Neste trabalho, métodos baseados em diferentes abordagens em eletroforese capilar (CE) foram propostos. No caso da determinação de compostos organoestanhos ou OTs (difenilestanho e monofenilestanho) em fluidos biológicos, foi usada abordagem de eletroforese capilar por zona (CZE)
hifenada com a espectrometria de massas (do tipo quadrupolo) com fonte de plasma indutivamente acoplado (CE-ICP-MS). As condições de análise foram estudadas no modo univariado visando otimizar a composição da solução eletrolítica (tampão acetato 5,0 mmol L(-1), pH 2,8) e obter os parâmetros instrumentais (45 graus Celsius, mais 30 kV e 30 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra). A solução de complementação foi uma solução aquosa 5,0 mmol L(-1) de NH4NO3 contendo 10 por cento metanol em volume e 1,0 Mg L(-1) de Cspositivo, com pH ajustado para 2,8 com tampão acetato. A vazão dessa solução foi mantida em 40 ML min(-1). Os OTs foram diluídos em solução de metanol:tampão acetato de sódio 50:50 por cento v/v ou apenas em tampão acetato de sódio pH 2,8. As condições de detecção do ICP-MS foram ajustadas em 1200 W, 15 L min(-1) de vazão de argônio para formação do plasma, 1 L min(-1) de vazão de argônio auxiliar. A vazão de argônio do nebulizador foi ajustada diariamente. Os isótopos de estanho 120Sn e 118Sn foram monitorados, assim como o 133Cspositivo para controlar a eficiência e estabilidade do processo de nebulização. A resposta linear do método ficou entre 0,050 a 2,0 mg L(-1) de Sn (0,42 a 17 Mmol L-(1)). Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) em termos de Sn foram de 15 Mg L(-1) (0,13 Mmol L(-1)) e 50 Mg L-1 (0,42 Mmol L(-1)), calculados utilizando a menor concentração dos picos dos analitos que podem ser diferenciados do sinal de fundo. A repetibilidade para o tempo de migração e área dos picos ficou próximo a 5 por cento. O método foi aplicado na análise de urina, sangue total e plasma fortificados com os OTs. Recuperações entre 75 e 95 por cento foram obtidas. No caso da determinação de sete pesticidas da classe das estrobilurinas (azoxistrobina, 9 dimoxistrobina, fluoxastrobina, picoxistrobina, piraclostrobina, trifloxistrobina e kresoxim-metil) em sopas infantis, foi usada a cromatografia eletrocinética capilar micelar (MEKC) com detecção fotométrica (no UV) com capilar de caminho óptico estendido. Um estudo multivariado, usando um planejamento 33 Box Behnken, indicou que a melhor separação para os pesticidas foi com solução aquosa de eletrólito composto por tampão tetraborato de sódio (5,1 mmol L(-1), pH 9,0) contendo 51 mmol L(-1) de dodecil sulfato de sódio (SDS) e 24 por cento acetonitrila (ACN) em volume. As condições instrumentais foram 25 C e mais 30 kV de diferença de potencial aplicada, 45 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra e detecção em 210 nm. Para aumentar o poder de detecção, foi usada a concentração dos analitos no capilar. Para tal, as soluções de padrões e amostras foram dissolvidas em solução tampão tetraborato de sódio 45 mmol L(-1): acetonitrila 80:20 por cento v/v. As curvas analíticas apresentaram comportamento linear e os valores de LOD ficaram entre 7,0 Mg L(-1) ou 18 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 15 Mg L-1 ou 33 nmol L(-1) (fluoxastrobina). Os valores de LOQ ficaram entre 21 Mg L(-1) ou 54 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobina). A repetibilidade ficou entre 1,7 a 7,9 por cento para a área de pico e entre 0,25 a 0,71 por cento para o tempo de migração. A precisão intermediária, avaliada com análises realizadas em diferentes dias, apresentou valores entre 1,3
a 5,3 por cento para a área de pico e entre 0,06 a 0,90 por cento para o tempo de migração. O método foi aplicado na análise de sopas prontas infantis fortificadas com as estrobilurinas. Os pesticidas foram extraídos aplicando o método QuEChERS com ajuste de pH com tampão acetato e limpeza com extração em fase sólida dispersiva. Os resultados das análises obtidos com um método cromatográfico adaptado da literatura foram estatisticamente iguais aos alcançados com o método proposto. A CZE foi o modo de separação escolhido para mostrar o potencial da determinação indireta de aminoglicosídeos com medição de fluorescência de pontos quânticos (excitação com laser de diodo em 410 nm) amplificada na presença dos analitos. A fotoluminescência dos pontos quânticos (nanopartículas de CdTe modificados com ácido tioglicólico monodispersas em solução) foi mais intensa em solução tampão (pH 8,0) contendo entre 5 e 10
mmol L(-1) de tetraborato de sódio. A interação no capilar entre aminoglicosídeos (neomicina e canamicina) e os pontos quânticos provocou aumento de fotoluminescência dependente do pH do meio (indício de interação de natureza 10 eletrostática). Alguns parâmetros de mérito foram avaliados com uma faixa linear curta (0,1 a 1,0 mol L(-1) para canamicina e 0,03 a 0,5 mol L(-1) para neomicina). Os valores mínimos detectados de 0,1 Mmol L(-1) ou 58 Mg L(-1) (canamicina) e 0,03 Mmol L(-1) ou 27 Mg L(-1) (neomicina) mostram que essa é uma abordagem interessante para a determinação sensível de aminoglicosídeos. / [en] In this work, analytical methods based on different approaches using capillary electrophoresis (CE) have been proposed. For the determination of organotins or OTs (diphenyltin and monophenyltin) in biological fluids, the separation using capillary zone electrophoresis (CZE) was applied using tandem with inductively coupled plasma mass spectrometry (CE-ICP-MS). The conditions for the analysis were optimized in an unvaried way aiming to find the conditions for the electrolyte solution (acetate buffer, 5.0 mmol L (-1), pH 2.8) and the employed instrumental parameters (45C, 30 kV and 30 s of the time for hydrodynamic introduction of the sample). A complementary solution was composed by NH4NO3 5.0 mmol L(-1), 10 por cento v/v of methanol and 1.0 g L(-1) of Cspositive in acetate buffer with pH adjusted to 2.8. The flow of this solution was set to 40 ML min(-1). The OTs were diluted either in a methanol: acetate buffer 50:50 por cento v/v solution or only in sodium acetate buffer pH 2.8. The conditions for detection by ICP-MS were set to 1200 W, 15 L min(-1) for the Ar plasma flow and 1,0 L min(-1) for the auxiliary Ar. The nebulizer Ar flow was adjusted daily. The monitored tin isotopes were 120Sn 118Sn. The isotope 133Cs was also monitored in order to control the efficiency and stability of the nebulization. The method presented a linear response between 0.05 and 2.0 mg L(-1) (0.42 a 17 Mmol L(-1)) for Sn. The value for the limits of detection (LOD) and for the limits of quantification (LOQ) for Sn were 15 Mg L(-1) (0.13 Mmol L-1) e 50 Mg L(-1) (0.42 Mmol L(-1)), calculated based on the lowest concentration of the analyte peaks that can be differentiated from the background signal. The repeatability for migration time and peak area was approximately 5 per cent. The method was applied in the analysis of organotin fortified blood and urine samples with recoveries between 75 and 95 per cent. In the case of the determination of seven strobilurin class pesticides (azoxystrobin, dimoxystrobin, fluoxastrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin and kresoxim-methyl) in baby food (vegetable and fruit soups), 12 the micellar electrokinetic capillary chromatography (MEKC) was used using photometric detection (UV) in a capillary with extended optical path. A multivariate study, with 33 Box Behnken design, indicated the best composition for the electrolytic solution to separate the seven pesticides: a sodium tetraborate buffer (5.1 mmol L(-1), pH 9.0) solution containing 51 mmol L(-1) sodium dodecyl sulfate and acetonitrile (24 por cento in volume). The instrumental conditions were 25C, 30 kV of applied voltage, 45 s for hydrodynamic introduction of the sample and detection at 210 nm. To increase the detection power, the concentration of the analytes into the capillary was used by using the Normal Stacking Mode. For this purpose, the solutions of standards and samples were prepared in 45 mmol L(-1) sodium tetraborate buffer solution: acetonitrile 80:20 por cento v/v. The analytical curves presented a linear behavior and the LOD values were between 7.0 Mg L (-1) or 18 nmol L(-1) (pyraclostrobin) to 15 Mg L(-1) or 33 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The LOQ values were between 21 Mg L(-1) or 54 nmol L(-1) (pyraclostrobin) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The repeatability was between 1.7 to 7.9 por cento for the peak area and between 0.25 to 0.71 por cento for the migration time. The intermediate precision, evaluated by the analysis performed in different days were between 1.3 to 5.3 por cento for the peak area and between 0.06 and 0.90 per cent for the migration time. The method was applied in the analysis of baby food spiked with strobilurin. Pesticides were extracted using the QuEChERS method with pH adjustment with acetate buffer and clean-up using the dispersive solid phase extraction. The analysis results were statistically identical to those obtained with a chromatographic method adapted from the literature. The CZE separation mode was chosen to evaluate the potential of the indirect determination of aminoglycosides through the amplified photoluminescence from quantum dots (excitation laser diode 410 nm) in the presence of the analytes. The photoluminescence from quantum dots (monodispersed CdTe nanoparticles modified with thioglycolic acid) was more intense in buffer solution (pH 8.0) containing between 5 and 10 mmol L(-1) sodium tetraborate. The interaction between aminoglycosides (kanamycin and neomycin) and quantum dots inside the capillary caused the increasing of fluorescence in a pH-dependent way (indicating the electrostatic nature for the interaction). A few figures of merit were evaluated with a short linear range (0.1) to 1.0 Mmol L(-1) for kanamycin and 0.03 to 0.5 Mmol L(-1) for neomycin). The 13 minimum values detected were 0.1 nmol L(-1) or 58 Mg L(-1) (kanamycin) and 0.03 nmol L(-1) or 27 Mg L(-1) (neomycin) showing that the proposed approach can be used to detect aminoglycosides in a relatively sensitive way.
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