BE1 Reactor Enzimático em Lote Equipamento Didáctico Equipamento de Formação Profissional Engenharia Bioquímica
DESCRIÇÃO
Um sistema de reação enzimática em lote que utiliza a reação de isomerização da glicose (conversão de glicose em frutose) industrialmente importante catalisada pela glicose isomerase.
O objetivo da unidade é demonstrar a cinética e as características da enzima em lote.
A reação ocorre dentro de um recipiente agitado onde o próprio agitador é um cesto poroso dentro do qual a enzima é imobilizada.
Um dispositivo polarímetro, que é parte integrante da unidade, monitoriza as concentrações de glucose e frutose ao longo do tempo.
O Reactor Enzimático em Lote (BE1) apresenta ao aluno os fundamentos da catálise enzimática em lote. Consiste numa unidade de bancada na qual está montado um recipiente reator no qual ocorre a reação mediada pela glucose isomerase. O reator em si é feito de acrílico transparente, o que proporciona uma boa visibilidade. Um impulsor de geometria cruciforme construído em malha de aço inoxidável retém a enzima imobilizada, ao mesmo tempo que permite uma mistura eficiente com o reagente líquido (solução de glicose).
O impulsor é do tipo de velocidade variável e a temperatura da reação é mantida através de dois aquecedores e um sensor de temperatura montado no interior do reator. Estes estão ligados a um controlador PID, que está programado para manter a temperatura desejada do setpoint. Os encravamentos de segurança evitam que os aquecedores sejam ativados quando existe um nível baixo de líquido no reator ou quando o impulsor está inativo.
Um circuito de amostragem contínuo acionado por uma bomba peristáltica remove o líquido do reator e transfere-o para um permutador de calor de bobina tubular, onde é arrefecido. De seguida, é passado por um polarímetro onde é medido o ângulo de rotação da luz polarizada. A partir desta medição do ângulo, pode ser determinada a concentração do reagente glicose e do produto frutose. Isto elimina a necessidade de ensaios manuais de glicose. O sistema de medição baseia-se no facto de que ambas as soluções de glicose e frutose rodam feixes de luz polarizada, glicose para a direita e frutose para a esquerda. O método de medição de polarimetria permite que o progresso da reação seja monitorizado online.
O conjunto do polarímetro consiste numa célula de fluxo ótico alongada montada entre duas lentes polarizadoras, uma das quais é fixa (polarizador) e a outra é livre para rodar (analisador). No exterior do polarizador existe uma fonte de luz e no exterior do analisador existe um detetor, que deteta a intensidade da luz emitida que passou pelas lentes polarizadoras e pelo tubo de amostra.
Anexado ao analisador está um dispositivo de medição de ângulos. Tanto a transmissão ótica como o ângulo de rotação são retransmitidos para os visores eletrónicos na consola de controlo.
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Uma unidade de bancada que compreende um pedestal de plástico ABS formado a vácuo com consola elétrica integrada na qual está montado o circuito de amostragem do vaso do reator agitado com bomba peristáltica, permutador de calor de bobina tubular e dispositivo polarímetro
Um sensor de temperatura e aquecedor montados no recipiente do reactor e ligados a um controlador PID para um controlo preciso da temperatura de reacção
Um dispositivo polarímetro que mede a transmissão óptica e o ângulo de rotação
Dispositivos de proteção para todos os circuitos elétricos
Três displays: controlo de temperatura PID (temperatura do reactor), display para ângulo de rotação, display para transmissão óptica ou temperatura no polarímetro
Os sinais do sensor são encaminhados para a porta USB para ligação a um PC (fornecido pelo utilizador)
Manual de instruções abrangente com exercícios detalhados de ensino em laboratório
Capacidades instrucionais:
– Princípios da cinética enzimática em lote
– Fatores que afetam o desempenho enzimático
– Princípios de polarimetria e lei de Biot-Savart
Conteúdo experimental
EXERCÍCIO DIDÁTICO INCLUÍDO PARA FAMILIARIZAR OS ALUNOS COM OS SEGUINTES TEMAS:
Determinação das constantes de Michaelis-Menten e da atividade enzimática específica através de gráficos de Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk
Determinação das concentrações de glucose e frutose através de polarimetria
Efeito das condições ambientais (pH e temperatura) na atividade enzimática
Demonstração da lei Biot-Savart
Compreender os princípios da cinética enzimática em lote
Compreender os fatores que afetam o desempenho das enzimas
Compreender os princípios da polarimetria e da lei de Biot-Savart
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