Analise multivariada em N-modos: metodologias para o monitoramento de reações quimicas

Neste trabalho de tese a análise multivariada foi usada para desenvolver metodologias para o monitoramento de reações químicas. Duas técnicas de análise foram usadas: a Resolução multivariada de curvas (MCR) para a análise de medidas espectroscópicas e o Controle Estatístico de processos (CEMP) para a análise de variáveis fisico-químicas coletadas de um processo industrial. O primeiro trabalho desenvolvido nesta tese usou os métodos da MCR para construir modelos empíricos de reações químicas a partir de medidas de reflectância no espectro de infravermelho médio. Este modelo foi usado para prever o comportamento de novas bateladas da mesma reação química. Os resultados obtidos mostraram que as previsões são mais exatas quando o modelo é adaptado de acordo com o método ¿Predicted Augmented Classical Least Squares¿ (PACLS) para incluir uma componente que modela as mudanças da linha base dos espectros de infravermelho. O segundo trabalho apresenta uma nova metodologia desenvolvida para determinar a creatinina no soro humano, baseada no monitoramento da reação de Jaffé com espectroscopia visível e análise dos dados com os métodos de decomposição trilinear da MCR. De acordo com os resultados obtidos, a creatinina pode ser determinada na presença de outras substâncias que interferem com a sua medida espectroscópica. O erro padrão de desempenho (SEP) da metodologia proposta neste trabalho foi de 2,22 mg L e um respectivo coeficiente de variação em torno de 6 %. O terceiro trabalho apresentado nesta tese descreve uma metodologia desenvolvida para investigar os metabólitos fluorescentes e intracelulares produzidos pela Chromobacterium violaceum durante o cultivo desta bactéria em um bioreator sob condições aeróbicas. Os espectros de fluorescência coletados a partir de amostras de biomassa foram analisados com o método PARAFAC (Análise de Decomposição em Fatores Paralelos). Os aminoácidos triptofano e tirosina, além de NADH e violaceína foram identificados através da análise dos parâmetros do modelo trilinear ajustado a partir dos espectros de fluorescência. As estimativas obtidas para a variação da concentração das espécies químicas ao longo do tempo, mostraram que esta bactéria consome o triptofano antes de começar a produzir progressivamente a violaceína. Este resultado está de acordo com o mecanismo proposto na literatura para biosíntese deste pigmento, que é um candidato para o tratamento de tumores e doenças tropicais. O quarto trabalho desta tese apresenta uma metodologia de CEMP desenvolvida para a análise de dados autocorrelacionados. Esta metodologia foi usada para monitorar a etapa de digestão da bauxita usada para extrair o alumínio deste minério. Quatro variáveis físico químicas deste processo foram analisadas com os modelos de séries temporais para modelar a autocorrelação dos dados coletados neste processo. Em uma etapa seguinte da análise, os resíduos dos modelos de séries temporais foram analisados pelo método da análise em componentes principais para obter um modelo matemático que foi usado para construir gráficos de controle multivariado (AU)