O analisador de ozônio é o equipamento que faz a medição e monitoramento da concentração de ozônio dissolvido em água. A medição da quantidade de “ozônio dissolvido” ou “água ozonizada” em aplicações de processamento de alimentos tem como objetivo principal, garantir a manutenção da concentração do ozônio em em nível suficiente que garanta o resultados esperados.
Ao contrário do que todos pensam: a “água ozonizada” não contém gás ozônio e sim ozônio solubilizado. Na verdade é uma solução sanitizante obtida através de uma reação química do contato do gás ozônio com a água. O resultado é a formação de hidroxilas (HO2 + OH). Depois de formada a solução, a mistura: água + hidroxilas possui excelente poder de desinfecção.
Então o que o analisador de ozônio dissolvido mede não é “gás ozônio”, e sim a quantidade de hidroxilas presentes na água. A água ozonizada já é reconhecida como sanitizante pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) e elimina 99,9% dos microrganismos não esporulados transportados pelo ar ou presentes em uma superfície. O processo é regulamentado pela da Portaria de Consolidação nº 5 de 28/set/2017.
O artigo 32 da referida Portaria, parágrafo segundo menciona que:
“No caso de desinfecção com o uso de ozônio, deve ser observado o produto, concentração e tempo de contato (CT) de 0,16mg.min/L para temperatura média de água igual a 15°C .”
A concentração de ozônio (em mg/L) multiplicada pelo tempo de contato do ozônio na água de processamento de alimentos (em minutos) fornece um valor do produto conhecido como CT que é um “coeficiente de letalidade” (mg.min/L).
Os valores de estão relacionados à redução ou porcentagem de inativação microbiana. Por exemplo, um valor de CT de 1 para um determinado microrganismo sob condições específicas de pH e temperatura pode ser alcançado fornecendo 1,0 mg/L de ozônio residual durante um período de contato de 1 minuto.
A concentração de ozônio na água pode ser medida convenientemente por meio de duas tecnologias principais:
- kits de teste colorimétrico;
- medidores eletrônicos.
Usando um dos métodos a seguir para medir o nível de ozônio dissolvido na água, é possível determinar com precisão a eficiência de inativação do ozônio para quaisquer microrganismos que sejam motivo de preocupação para o alimento específico que está sendo processado.
Métodos colorimétricos para medição de ozônio dissolvido em água
Os métodos colorimétricos são classificados como indiretos porque utilizam reações específicas para o ozônio e a quantificação é possível a partir do produto da reação ou degradação do reagente especifico. Estes métodos são muito utilizados e possuem um custo mais baixo quando comparados ao método direto, principalmente devido a simplicidade instrumental das medidas realizadas.
Método colorimétrico Indigo
Os kits de colorimétricos vendidos no mercado contém um conjunto de reagente que, quando em contato com uma quantidade definida de ozônio, altera a cor da solução. Depois a solução passa a ser analisada por um analisador colorimétrico calibrado avalia a concentração de ozônio dissolvido. Existem fabricantes que fornecem kit contendo um reagente químico em ampolas, selado a vácuo. O usuário coleta uma amostra quando a ponta da ampola é removida por baixo da superfície do líquido contendo ozônio acontece a mistura e a ampola cheia é colocada no suporte da célula do fotômetro fornecido.
Os valores de absorvância obtidos são convertidos em ppm (mg/L) de ozônio dissolvido com a tabela de calibração incluída.
Método Indigo para medição de ozônio dissolvido (imagem)
Fonte: Bader H. and J. Hoigné, (www.chemetrics.com) “Determination of Ozone in Water by the Indigo Method,”
Water Research Vol. 15, pp. 449-456, 1981. APHA Standard Methods, 23rd ed., Method 4500-03 B-1997.
Método DPD:
As duas substâncias químicas primárias utilizadas são o DDPD (uma forma de DPD substituída com metil, que é N , N-dietil-p- fenilenodiamina ) e trissulfonato de índigo. Com o procedimento DDPD, iodeto de potássio é adicionado à amostra antes da análise.
O ozônio reage com o ânion iodeto para liberar iodo livre. O iodo, em seguida, reage com o reagente para produzir um DDPD azul-violeta da cor, a intensidade da qual é então medido a coloração. Vários alógenos livres também podem produzir o azul-violeta de cor com o reagente DDPD, e, portanto, interferir com a análise por ozônio.
O cromato presente nas amostras não interfere nos resultados. Os resultados são expressos em ppm ou mg/L de ozônio. O reagente índigo trissulfonato reage de forma instantânea e quantitativa com o ozônio, branqueando a cor azul índigo em proporção direta à quantidade de ozônio presente. O ácido malônico é incluído na formulação para evitar interferência do cloro. Os resultados são expressos em ppm ou mg/L de O3.
Métodos DPD para medição de ozônio dissolvido
Referência: USEPA (www.chemetrics.com)
Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, Method 330.5 (1983).
Método eletrônico para medição de ozônio em água
Os monitores ou controladores eletrônicos para ozônio dissolvido usam um amperímetro coberto por membrana permeável mantendo-a esticada firmemente sobre um cátodo de ouro.
Uma solução de ânodo e eletrólito de prata completa o circuito interno. Durante a operação, o ozônio difunde-se da amostra através da membrana. Uma vez dentro do sensor, o ozônio reage com a solução eletrolítica para formar um composto intermediário. Uma tensão de polarização aplicada ao cátodo reduz completamente esse composto intermediário, produzindo uma corrente entre o cátodo e o ânodo medido pelo analisador.
Essa corrente é diretamente proporcional à taxa na qual o ozônio se difunde através da membrana para o sensor, o que é proporcional à concentração de ozônio na amostra. As desvantagens são seu custo de aquisição mais alto. Uma vantagem do método eletrônico é que ele mede a amostra em tempo real e permite o controle do gerador de ozônio, bem como a medição dos níveis de ozônio dissolvido.
Métodos Eletrônico para medição de ozônio dissolvido (imagem)
Fonte: BOQU INSTRUMENTS (https://www.boquinstrument.com/)
Método ORP para medição de ozônio em água
ORP significa “Oxidation Reduction Potential”, em português: Potencial de Redução de Oxidação, que é medido por uma sonda ORP que em termos práticos, é um voltímetro, medindo a tensão (em milivolts) através de um circuito formado por um eletrodo de referência construído de fio de prata (polo negativo) e um eletrodo de medição construído de uma banda de platina (polo positivo), com a água de análise no meio.
Embora o ORP não meça o ozônio dissolvido (a menos que o ozônio seja a única substância oxidante presente na solução) e sim condutividade elétrica. Cloro e oxigênio são oxidantes e podem interferir na análise por ORP, ele pode ser muito útil para controlar a produção de geradores de ozônio. Quando um nível predefinido de ORP é excedido, um sinal é enviado ao gerador de ozônio para diminuir a produção de ozônio e vice-versa.
O eletrodo de referência é cercado por uma solução de sal (eletrólito), que produz outra pequena tensão. A voltagem produzida pelo eletrodo de referência é constante e estável, portanto fornece uma referência contra a qual a voltagem gerada pelo eletrodo de medição de platina e pelos oxidantes na água pode ser comparada.
A diferença de tensão entre os dois eletrodos é o que é realmente medido pelo medidor. (Nota: pH alto ou baixo pode alterar as leituras de ORP envolvendo ozônio dissolvido devido à rápida decomposição do ozônio em pH elevado . A precisão ideal requer níveis de pH entre 6,5 e 8,0.)
Método ORP para medição de ozônio dissolvido
Fonte: BOQU INSTRUMENTS (https://www.boquinstrument.com/)