A necessidade de um fornecimento de ar externo cria restrições de espaço no momento de instalar sistemas de manipulação de líquidos. A distribuição múltipla de líquidos impõe as máximas exigências de precisão de repetição. A Festo encontrou soluções para ambos os desafios, os quais apresentamos neste artigo.
Quem construir equipamentos acionados por ar comprimido para líquidos deve ter sempre em conta as fontes externas de ar comprimido. Os sistemas de manipulação de líquidos costumam precisar de fornecimento de ar constante. O fornecimento mais comum realiza-se através de uma conexão em parede, mas tal limita a flexibilidade do sistema. Se for necessário reinstalar as condutas de ar, os custos aumentam.
Por isso, a Festo desenvolveu um módulo para a geração de pressão e vácuo que torna desnecessário o fornecimento de ar comprimido através de condutas de alimentação. Este submódulo compacto faz parte integrante do sistema de manipulação de líquidos. O gerador carrega até uma determinada pressão e vácuo. Quando os valores descem abaixo de um limiar definido, a alimentação é ativada para recarregar. Para isso, são utilizados vários sensores, uma bomba e um distribuidor.
Para a distribuição múltipla com a máxima precisão de repetição, a Festo concebeu uma placa de canal especial com depósito para a torneira de tiragem VTOE. Isto permite aspirar até 2 ml de líquido. A torneira de tiragem funciona em conjunto com uma balança situada debaixo da placa de microtitulação. A balança permite implementar um circuito fechado de retroalimentação para o processo de distribuição. Através da aplicação da alimentação contínua, o tempo de abertura da válvula pode ser ajustado com precisão para alcançar quantidades de distribuição exatas.
Após aspirar o volume necessário para a distribuição total, o líquido é distribuído por cada poro em três fases de injeção. Na primeira, uma injeção longa, é distribuída a maior parte do líquido. Na segunda, a injeção mais curta, aproxima-se do volume desejado. Na última, que é uma injeção muito curta, é obtida a quantidade exata de enchimento. Exato significa que podem ser obtidas precisões superiores a 1% de CV.
Esta solução inclui uma interface gráfica do utilizador (GUI). Permite que os laboratórios realizem testes de acordo com as necessidades individuais sem terem que configurar o sistema todas as vezes. O utilizador pode utilizar a GUI para selecionar, por exemplo, de qual tubo de ensaio aspirar, quanto líquido distribuir por cada poro de uma placa de microtitulação e quantos poros encher numa determinada fila. Enquanto se distribui o líquido, a GUI oferece uma visualização ao vivo da balança para exibir a quantidade de líquido distribuído. A quantidade de líquido é utilizada para calcular a massa média e o coeficiente de variação (CV) das distribuições.
Através da GUI, o utilizador tem acesso a outras funções, como o enxaguamento do líquido da placa de canais até que só permaneça ar, ou a limpeza da placa de canais através da aspiração e da lavagem de uma solução de limpeza.
O sistema descrito neste artigo é o resultado da colaboração entre a Festo TEC Boston, o centro de desenvolvimento da Festo LifeTech na América do Norte e a sede central da Festo na Alemanha. No vídeo pode ver todos os submódulos em ação. Um compacto pórtico horizontal de dois eixos EXCM com conceito de acionamento cinemático paralelo assegura os movimentos rápidos e precisos.
Além disso, a equipa de TEC Boston já está a planear o passo seguinte: um módulo para a geração de pressão e vácuo que possa ser instalado de acordo com o princípio "Plug & Play", diminuindo de forma significativa o tempo de instalação.