BR112019003260B1

BR112019003260B1 - Dispositivo para a eletrodeionização de um líquido de amostra, câmara de tratamento para o uso em um dispositivo e método de eletrodeionização de um lí-quido de amostra para execução em um dispositivo

Info

Publication number: BR112019003260B1
Application number: BR112019003260-6A
Authority: BR
Inventors: Heinrich Maurer; Achilles Pfleghart; Julia Gath
Original assignee: Swan Analytische Instrumente Ag
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2022-07-12
Also published as: RU2729252C1; WO2018036612A1; JP6843230B2; CN109789375B; US20210276893A1; EP3503994B1; EP3503994A1; TW201831227A; KR102458763B1; TWI755414B; KR20190038663A; CN109789375A; AR109325A1; BR112019003260A2; JP2019528171A; CA3034104A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de eletrodeionização de um líquido de amostra. O dispositivo compreende uma câmara anódica compreendendo duas aberturas e um ânodo, uma câmara catódica compreendendo duas aberturas e um cátodo, e uma câmara de tratamento localizada entre a câmara anódica e a câmara catódica e compreendendo duas aberturas e trocadores iônicos. A câmara anódica e a câmara catódica são separadas respectivamente da câmara de tratamento através de uma membrana permseletiva, e uma fonte de energia é operativamente conectada ao ânodo e ao cátodo. Além disso, um método de eletrodeionização de um líquido de amostra é disponibilizado.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo e um método de eletrodeionização de líquido.

[002] A eletrodeionização representa uma combinação de troca iônica e eletrodiálise e serve para remover íons e substâncias ionizáveis a partir de um líquido, especialmente água. O objetivo é geralmente gerar água livre de sal, também conhecida como desionizada ou totalmente desmineralizada (VE). Outra área de aplicação é o monitoramento de circuitos de água de processo em usinas elétricas, como por exemplo em centrais elétricas térmicas. A fim de verificar se a partir do circuito de água de resfriamento alimentado pela água do mar ou águas de superfície, pode através de um vazamento no circuito de água de processo entrar líquido no circuito de água do processo, é feita uma medição de condutividade específica da água de processo. Uma vez que são adicionados amônia e/ou aminas à água do processo, entre outros, para prevenir a corrosão das linhas, a água de processo apresenta inerentemente uma condutividade específica, que não mudaria significativamente pela penetração de água de resfriamento salina, em particular cloreto de sódio dissolvido na água de resfriamento (NaCl). No entanto, se a medição da condutividade ocorrer após uma troca de cátions, a quantidade de cátions que contribuem para a condutividade inerente será reduzida a partir dos aditivos e o ácido clorídrico (HCl) estará presente no lugar do cloreto de sódio (NaCl). Como a condutividade específica de um número idêntico de moléculas de HCl é significativamente maior do que a condutividade específica de um número idêntico de moléculas de NaCl, a penetração da água de resfriamento no circuito de água de processo pode ser de-terminada por um aumento na condutividade específica da água do processo após um trocador de cátions. Um dispositivo e um método para detectar íons negativos em água com a finalidade de detectar a penetração de água de resfriamento na água de processo são descritos, por exemplo, no documento de patente EP1167954B1.

[003] A tarefa da presente invenção é proporcionar um dispositivo e método melhorados para a eletrodeionização de um líquido.

[004] Esta tarefa é alcançada por um dispositivo de eletrodeioni-zação de uma amostra de líquido. O dispositivo compreende uma câmara anódica compreendendo duas aberturas e um ânodo, uma câmara catódica compreendendo duas aberturas e um cátodo, e uma câmara de tratamento localizada entre a câmara anódica e a câmara catódica e compreendendo duas aberturas e trocadores iônicos. A câmara anódica e a câmara catódica são separadas da câmara de tratamento em cada dispositivo através de uma membrana permseletiva, e uma fonte de energia é operativamente conectada ao ânodo e ao cátodo.

[005] Isso resulta em duas possibilidades de conexão alternativas das câmaras entre si. Por um lado, uma das aberturas da câmara de tratamento, as aberturas da câmara anódica e uma das aberturas da câmara catódica podem ser conectadas umas às outras de modo que a câmara de tratamento esteja operativamente conectada à câmara anódica e a câmara anódica esteja operativamente conectada à câmara catódica. Por um lado, uma das aberturas da câmara de tratamento, as aberturas da câmara anódica e uma das aberturas da câmara catódica podem ser conectadas umas às outras de modo que a câmara de tratamento esteja operativamente conectada à câmara anódica e a câmara catódica esteja operativamente conectada à câmara anódica.

[006] No caso da fonte de energia, trata-se, por exemplo, de uma fonte de tensão, em particular uma fonte de tensão contínua, que permite a aplicação descomplicada de uma tensão contínua entre os eletrodos, ou seja, o ânodo e o cátodo. O ânodo é então conectado ao polo positivo e o cátodo ao polo negativo da fonte de tensão contínua. No caso dos eletrodos pode se tratar, entre outros, arames metálicos, malhas metálicas ou placas metálicas, que também podem ser feitos de metal expandido.

[007] As aberturas de uma câmara podem estar espaçadas uma da outra, em particular uma das aberturas pode ser disposta no terço superior da câmara e a outra abertura no terço inferior da câmara. Também é possível que uma abertura esteja localizada no lado superior da câmara e a outra abertura esteja localizada no lado inferior da câmara.

[008] No caso da membrana permseletiva trata-se de uma interface física, que é parcialmente ou semipermeável, o que significa que certas substâncias/materiais são retidas e outras substâncias/materiais por sua vez podem passar. Por exemplo, pode se tratar de uma membrana permeável a ânions ou permeável a cátions. Uma tal membrana é substancialmente impermeável a, por exemplo, água, gás e também a elétrons, mas pode deixar passar correspondentemente ânions ou cátions. O contraíon por sua vez é retido e não pode atravessar a membrana. Uma tal membrana permseletiva pode ser construída, por exemplo, a partir de um polímero de tetrafluoroetileno sulfonado. Outros exemplos de membranas permseletivas adequadas são descritas, entre outros, nas Patentes US Nos. 4, 324, 606 e 4999757. No caso das câmaras pode se tratar de três unidades espacialmente separáveis, que podem, por exemplo, ser conectadas por meio de um sistema de fecho por liberação rápida, em vez das barras de tração roscadas tradicionais formando uma unidade compacta, que compreende todas as três câmaras. Por exemplo, as câmaras têm uma estrutura básica quadrangular, em que dois comprimentos de aresta, como por exemplo altura e largura, de todas as câmaras são idênticos, a profundidade pode variar. Neste caso, a câmara de tratamento que se encontra posteriormente no centro pode compreender seis superfícies laterais, das quais duas superfícies laterais opostas são formadas essencialmente por uma respectiva membrana permseletiva. No entanto, a câmara anódica e a câmara catódica têm apenas cinco superfícies laterais substancialmente planas e podem ser conectadas à câmara de tratamento, de modo que cada membrana permseletiva sirva a elas como sexta superfície lateral. No entanto, também pode se tratar de uma estrutura, que é projetada comparativamente a uma cubeta parcialmente coberta. Em dois lados opostos, tal cubeta compreende um ânodo de um lado e um cátodo do outro lado. Ao inserir uma câmara de tratamento entre o ânodo e o cátodo na parte descoberta da cuba, um dispositivo que compreende três câmaras também pode ser formado. Esta câmara de tratamento usada é preenchida com um trocador iônico e compreende duas superfícies laterais opostas, que são essencialmente formadas por uma membrana permseletiva respectiva. A superfície das membranas permseletivas é suficientemente grande para dividir a cuba na direção da câmara de tratamento hermeticamen-te a líquido e hermeticamente a gás em três câmaras espacialmente separadas. A conexãooperativa hidráulica das câmaras pode ser conseguida por exemplo por linhas. Uma abertura da câmara de tratamento pode ser conectada através de uma mangueira a uma abertura da câmara anódica. A outra abertura da câmara anódica é, por sua vez, conectada através de uma mangueira a uma das aberturas da câmara catódica. A abertura da câmara de tratamento, que não está conectada à câmara anódica, pode servir como uma abertura de entrada para o líquido de amostra. A abertura da câmara catódica, que não está conectada à câmara anódica, pode servir como uma abertura de saída para o líquido da amostra.

[009] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com cada uma das formas de concretização a serem ainda mencionadas, desde que não sejam conflitantes para tanto, uma abertura da câmara de tratamento, as aberturas da câmara anódica e uma abertura da câmara catódica são conectadas de modo a que o líquido de amostra fornecido é guiado para câmara de tratamento substancialmente na direção da gravidade e para a câmara anódica e para a câmara catódica substancialmente contra a direção da gravidade.

[0010] Um tal fluxo do líquido de amostra pode ser conseguido,por exemplo, em que o líquido de amostra é conduzido à câmara de tratamento através de uma abertura disposta no lado superior da câmara de tratamento, sendo que em seguida a câmara de tratamento fluida é circulada pelo fluxo substancialmente longitudinalmente e o líquido da amostra sai da câmara de tratamento através de uma abertura disposta no lado inferior da câmara de tratamento. O líquido da amostra é então introduzido através de uma linha através de uma abertura no lado inferior da câmara anódica, circula substancialmente longitudinalmente, passa neste caso, pelo menos parcialmente entre o ânodo e a membrana permseletiva voltada para o ânodo e sai no lado superior da câmara anódica através de uma abertura disposta no lado superior para fora da câmara anódica. O líquido da amostra é então introduzido através de uma linha através de uma abertura no lado inferior da câmara anódica, circula substancialmente longitudinalmente, passa neste caso, pelo menos parcialmente entre o ânodo e a membrana permseletiva voltada para o ânodo e sai no lado superior da câmara anódica através de uma abertura disposta no lado superior para fora da câmara anódica.

[0011] Longitudinalmente essencialmente significa do lado superi or até o lado inferior e vice-versa. No que diz respeito às membranas permseletivas, portanto, nenhum fluxo do líquido da amostra ocorre transversalmente nas câmaras, mas somente longitudinalmente às membranas.

[0012] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, um sensor de condutividade é disposto na frente das aberturas não conectadas da câmara de tratamento.

[0013] Um sensor de condutividade montado na frente da abertura da câmara de tratamento, que não está conectada a nenhuma das aberturas da câmara anódica, pode servir para determinar a condutivi- dade do líquido da amostra antes de entrar na câmara de tratamento. Por exemplo, a água é geralmente alcalinizada para a produção de vapor porque as camadas protetoras de óxido de ferro são menos solúveis nas superfícies internas do circuito água-vapor em pHs altos e, portanto, permanecem fixas no local. Desse modo o metal subjacente é protegido contra um novo ataque por água quente e vapor. Como as grandezas de condutividade, pH e concentração do agente alcalinizan- te estão interrelacionadas, a medição da condutividade da água ultra- pura com um agente alcalinizante torna possível calcular a concentração do agente alcalinizante e o pH da solução de água ultrapura e do agente alcalinizante. Condutividades típicas de água de processo para geração de vapor variam de 8 microsiemens/cm a 45 microsie- mens/cm. Um sensor típico para detectar a condutividade elétrica de líquidos é descrito na Patente US No. 2.611.007 "Temperature Compensating Conductivity Cel". Um outro exemplo de um moderno sensor de condutividade é o Swansensor UP-Con 1000 da SWAN Analytical Instruments.

[0014] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, um sensor de condutividade é disposto entre a câmara de tratamento e a câmara anódica.

[0015] Um sensor de condutividade disposto entre a câmara de tratamento e a câmara anódica, por exemplo em uma linha que conecta as referidas câmaras, pode servir para determinar a condutividade do líquido da amostra após passar através da câmara de tratamento.

[0016] Como a câmara de tratamento é pelo menos parcialmente preenchida com resina de trocador iônico, ocorre uma troca iônica à medida que ela circula através da câmara de tratamento, que, dependendo do tipo e quantidade dos íons dissolvidos no líquido de amostra, influencia sua condutividade.

[0017] Devido à separação do trocador iônico em relação ao ânodo e ao cátodo pelas membranas permseletivas, nenhum dos gases produzidos por electrólise no ânodo e no cátodo podem penetrar na câmara de tratamento e serem transportados com o líquido de amostra para o sensor de condutividade. Assim, uma medição correta da con- dutividade pode ser alcançada. Como a medição da condutividade ocorre antes que o líquido de amostra passe pelos eletrodos, uma oxidação ou redução dos íons presentes no líquido de amostra pode ocorrer somente após a medição da condutividade.

[0018] Se a condutividade do líquido da amostra for determinada antes e depois da câmara de tratamento, então isso oferecerá amplas possibilidades analíticas. Por exemplo, é possível determinar o pH do líquido de amostra.

[0019] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, uma unidade de desgaseificação é disposta após o sensor de condutividade localizado entre a câmara de tratamento e a câmara anódica. Entre a unidade de desgaseificação e a câmara anódi- ca, por sua vez, é disposto um outro sensor de condutividade.

[0020] Os gases, que estão localizados no líquido de amostra e que são conduzidos à câmara de tratamento, podem ocorrer como bolhas de gás, ou seja, na forma não dissolvida ou em forma dissolvida. As bolhas de gás interferem na medição da condutividade e causam sinais erráticos. Gases dissolvidos, que se dissociam, isto é, pelo menos parcialmente se desintegram em partes carregadas (íons), aumentam a condutividade específica do líquido de amostra. Por exemplo, o dióxido de carbono (CO2) dissolvido em água pode formar íons e prótons de carbonato ou bicarbonato, dependendo do pH. O CO2 pode ser expelido do líquido de amostra por ebulição ou outros métodos físicos. A medição da condutividade do líquido de amostra após esta desga- seificação permite, por exemplo, a determinação do teor de CO2.

[0021] Se apenas parte do líquido de amostra for conduzida pela unidade de desgaseificação e a outra parte for encaminhada diretamente para a câmara anódica, a reintrodução do líquido de amostra conduzido através da unidade de desgaseificação, poderá ocorrer em série ou em paralelo, ou seja, as duas partes do líquido de amostra poderão ser reunidas e serem introduzidas somente na câmara anódica, ou as duas partes poderão ser conduzidas através de aberturas separadas da câmara anódica em paralelo. Também pode todo o fluxo de amostra pode atravessar após a câmara de tratamento, em primeiro lugar, um sensor de condutividade, em seguida, uma unidade de desgaseificação e, em seguida, outro sensor de condutividade no caminho para a câmara anó- dica. Também é possível rejeitar um fluxo parcial.

[0022] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, pelo menos um dos sensores de condutividade compreende um sensor de temperatura.

[0023] Se um sensor de temperatura for integrado ao sensor de condutividade, a condutividade específica compensada pela temperatura do líquido de amostra poderá ser determinada.

[0024] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, o dispositivo compreende um sensor de fluxo. Pelo menos, um sensor de fluxo desse tipo pode, por exemplo, ser disposto em uma das aberturas da câmara de tratamento, uma das aberturas da câmara anódica e/ou uma das aberturas da câmara catódica.

[0025] Os sensores de fluxo permitem a medição contínua do fluxo e podem fornecer verificação da medição de condutividade. Se houver um fluxo, a condutividade específica medida será realmente medida on-line e refletirá o valor atual.

[0026] Taxas de fluxo típicas são, por exemplo, entre 2 litros por hora e 15 litros por hora.

[0027] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, o trocador iônico é uma resina de trocador catiônico.

[0028] Uma resina de trocador iônico em gel fortemente ácida adequada é, por exemplo, o Amberjet-1000-H-L (reg) da Rohm and Haas.

[0029] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das concretizações já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a ser mencionadas, se não forem conflitantes neste âmbito, o permutador iónico é um permutador iónico indexado por cor, em particular uma resina de trocador catiônico induzida por cor.

[0030] Por exemplo, uma resina de trocador catiônico fortemente ácida pode ser usada, que é tingida com um indicador de cor áci- do/base. Se a resina for "gasta", isto é, carregada de cátions, como por xemplo íons de amônia básicos (NH4 +), que foram trocados por prótons ácidos (H +), o pH aumentará e a resina de trocador catiônico ou o indicador indicarão isso por uma mudança de cor reversível. Quando a resina é regenerada, a cor original reaparece. Desvios da distribuição de cores típica do sistema podem ser uma indicação de uma disfunção, por exemplo.

[0031] Um exemplo de uma resina de trocador catiônico adequada com indicador é o tipo Lewatit S 100 G1 (reg) da Lanxess.

[0032] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das concretizações já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a ser mencionadas, se não forem conflitantes neste âmbito, a câmara de tratamento é formada pelo menos parcialmente transparente, em particular ao longo das aberturas da câmara de tratamento.

[0033] Se puder ser visto na câmara de tratamento, então, por exemplo, poderão ser percebidas impurezas que penetraram na câmara de tratamento. Além disso, depósitos de óxido de ferro poderão ser verificados no trocador iônico. Se um trocador iônico induzido por cor estiver presente na câmara de tratamento, seu estado poderá ser verificado e, se necessário, por exemplo, uma troca do trocador iônico gasto, de toda a câmara de tratamento ou outras medidas adequadas poderão ser feitas.

[0034] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, o dispositivo compreende um sensor óptico. O sensor óptico pode ser usado para monitorar o trocador iônico.

[0035] Em vez de ser controlado pelo olho humano, um sensor óptico, que por exemplo pode executar uma medição de reflexão espectralmente seletiva, pode ser colocado de modo que ele possa monitorar a cor e assim a qualidade de um trocador iônico induzido pela cor presente na câmara de tratamento. Se, por exemplo, um determinado valor crítico for excedido, um sistema de medição eletrônico conectado ao sensor óptico poderá disparar um alarme ou um sistema de controle eletrônico poderá interromper o processo de eletrodeionização e/ou o fluxo da amostra, já que uma função perfeita do dispositivo não pode mais ser garantida. Além disso, é concebível um sistema de controle eletrônico que desencadeie uma substituição automática do trocador iônico gasto.

[0036] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, o dispositivo compreende um sistema eletrônico de medição. O sistema eletrônico de medição detecta e processa pelo menos um sinal de pelo menos um dos sensores de condutividade, pelo menos um sinal de pelo menos um dos sensores de temperatura, pelo menos um sinal de pelo menos um dos sensores de fluxo, pelo menos um sinal de pelo menos um sensor óptico, uma voltagem da fonte de energia e/ou uma corrente da fonte de energia.

[0037] Esse sistema eletrônico de medição permite registrar e/ou avaliar todos os sensores incluídos no dispositivo. O mesmo se aplica aos parâmetros tensão e corrente da fonte de energia. O sistema eletrônico de medição pode ser integrado em um painel, o que permite ler os valores medidos e incluir uma interface para um computador externo ou para um portador de dados. O sistema eletrônico de medição pode, por exemplo, disparar um alarme assim que um sensor de con- dutividade transmitir uma condutividade específica crítica do líquido de amostra antes ou depois da troca de cátions ou após a desgaseifica- ção. O sistema eletrônico de medição pode ser acoplado a um sistema eletrônico de controle, que atua de acordo com os sinais fornecidos através do sistema eletrônico de medição, com controle sobre o dispositivo. Por exemplo, no caso de um fluxo elevado ou de uma condutivi- dade de entrada crescente, a tensão entre o ânodo e o cátodo pode ser aumentada para gerar mais prótons no ânodo, que por sua vez mi-gram através da membrana permseletiva para a câmara de tratamento e lá asseguram a grande demanda de prótons para regeneração do trocador iônico fortemente carregado.

[0038] Uma alimentação do dispositivo de eletrodeionização é possível através de uma fonte de energia comum, que pode ser integrada no sistema eletrônico de medição.

[0039] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, pelo menos uma das aberturas da câmara de tratamento compreende uma unidade de filtro.

[0040] Uma unidade de filtro disposta em frente da abertura da câmara de tratamento, que serve como uma entrada para o líquido de amostra, previne ou reduz a penetração de contaminantes na câmara de tratamento. Ela também evita a expulsão da resina de trocador iô- nico em condições operacionais excepcionais da usina elétrica, como no arranque e no desligamento do gerador de vapor. Sem unidade de filtro, água e, portanto, também resina de trocador iônico poderiam ser sugadas de volta através da abertura de entrada do dispositivo. Uma unidade de filtro em frente da abertura da câmara de tratamento, que está conectada operacionalmente a uma abertura da câmara anódica, impede a remoção por lavagem do trocador iônico para fora da câmara de tratamento com o líquido de amostra. Por exemplo, no caso da unidade de filtro pode se tratar de placas de filtro feitas de polietileno sin- terizado, particularmente polietileno sinterizado de peso molecular ultra-alto. O tamanho do poro da unidade de filtro pode, por exemplo, se situar entre 5% e 50% do diâmetro mínimo do trocador iônico, a fim de reter de forma confiável o trocador iônico.

[0041] As resinas de trocador iônico monodispersas típicas têm, por exemplo, um diâmetro de esfera de 0,65 mm com uma faixa de espalhamento de +/- 0,05 mm.

[0042] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, o dispositivo compreende pelo menos uma membrana condutora de íons. Neste caso, pode se tratar, por exemplo, de uma outra membrana permseletiva, desde que a membrana condutora de íons seja comparável ou idêntica às membranas permseletivas que separam a câmara anódica e a câmara catódica da câmara de tratamento. Esta pode ser disposta na câmara anódica entre o ânodo e a membrana permseletiva voltada a ele, ou na câmara catódica entre o cátodo e a membrana permseletiva voltada a ele. Também cada membrana condutora de íons pode ser disposta na câmara anódica e na câmara catódica de forma correspondente.

[0043] Essa membrana condutora de íons protege a membrane permseletiva contra substâncias parcialmente agressivas, que se formam nos eletrodos, como por exemplo oxigênio nascente ou ozônio. Além disso, a membrana condutora de íons protege a membrana perm-seletiva de ser danificada por bordas afiadas, como podem ocorrer no caso de eletrodos feitos de metal expandido ou peneira de metal.

[0044] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do dispositivo, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não conflitantes neste âmbito, a câmara de tratamento do dispositivo pode ser trocada.

[0045] Para utilização no dispositivo de acordo com a invenção para a eletrodeionização de um líquido de amostra, é proporcionada uma câmara de tratamento que tem uma estrutura básica substancialmente quadrangular. A câmara de tratamento compreende duas aberturas espaçadas e duas superfícies laterais opostas, que são essencialmente formadas por uma membrana permseletiva respectiva.

[0046] As aberturas podem estar espaçadas, por exemplo, podem ser dispostas uma abertura na parte superior da câmara de tratamento e uma abertura na parte inferior da câmara de tratamento. Entende-se por com parte superior ou parte superior e com parte inferior ou parte inferior de uma câmara, se não for definido de outra forma, o terço inferior e o terço superior da câmara. Além disso, uma das aberturas pode estar disposta no lado superior e uma no lado inferior da câmara de tratamento. As superfícies da estrutura básica quadrangular, que não são formadas pelas membranas permseletivas, são formadas, por exemplo, por placas de plástico, em particular placas de plástico mecanicamente resistentes.

[0047] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção da câmara de tratamento, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização a serem mencionadas, se não forem conflitantes neste âmbito, as superfícies laterais opostas compreendem cada uma substancialmente uma estrutura retangular que faz parte da estrutura básica e na qual uma membrana permseletiva é aplicada adesivamente.

[0048] A estrutura básica quadrangular pode ser construída a par tir de dois quadros alinhados paralelamente entre si, que são conectados de maneira estanque a água e gás com quatro placas que completam a estrutura básica quadrangular.

[0049] Os quadros e placas podem ser feitos de plástico, por exemplo. Estanque a gás e água nas estruturas, em particular por colagem ou laminação, é sempre uma membrana permseletiva que cobre completamente o compartimento oco encerrado pela estrutura. Por exemplo, para alojar agente colante em excesso, o quadro pode apresentar uma ranhura. A ranhura pode ser circunferencial e disposta de modo a ficar fora do ponto de colagem, mas ainda ser sobreposta pela membrana permseletiva.

[0050] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção da câmara de tratamento, que pode ser combinada com qualquer uma das concretizações já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitante neste âmbito, fica adjacente a uma das aberturas uma abertura adicional para enchimento de trocador iônico e/ou uma outra abertura para desgaseificação pode ser colocada. Em particular, pelo menos uma destas aberturas adicionais pode ser fechada de uma forma hermética e à prova de gás.

[0051] A abertura adicional ou as aberturas adicionais podem ser dispostas no terço superior da câmara de tratamento, em particular no lado superior da câmara de tratamento, e podem ser (re)fecháveis estanques a água e a gás- e/ou conectáveis.

[0052] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção da câmara de tratamento, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, pelo menos uma das aberturas é coberta por uma unidade de filtro. A unidade de filtro pode ser disposta na própria abertura, diretamente sobre a abertura, ou repousas sobre pelo menos um elemento de suporte.

[0053] A abertura para introduzir o líquido de amostra e a abertura para a desgaseificação podem, por exemplo, ser cobertas por unidades de filtro separadas ou por uma unidade de filtro comum. Uma unidade de filtro pode ser localizada na própria abertura, bem como sobre a abertura e se encontram neste caso, tanto dentro como fora da câmara de tratamento. Por exemplo, uma abertura para descarregar o líquido de amostra localizada no lado inferior da câmara de tratamento pode ser coberta por uma unidade de filtro localizada dentro da câmara de tratamento e tendo uma área que corresponde substancialmente por exemplo à área do lado inferior. A câmara de tratamento também pode ser equipada com filtros, por exemplo, filtros redondos, que estão dispostos dentro da câmara de tratamento substancialmente paralelos em plano às membranas permseletivas.

[0054] Se se pretender evitar que essa unidade de filtro plana fique diretamente sobre o lado inferior da câmara de tratamento, a unidade de filtro poderá ficar apoiada em pelo menos um elemento de suporte e cobrir indiretamente a abertura. Quando a unidade de filtro se apóia indiretamente pode-se evitar com isso que uma parte da superfície do filtro seja bloqueada para o fluxo. Como elementos de suporte, por exemplo, um ou mais anéis de suporte perfurados, corpos em espiral ou canais radiais podem ser usados. Em vez de placas de filtro de polietileno sinterizado, também é possível usar redes plásticas de malha fina de polipropileno, polietileno, poliéster e/ou fluoropolíme- ro cuja malha é pelo menos 50% menor que o menor diâmetro das esferas de resina da resina de trocador iônico usadas, em particular o tamanho de malha corresponde a 5 % a 50% do menor diâmetro das esferas de resina. Fluoropolimeros adequados são, por exemplo, PTFE, FEP e/ou ECTFE. As redes podem, por exemplo, ser coladas adesivamente ou com elementos de fixação. As redes também podem se apoiar sobre os elementos de suporte mencionados.

[0055] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção da câmara de tratamento, que pode ser combinada com qualquer uma das concretizações já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, os lados externos das superfícies laterais formadas essencialmente por uma membrana permseletiva são providos de elementos de proteção fixados de forma destacável. Especialmente com placas rígidas.

[0056] Para proteger a câmara de tratamento para transporte e armazenamento, os elementos de proteção, tais como placas mecanicamente estáveis, podem ser fixados de modo destacável nos lados externos das superfícies laterais formadas essencialmente pela membrana permseletiva, da estrutura básica quadrangular da câmara de tratamento. Para fixar os elementos de proteção podem ser usados por exemplofita adesiva ou laços de montagem. Além disso, ou como alternativa, uma câmara de tratamento para proteção também pode ser encerrada em uma bolsa, por exemplo, de plástico, opcionalmente sob vácuo.

[0057] A tarefa é ainda solucionada por um método de eletrodeio-nização de um líquido de amostra. O método de acordo com a inven- ção compreende a aplicação de uma voltagem a um ânodo e cátodo espacialmente separados por duas membranas permseletivas, a circulação pelo menos parcial através de uma câmara de tratamento pelo menos parcialmente preenchida com um trocador iônico, delimitada pelas duas membranas permseletivas, com o líquido de amostra, a circulação pelo menos parcial através de uma câmara anódica localizada entre o ânodo e uma das membranas permseletivas, com o líquido de amostra e a circulação pelo menos parcial através de uma câmara catódica, localizada entre o cátodo e a outra membrana permse- letiva, com o líquido de amostra.

[0058] A circulação através das câmaras pode ser realizada de acordo com a invenção em diferentes sequências. Por um lado, após pelo menos a circulação pelo menos parcial através de uma câmara de tratamento preenchida pelo menos parcialmente com trocador iôni- co, delimitada pelas duas membranas permseletivas, com o líquido de amostra, são feitas em seguida a circulação pelo menos parcial através de uma câmara anódica, localizada entre o ânodo e uma das membranas permseletivas, com o líquido de amostra e em seguida a circulação pelo menos parcial através de uma câmara catódica, localizada entre o cátodo e a outra membrana permseletiva, com o líquido de amostra.

[0059] Por um lado, após pelo menos a circulação pelo menos parcial através de uma câmara de tratamento preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico, delimitada pelas duas membranas permseletivas, com o líquido de amostra, são feitas em seguida a circulação pelo menos parcial através de uma câmara catódica, localizada entre o cátodo e uma das membranas permseletivas, com o líquido de amostra e em seguida a circulação pelo menos parcial através de uma câmara anódica, localizada entre o ânodo e a outra membrana permseletiva, com o líquido de amostra.

[0060] Neste processo, são realizados essencialmente dois mecanismos de transporte de substâncias dissolvidas. Por um lado, ocorre a convecção, isto é, o transporte destas substâncias dissolvidas com a corrente de líquido de amostra, por outro lado, ocorre a eletromigra- ção, isto é, o movimento de partículas eletricamente carregadas ao longo de um campo elétrico. O campo elétrico é gerado pela tensão entre o ânodo e o cátodo. A convecção corresponde ao fluxo pelo menos parcial através das câmaras.

[0061] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do método, que pode ser combinada com cada uma das formas de concretização a ser mencionada, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, é feita a circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico basicamente na direção da gravidade, a circulação pelo menos parcial através da câmara anódica é feita contra a direção da gravidade e a circulação pelo menos parcial através da câmara catódica é feita contra a direção da gravidade.

[0062] Se chegar aos eletrodos, isto é, na câmara anódica e catódica, para a formação de gás por eletrólise, então o gás resultante poderá ser descarregado com a corrente de líquido de amostra para fora da câmara.

[0063] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do método, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, o método compreende ainda a medição da condutividade específica do líquido de amostra. A medição da condutividade específica do líquido de amostra ocorre antes da circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento preenchida com trocador iônico, limitada pelas duas membranas permseletivas, com o líquido de amostra.

[0064] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do método, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, o método compreende ainda a medição da condutividade específica do líquido de amostra. A medição da condutividade específica do líquido de amostra ocorre após a circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico, delimitada pelas duas membranas permseletivas, com o líquido de amostra e antes da circulação pelo menos parcial através da câmara anódica, localizada entre o ânodo e uma das membranas permseletivas, com o líquido da amostra.

[0065] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do método, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas e com cada uma das formas de concretização a serem mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, o método compreende ainda a desgaseificação de pelo menos uma parte do líquido de amostra. Em seguida, uma medição adicional da condutividade específica do líquido de amostra antes da circulação pelo menos parcial através da câmara anódica, localizada entre o ânodo e uma das membranas permseletivas, com o líquido de amostra.

[0066] Em uma forma de concretização de acordo com a invenção do método, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de concretização já mencionadas, desde que não sejam conflitantes neste âmbito, o método compreende ainda a medição integrada e contínua do fluxo do líquido de amostra.

[0067] As formas de concretização da presente invenção serão explicadas a seguir mais detalhadamente com referência às figuras. Onde:

[0068] A figura 1 mostra uma forma de concretização esquemati- camente ilustrada de um dispositivo de acordo com a invenção;

[0069] A figura 2 mostra uma forma de concretização esquemati camente ilustrada de um dispositivo de acordo com a invenção;

[0070] A figura 3 mostra uma forma de concretização ilustrada esquematicamente de acordo com a figura 2 de um dispositivo de acordo com a invenção com dois sensores de condutividade;

[0071] A figura 4 mostra uma forma de concretização ilustrada esquematicamente de acordo com a figura 3 de um dispositivo de acordo com a invenção com três sensores de condutividade;

[0072] A figura 5 mostra uma forma de concretização esquematicamente ilustrada de uma câmara de tratamento em perspectiva;

[0073] A figura 6 mostra uma forma de concretização esquematicamente ilustrada de uma câmara e tratamento em vista lateral;

[0074] A figura 7 mostra a câmara de tratamento de acordo com a invenção de acordo com a figura 5 em vista lateral;

[0075] A figura 8 mostra uma forma de concretização ilustrada esquematicamente de um dispositivo de acordo com a invenção com câmara de tratamento substituível em uma vista em perspectiva.

[0076] A figura 1 mostra esquematicamente uma forma de concretização de um dispositivo de acordo com a invenção para a eletrodeio- nização de um líquido de amostra.

[0077] O dispositivo 1 compreende um compartimento de ânodo 10 com um ânodo 13 e duas aberturas 11, 12, um compartimento de cátodo 20 com um cátodo 23 e duas aberturas 21, 22 e uma câmara de tratamento 30 com duas aberturas 31, 32. A câmara de tratamento 30 está localizada entre a câmara anódica 10 e a câmara catódica 20 e é preenchida com trocador iónico. As câmaras são espacialmente separadas por membranas permseletivas 33. O ânodo 13 e o cátodo 23 estão operativamente conectados a uma fonte de energia 40. A fonte de energia 40 garante uma tensão contínua aplicada entre o ânodo e o cátodo. Uma das aberturas 31, 32 da câmara de tratamento serve para alimentar o dispositivo 1 ou a câmara de tratamento 30 com o líquido de amostra, enquanto uma das aberturas 21, 22 da câmara catódica 20 serve para descarregar o líquido de amostra para fora do dispositivo 1 ou da câmara catódica 20. As aberturas restantes podem servir para estabelecer uma conexão operacional entre as câmaras. Se, por exemplo, a abertura 31 for usada para introduzir o líquido de amostra, então a abertura 32 poderá ser usada para obter uma conexão operativa entre a câmara de tratamento 30 e a câmara anódica 10, seja por meio da abertura 11 ou 12. Se a referida conexão operativa tiver sido produzida, por exemplo, através da abertura 12, a abertura 11 poderá ser conectada à abertura 21 ou 22 de modo a conseguir uma conexão operativa entre a câmara anódica 10 e a câmara catódica 20. Se, por exemplo, as aberturas 12 e 22 estiverem conectadas uma à outra, a abertura 21 poderá ser usada para descarregar o líquido de amostra para fora do dispositivo 1. Alternativamente, as aberturas podem também ser conectadas uma à outra, de tal modo que a câmara de tratamento esteja conectada operativamente à câmara catódica e a câmara catódica, por sua vez, esteja conectada operativamente à câmara anódica. Uma abertura da câmara de tratamento 31, 32 serve também para fornecer o líquido de amostra, enquanto uma abertura da câmara anódica 11, 12 serve então para descarregar o líquido de amostra. Na forma de concretização ilustrada, todas as aberturas estão no lado inferior ou no lado superior das câmaras. É também concebível que as aberturas estejam dispostas em uma das paredes laterais das câmaras, por exemplo, para cada câmara uma abertura no terço inferior da câmara e uma abertura no terço superior da câmara.

[0078] A figura 2 mostra um dispositivo de acordo com a invenção,como mostrado na figura 1, por meio do qual uma forma de concreti- zação do método de acordo com a invenção é explicada. Para fins de maior clareza da ilustração nem todos os elementos introduzidos já na figura 1, por meio de sinais de referência são indicados também na figura 2, mesmo que se trate de elementos idênticos. Isto se aplica, em particular, às aberturas ilustradas 11, 12, 21, 22, 31 e 32.

[0079] No dispositivo exemplificado ilustrado 1, é aplicada uma tensão contínua entre o ânodo 13 e o cátodo 23 por meio de uma fonte de energia 40. Um líquido de amostra 50 é conduzido à câmara de tratamento 30 através da abertura 31 e flui através da câmara de tratamento 30 preenchida pelo menos parcialmente resina de trocador ca- tiônico 30 ao longo das aberturas 31 e 32 na direção da gravidade. Uma vez que as aberturas 32 e 11 estão operativamente conectadas, o líquido de amostra 50, depois de ter circulado através da câmara de tratamento 30, flui para a câmara anódica 0 e flui através das aberturas 11 e 12 contra a direção da gravidade. Em seguida, o líquido de amostra 50 entra na câmara catódica 20 através da abertura 21 e flui através dela ao longo das aberturas 22 e 21 contra a direção da gravidade. O líquido da amostra sai através da abertura 22 para fora da câmara catódica 20.

[0080] Alternativamente, as câmaras podem também ser circuladas em sentido oposto à sua direção recém descrita e as aberturas das câmaras podem ser conectadas operativamente umas às outras de uma maneira arbitrária, desde que seja assegurado que o líquido de amostra circule primeiro através da câmara de tratamento 30, em seguida através da câmara anódica 10 e depois da câmara catódica 20. O líquido de amostra 50 circula através da câmara anódica 10 de modo que ele flua entre o ânodo 13 e a membrana permseletiva 33a, que é permeável aos cátodos, e está voltada ao ânodo 13. A câmara catódica 20 é atravessada pelo líquido de amostra 50 análogo à câmara anódica 10 em relação ao cátodo 23 e à membrana 33b. A câmara de tratamento 30 é atravessada pelo líquido de amostra 50 paralelo às membranas 33a e 33b. O líquido de amostra atravessa pelo menos parcialmente o campo elétrico entre o ânodo 13 e o cátodo 23 três vezes. Se a câmara de tratamento estiver preenchida, pelo menos parcialmente, com resina de trocador catiônico e as membranas permsele- tivas forem membranas permeáveis a càtions, então será possível utilizar o processo para a troca catiônica descrito.

[0081] No método ilustrado na figura 2, os processos serão explicados com mais detalhes abaixo:

[0082] Na câmara de tratamento, ocorre uma troca iônica dos íons dissolvidos no líquido da amostra. Se o trocador iônico, como neste exemplo, for uma resina de trocador catiônico, os ânions (por exemplo, Cl-) permanecerão na solução de amostra, mas os cátions (por exemplo, NH4 +, Na +) serão substituídos pelos cátions proporcionados pela resina de trocador catiônico (por exemplo, H +). Dentro da resina de trocador catiônico, os cátions (por exemplo, NH4 +, Na +) se movem ao longo do campo elétrico em direção ao cátodo e migram através da membrana permseletiva, permeável a cátions, voltada ao cátodo para a câmara catódica. O líquido de amostra trocado por cátions é transferido da câmara de tratamento para a câmara anódica. Lá, prótons (H +) são gerados por eletrólise da água no líquido de amostra. Esses prótons (H +) podem então migrar em direção ao cátodo, primeiro através da membrana permseletiva permeável a cátions voltada para o ânodo, depois através da membrana permeletiva permeável a cátions voltada para o cátodo. No seu caminho, os prótons (H +) cruzam a câmara de tratamento e estão disponíveis para a regeneração do trocador de íons. Se a resina de trocador de cátions for regenerada e não houver cátions (mais) presentes na água de amostra na câmara de tratamento, os prótons continuarão a migrar para a câmara catódica. Os ânions e gás (por exemplo, O2) também produzidos por eletrólise na câmara anódica são transportados para a câmara catódica com o líquido de amostra. Por electrólise da água, formam-se íons de hidróxido (OH-) e gás (por exemplo, H2) na câmara catódica. Os íons de hidróxido neutralizam os prótons (H +) migrados para a câmara catódica e/ou formam como contra-íons os hidróxidos correspondentes (por exemplo, NH4OH, NaOH) dos cátions migrados para a câmara catódica (por exemplo, NH4 +, Na +).

[0083] A figura 3 mostra esquematicamente uma forma de concretização de um dispositivo de acordo com a invenção para a eletrodeio- nização de um líquido de amostra. Também é mostrado o caminho do fluxo do líquido de amostra.

[0084] Antes do líquido de amostra 50 entrar na câmara de tratamento 30, ele passa por um sensor de condutividade 51 disposto em frente à abertura 31 da câmara de tratamento 30 que serve para a entrada do líquido de amostra 50 para medir a condutividade específica do líquido de amostra 50. Se o sensor de condutividade 51 compreender um sensor de temperatura, a condutividade específica compensada pela temperatura poderá ser determinada. Outro sensor de condutividade 52 está disposto entre a câmara de tratamento 30 e a câmara anódica 10. Além disso, na presença de um sensor de temperatura, este sensor de condutividade 52 pode medir a condutividade específica compensada pela temperatura e não apenas a condutividade específica.

[0085] A figura 4 mostra esquematicamente uma forma de concretização de um dispositivo de acordo com a invenção para a eletrodeio- nização de um líquido de amostra comparável à figura 3.

[0086] No entanto, os dispositivos ilustrados 1 diferem do dispositivo mostrado na figura 3 quanto ao sensor de condutividade adicional 53. A medição de condutividade com este sensor de condutividade 53 difere das medições com os sensores de condutividade 51 e 52 em que a condutividade específica "desgaseificada" (compensada por temperatura) pode ser determinada. Isto significa que é colocado a montante do sensor de condutividade 53 uma unidade de desgaseifi- cação 41, que desgaseifica o líquido de amostra. É suficiente fornecer apenas parte do líquido de amostra 50 para a unidade de desgaseifi- cação e para o sensor de condutividade 53. Esta parte ramificada pode então ser simplesmente novamente conduzida ao líquido da amostra restante antes de entrar na câmara anódica 10 ou pode ser guiada para a câmara anódica 10 através de uma abertura adicional separada sem associação prévia com o líquido de amostra restante ou pode simplesmente ser descartada, a saber, eliminada. No entanto, todo o fluxo de amostra não dividido também pode ser passado sequencialmente pelo sensor de condutividade 51, pela unidade de desgasifica- ção 41 e pelo sensor de condutividade 53, e depois conduzidos à câmara anôdica.

[0087] A figura 5 mostra esquematicamente uma forma de concretização de uma câmara de tratamento de acordo com a invenção para o uso em um dispositivo de eletrodeionização de um líquido de amostra.

[0088] No caso da ilustração trata-se de uma vista frontal de uma câmara de tratamento 30 com um lado frontal e um lado superior trans-parentes. O lado superior compreende uma abertura 31, que neste exemplo serve para introduzir o líquido de amostra 50. Além disso, o lado superior da câmara de tratamento 30 compreende uma abertura 34 para enchimento do trocador iônico e uma abertura 35 para desgasifi- cação do líquido de amostra 50 localizado na câmara de tratamento 30. No lado inferior há também uma abertura 32. Este é usado para gerar uma conexão operativa com a câmara anódica 10 ou a câmara catódica 20. A abertura 32 é coberta por uma unidade de filtro 36. A unidade de filtro 36 é uma placa de filtro de polietileno sinterizado, cujo tamanho de poro é de apenas 5% a 50% do tamanho de partícula do trocador iônico a ser preenchido na câmara de tratamento 30. A área e o comprimento de aresta da placa de filtro 36 corresponde substancialmente à área e ao comprimento de aresta do lado inferior da câmara de tratamento 30. No entanto, a placa de filtro 36 não está diretamente no lado inferior da câmara de tratamento, mas é suportada em elementos de suporte, neste exemplo em anéis de suporte perfurados. Todas as aberturas 31,32,34,35 da câmara de tratamento são formadas de modo que possam ser fechadas de modo estanque a água e ao ar.

[0089] A figura 6 mostra esquematicamente uma forma de concretização de uma câmara de tratamento de acordo com a invenção para o uso em um dispositivo de eletrodeionização de um líquido de amostra.

[0090] No caso da ilustração, trata-se de uma vista de duas superfícies laterais opostas de uma câmara de tratamento 30. Podemos observar os quadros retangulares, sobre os quais é colocada adesivamente cada membrana permseletiva 33 de modo estanque a gás e à água. Além disso, podem ser vistos dois filtros redondos 36 paralelos em plano às superfícies laterais e localizados entre as mesmas, que cobrem por um lado uma abertura de desgaseificação 35 e a abertura 31 para introduzir o líquido de amostra e por outro lado a abertura 32 para descarregar o líquido de amostra respectivamente para encaminhamento à camada anódica ou catódica. No lado superior existe também uma abertura 34 para encher o trocador iônico 60. Em uma superfície lateral está localizada atrás dos filtros 36, respectivamente um compartimento coletor 39 para o líquido da amostra. O fornecimento e a descarga do líquido da amostra ocorrem através de um furo curto no respectivo compartimento coletor 39. O eixo desses furos se estende substancialmente dentro do quadro paralelamente às superfícies das membranas permseletivas e sai no lado estreito do quadro.

[0091] A figura 7 mostra uma vista lateral esquemática de uma forma de concretização de acordo com a invenção da figura 5.

[0092] A superfície lateral ilustrada da câmara de tratamento 30 compreende um quadro 37 feito de plástico 37 com uma ranhura 28 circundante e uma membrana permseletiva 33 aplicada adesivamente sobre este quadro 37. Se a membrana 33 estiver conectada ao quadro 37 por meio de uma substância adesiva, o excesso de substância adesiva poderá fluir para a ranhura 38 e não escorre para fora ao longo das bordas laterais da membrana 33. A membrana 33 também pode ser fixada ao quadro 37 por meio de soldagem ultrassônica.

[0093] Alternativamente, uma superfície lateral de uma câmara de tratamento 30 também consiste em dois quadros dispostos congruentes 37, entre os quais uma membrana permseletiva 33 é fixada, por exemplo por colagem ou fixação. Além disso, o quadro 37 e a membrana 33 podem ser unidos por laminação.

[0094] A figura 8 mostra esquematicamente uma forma de concretização de um dispositivo de acordo com a invenção para a eletrodeio- nização de um líquido de amostra, que compreende uma câmara de tratamento comparável àquela mostrada na figura 5.

[0095] O dispositivo compreende uma câmara anódica 10, uma câmara catódica 20 e uma câmara 30 de tratamento permutável, que é inserida com precisão em um compartimento entre o ânodo e o cátodo e assim através de suas superfícies laterais compreendendo as membranas 33 permseletivas, possibilita a subdivisão espacial propriamente dita do dispositivo 1 em três câmaras.

[0096] É mostrado, em particular, um elemento de alojamento momentâneo da inserção da câmara de tratamento 30. As linhas tracejadas retas indicam onde a câmara de tratamento 30 é encontrada após a colocação correta, entre o ânodo 13 e o cátodo 23 e é fixada por meio de dispositivos de fecho automáticos.

[0097] A câmara anódica 10 e a câmara catódica 20 estão integralmente conectadas neste exemplo através de um lado inferior comum. Neste lado inferior, por exemplo, podem ser montados dois tri- lhos s paralelos, os quais podem servir como elementos de guia para as superfícies laterais da câmara de tratamento 30, providas das membranas premseletivas 33.

[0098] Por analogia, essas formas de concretização e exemplos que são previstos para a troca de cátions, podem também ser modificados dentro do escopo da invenção, de modo que possam ser usados para troca aniônica. Por exemplo, se fosse desejada uma troca aniônica como forma de eletrodeionização, a abertura da câmara de tratamento não prevista para a entrada do líquido da amostra seria conectada a uma abertura da câmara catódica, a outra abertura da câmara catódica seria conectada a uma das aberturas da câmara anódi- ca e a outra abertura da câmara anódica conectada à câmara catódica serviria, por sua vez, como uma abertura de saída para o líquido de amostra.

[0099] Um sensor de condutividade e, opcionalmente, outro sensor de condutividade com unidade de desgaseificação disposta na frente do mesmo seriam, por exemplo, dispostos entre a câmara de tratamento e a câmara catódica.

[00100] Além disso, trocadores aniônicos podem ser usados ao invés de trocadores catiônicos na câmara de tratamento. As membranas permseletivas que definem a câmara do tratamento seriam permeáveis aos ânions em vez dos cátions.

[00101] Outras modificações análogas no âmbito da invenção podem ser reconhecidas facilmente pelo versado na técnica.

Claims

1. Dispositivo (1) para a eletrodeionização de um líquido de amostra, compreendendo - uma câmara anódica (10) compreendendo duas aberturas (11, 12) e um ânodo (13); - uma câmara catódica (20) compreendendo duas aberturas (21, 22) e um cátodo (23); - uma câmara de tratamento (30) localizada entre a câmara anódica (10) e a câmara catódica (20), compreendendo duas aberturas (31, 32) e trocadores iônicos, sendo que respectivamente a câmara anódica (10) e a câmara catódica (20) são separadas da câmara de tratamento (30) por uma membrana permseletiva (33); e - uma fonte de energia (40) conectada operativamente ao ânodo (13) e ao cátodo (23); sendo que - uma das aberturas (31; 32) da câmara de tratamento (30), as aberturas (21, 22) da câmara catódica (20) e uma das aberturas (11; 12) da câmara anódica (10) estão conectadas umas às outras de modo que a câmara de tratamento (30) está hidraulicamente operativamente conectada à câmara catódica (20) e a câmara catódica (20) está hidraulicamente operativamente conectada à câmara anódica (10), caracterizado pelo fato de que uma abertura (31; 32) da câmara de tratamento (30), as aberturas (21; 22) da câmara catódica (20) e uma abertura (11; 12) da câmara anódica (10) estão conectadas umas às outras, de modo que o líquido de amostra alimentado é conduzido para a câmara de tratamento (30) na direção da gravidade e para a câmara anódica (10) e para a câmara catódica (20) contra a direção da gravidade.

2. Dispositivo (1) para a eletrodeionização de um líquido de amostra, compreendendo - uma câmara anódica (10) compreendendo duas aberturas (11, 12) e um ânodo (13); - uma câmara catódica (20) compreendendo duas aberturas (21, 22) e um cátodo (23); - uma câmara de tratamento (30) localizada entre a câmara anódica (10) e a câmara catódica (20), compreendendo duas aberturas (31, 32) e trocadores iônicos, sendo que respectivamente a câmara anódica (10) e a câmara catódica (20) são separadas da câmara de tratamento (30) por uma membrana permseletiva (33); e - uma fonte de energia (40) conectada operativamente ao ânodo (13) e ao cátodo (23); sendo que - uma das aberturas (31; 32) da câmara de tratamento (30), as aberturas (11, 12) da câmara anódica (10) e uma das aberturas (21; 22) da câmara catódica (20) estão conectadas umas às outras de modo que a câmara de tratamento (30) está hidraulicamente operativamente conectada à câmara anódica (10) e a câmara anódica (10) está hidraulicamente operativamente conectada à câmara catódica (20), caracterizado pelo fato de que uma abertura (31; 32) da câmara de tratamento (30), as aberturas (11; 12) da câmara anódica (10) e uma abertura (21; 22) da câmara catódica (20) estão conectadas umas às outras, de modo que o líquido de amostra alimentado é conduzido para a câmara de tratamento (30) na direção da gravidade e para a câmara anódica (10) e para a câmara catódica (20) contra a direção da gravidade.

3. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca-racterizado pelo fato de que um sensor de condutividade (51) é disposto em frente às aberturas (31; 32) não conectadas da câmara de tratamento (30).

4. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 2 ou 3, ca- racterizado pelo fato de que um sensor de condutividade (52) é disposto entre a câmara de tratamento (30) e a câmara anódica (10).

5. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de desgaseificação (41) disposta depois do sensor de condutividade (52), sendo que após a unidade de desgasificação (41) está disposto um outro sensor de condutividade (53).

6. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos sensores de condutividade (51; 52; 53) compreende um sensor de temperatura.

7. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um sensor de fluxo disposto antes de pelo menos um dos seguintes - uma das aberturas (31; 32) da câmara de tratamento (30), - uma das aberturas (11; 12) da câmara anódica (10), - uma das aberturas (21; 22) da câmara catódica (20).

8. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivindi cações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que o trocador iônico é uma resina de trocador catiônico.

9. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o trocador iônico é um trocador iônico indexado por cor, em particular uma resina de trocador catiônico induzida por cor.

10. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a câmara de tratamento (30) é projetada pelo menos parcialmente transparente, em particular ao longo das aberturas (31, 32) da câmara de tratamento (30).

11. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 10, carac-terizado pelo fato de que compreende um sensor óptico para monitorar o trocador iônico.

12. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 3 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende um sistema eletrônico de medição, que detecta e processa pelo menos um dos seguintes - sinal de pelo menos um dos sensores de condutividade, - sinal de pelo menos um dos sensores de temperatura, - sinal de pelo menos um dos sensores de fluxo, - sinal de pelo menos um sensor óptico, - uma tensão da fonte de energia (40), - uma corrente da fonte de energia (40).

13. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das aberturas (31, 32) da câmara de tratamento (30) compreende uma unidade de filtro.

14. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma membrana condutora de íons, disposta em pelo menos uma das seguintes - câmara anódica (10) entre o ânodo (13) e a membrana permseletiva (33) voltada ao ânodo (13) - câmara catódica (20) entre o cátodo (23) e a membrana permseletiva (33) voltada ao cátodo (23).

15. Dispositivo (1) de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a câmara de tratamento (30) é substituível.

16. Câmara de tratamento (30) para o uso em um dispositivo (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, apresentando uma estrutura básica quadrangular e compreendendo duas aberturas (31, 32) espaçadas uma da outra e duas superfícies laterais opostas entre si, que são formadas por cada membrana per- mseleativa (33), caracterizada pelo fato de que as superfícies laterais opostas entre si compreendem, cada uma, um quadro retangular que forma uma parte da estrutura básica, sobre o qual é aplicada adesivamente uma membrana permseletiva (33).

17. Câmara de tratamento (30) de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que é colocada adjacente a uma das aberturas (31; 32) uma outra abertura para enchimento de trocador iônico e/ou uma outra abertura para desgaseificação, sendo que preferivelmente pelo menos uma das outras aberturas pode ser fechada de modo estanque a água e gás.

18. Câmara de tratamento (30) de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das aberturas é coberta por uma unidade de filtro.

19. Câmara de tratamento (30) de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizada pelo fato de que os lados externos das superfícies laterais formadas, cada uma, por uma membrana permseletiva (33) são providos de elementos de proteção fixados de forma removível, em particular providos de placas rígidas.

20. Método de eletrodeionização de um líquido de amostra para execução em um dispositivo, como definido na reivindicação 1, compreendendo as etapas de - aplicação de uma tensão a um ânodo (13) e cátodo (23) espacialmente separados por duas membranas (33a, 33b) permseleti- vas; - circulação pelo menos parcial através de uma câmara de tratamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iô- nico, delimitada pelas duas membranas permseletivas (33a, 33b), com o líquido de amostra; em seguida - circulação pelo menos parcial através de uma câmara anódica (10), localizada entre o ânodo (13) e uma das membranas permseletivas (33a), com o líquido da amostra; em seguida - circulação pelo menos parcial através de uma câmara catódica (20), localizada entre o cátodo (23) e a outra membrana per- mseletiva (33b), com o líquido da amostra, caracterizado pelo fato de que - a circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico ocorre na direção da gravidade; - a circulação pelo menos parcial através da câmara anódi- ca (10) ocorre contra a direção da gravidade; e - a circulação pelo menos parcial através da câmara catódica (20) ocorre contra a direção da gravidade.

21. Método de eletrodeionização de um líquido de amostra para execução em um dispositivo, como definido na reivindicação 2, compreendendo as etapas de - aplicação de uma tensão a um ânodo (13) e cátodo (23) espacialmente separados por duas membranas (33a, 33b) permseleti- vas; - circulação pelo menos parcial através de uma câmara de tratamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iô- nico, delimitada pelas duas membranas permseletivas (33a, 33b), com o líquido de amostra; em seguida - circulação pelo menos parcial através de uma câmara catódica (20), localizada entre o cátodo (23) e a outra membrana per- mseletiva (33b), com o líquido da amostra; em seguida - circulação pelo menos parcial através de uma câmara anó- dica (10), localizada entre o ânodo (13) e uma das membranas permse- letivas (33a), com o líquido da amostra, caracterizado pelo fato de que - a circulação pelo menos parcial através da câmara de tra- tamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico ocorre na direção da gravidade; - a circulação pelo menos parcial através da câmara anódi- ca (10) ocorre contra a direção da gravidade; e - a circulação pelo menos parcial através da câmara catódica (20) ocorre contra a direção da gravidade.

22. Método de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa adicional de - medição da condutividade específica do líquido de amostra antes da etapa da circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico, limitada pelas duas membranas permseletivas (33a, 33b), com o líquido de amostra.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa adicional de - medição da condutividade específica do líquido de amostra após a etapa da circulação pelo menos parcial através da câmara de tratamento (30) preenchida pelo menos parcialmente com trocador iônico, limitada pelas duas membranas permseletivas (33a, 33b), com o líquido de amostra.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de - desgaseificação de pelo menos uma parte do líquido de amostra; e em seguida - medição adicional da condutividade específica após a etapa da medição da condutividade específica do líquido de amostra.

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa adicional de - medição contínua e integrada do fluxo do líquido de amostra.