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DANIELLA STEPHENY CARVALHO ANDRADE
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Caracterização reológica e térmica do poli(ácido lático) em compósitos com casca de ovo de galinha e óleo de copaíba
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Advisor : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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COMMITTEE MEMBERS :
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GLORIA MARIA VINHAS
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MARCOS GOMES GHISLANDI
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RENATA BARBOSA
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Data: Feb 15, 2022
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Show Abstract
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Neste trabalho, foi utilizado o pó da casca do ovo de galinha in natura (COI) e calcinada (COC) como fonte de carbonato de cálcio (CaCO3), cuja composição foi confirmada por difração de raios X (DRX), e efeito da calcinação avaliado por análise termogravimétrica (TGA). O COC foi misturado ao poli(ácido lático) (PLA) em diversos teores, aos compósitos com 5% foram adicionados óleo essencial (OE) ou óleo vegetal (OV) de copaíba. Os compósitos foram processados em misturador interno sob diferentes condições e posteriormente caracterizados por reometria de torque para obtenção dos parâmetros reológicos. Foram verificadas as propriedades térmicas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por DSC, foram analisadas a cinética de fusão e a cinética de cristalização a frio, além do efeito do OV e OE na temperatura de transição vítrea. Os resultados mostraram que a calcinação do COC retirou materiais orgânicos sem que houvesse modificação da estrutura cristalina que é composta exclusivamente por calcita, um polimorfo do CaCO3. O PLA puro apresentou índice de pseudoplasticidade menor do que as outras composições. O PLA/COC7 apresentou menor variação da massa molar média ponderal com o aumento da velocidade dos rotores. O OE reduziu a temperatura de transição vítrea (Tg) em até 5°C. Todos os sistemas estudados apresentaram picos duplos de fusão. As taxas de cristalização observadas para os compósitos contendo OE são maiores do que as encontradas nos outros sistemas.
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NICKOLLY BUKKYO VIEIRA SERAFIM
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ESTUDO DA ADSORÇÃO DE CLONAZEPAM EM BIOCARVÕES RESIDUAIS DO PROCESSO DE GASEIFICAÇÃO
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Advisor : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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COMMITTEE MEMBERS :
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CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
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DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
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Data: Feb 15, 2022
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Show Abstract
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No presente trabalho, o carvão vegetal obtido após a gaseificação de resíduos de madeira foi testado em batelada para remoção do fármaco clonazepam. Dentre os objetivos específicos/etapas destacam-se: a obtenção dos carvões de gaseificador; a caracterização dos carvões utilizando a microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), determinação de área específica pelo método BET, e ponto de carga zero; realizar ensaios cinéticos e de equilíbrio termodinâmico para cada carvão; avaliar o ajuste dos modelos cinéticos e termodinâmicos propostos na literatura aos resultados obtidos nos ensaios com os adsorventes e realizar um estudo de toxicidade dos efluentes após o tratamento. Foi constatado a eficiência do carvão na remoção do clonazepam, colaborando assim para a sustentabilidade ambiental, tendo foco também na economia circular.
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MARCOS ANDRÉ SOARES DE OLIVEIRA
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DEGRADAÇÃO DE MISTURA DE CORANTES EM EFLUENTE TÊXTIL SINTÉTICO VIA PROCESSOS FENTON E FOTO-FENTON HOMOGÊNEOS E HETEROGÊNEOS
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Advisor : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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COMMITTEE MEMBERS :
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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JOAN MANUEL RODRÍGUEZ DÍAZ
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Data: Feb 21, 2022
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Show Abstract
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Pesquisas sobre a presença de vestígios de produtos químicos orgânicos em ambientes aquáticos provenientes de efluentes industriais apontam grandes impactos dos despejos de águas residuais no meio ambiente. Desta forma, processos cada vez mais desenvolvidos estão sendo desenvolvidos para atingir os padrões necessários de qualidade dos efluentes oriundos do setor industrial. Os processos oxidativos avançados (POAs) têm se destacado no tratamento e pré-tratamento de compostos de difícil biodegradabilidade em águas, reduzindo os impactos ambientais. Dentre os principais tipos de POA utilizados, o processo foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV) foi o que melhor se adaptou no tratamento da mistura dos azocorantes têxteis preto direto 22, preto ácido 172 e preto reativo 5. Foram avaliados processos homogêneos (utilizando sulfato ferroso) e heterogêneos (aplicando magnetita), em duas matrizes distintas (aquosa e efluente sintético), que geraram resultados de degradação eficiente (>70%) para os dois comprimentos de onda avaliados (576 nm e 228 nm). Estudo cinético demonstrou que os dados obtidos se ajustaram ao modelo de pseudo-primeira ordem de Chan e Chu (2003) e na avaliação de toxicidade o tratamento não demonstrou nível de toxidade preocupantes para as sementes testadas (cenoura, alface, agrião e rúcula) e as cepas de bactérias escolhidas (Escherichia coli e Salmonella enteritidis).
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MARINA GOMES SILVA
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PRODUÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS DE CELULOSE BACTERIANA/Fe PARA DEGRADAÇÃO DE SOLUÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS POR PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS
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Advisor : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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COMMITTEE MEMBERS :
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
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LEONIE ASFORA SARUBBO
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Data: Feb 22, 2022
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Show Abstract
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O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver novos materiais compósitos, a base de celulose bacteriana (CB) e íons de Fe2+, para serem aplicados na degradação da mistura de corantes têxteis preto direto 22 e azul reativo 21, via processo foto-Fenton, empregando reator sunligth. Os materiais produzidos pelos métodos in-situ e ex-situ foram testados como catalisador nas reações de oxidação, constatando-se que o primeiro método obteve melhor eficiência. Em seguida, o melhor compósito foi caracterizado por diversas técnicas, como FT-IR, TGA, MEV e DRX, a fim de se conhecer as principais propriedades do material obtido. A concentração do agente oxidante foi otimizada em 100 mg.L-1, atingindo-se uma degradação de 95% para os grupamentos dos cromóforos e 77% para os grupos dos aromáticos, característico da mistura de corantes, após 60 min de tratamento. Já o estudo cinético de degradação atingiu o equilíbrio após 120 min de experimento e seguiu um perfil de pseudo primeira-ordem, ajustando-se bem aos modelos de Chan e Chu (2003) e He e colaboradores (2016). Foi realizado também um estudo de recuperação do nanocompósito para manter a eficiência de degradação após o primeiro ciclo de uso, atingindo 99% e 95% de degradação, após 5 ciclos, para os respectivos grupos supracitados. Por fim, observou-se que o processo foto-Fenton, empregando-se o nanocompósito CB/Fe como catalisador, proporcionou melhores condições de crescimento para os diferentes organismos avaliados, apresentando melhores níveis de toxicidade.
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INGRID LARISSA DA SILVA SANTANA
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DEGRADAÇÃO DO CORANTE TÊXTIL PRETO DIRETO 22 EMPREGANDO PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS ELETROQUÍMICOS E HOMOGÊNEOS
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Advisor : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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COMMITTEE MEMBERS :
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FERNANDA ARAUJO HONORATO
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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Data: Feb 24, 2022
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Show Abstract
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O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a degradação de corante têxtil preto direto 22 pelos processos oxidativos avançados homogêneos (Fenton e foto-Fenton) e eletroquímico (oxidação anódica e eletro-Fenton). O trabalho teve ainda como objetivos específicos: avaliar os tipos de eletrodo e eletrólitos mais eficientes e viáveis para o processo eletroquímico; definir as melhores condições experimentais do processo homogêneo e para o processo eletroquímico; acompanhar cinética de degradação através da concentração do corante para os melhores sistemas e adequação a modelos cinéticos; avaliar a eficiência dos melhores processos para efluente real; caracterizar o eletrodo por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x e analisar a toxicidade antes e após o tratamento frente a diferentes organismos. Foi possível verificar que ambos os processos foram eficientes no tratamento do corante, sendo atingida uma degradação > 95% tanto para os processos homogêneos quanto eletroquímicos, após 60 min. A avaliação cinética mostrou que os processos seguem um perfil de pseudo primeira-ordem, apresentando ajuste aos modelos de cinéticos propostos por Chan e Chu e He et al. O estudo da toxicidade mostrou que o emprego dos tratamentos utilizados não conduziu a formação de produtos tóxicos, assim, as amostras tratadas poderiam ser descartadas no corpo receptor. Dessa forma, ambos os processos são eficientes, porém os eletroquímicos caracterizam uma alternativa para tratamento de efluente sem a utilização reagentes externos.
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ÍTALO RICARDO SILVA DE ARAÚJO
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ESTUDO DA DESATIVAÇÃO E REGENERAÇÃO DO CATALISADOR ESTRUTURADO Ni/(La2O3/Al2O3) APLICADO A REFORMA SECA DO METANO.
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Advisor : LUCIANO COSTA ALMEIDA
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COMMITTEE MEMBERS :
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CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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PEDRO NOTHAFT ROMANO
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Data: Apr 27, 2022
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Show Abstract
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Neste trabalho foram sintetizados os catalisadores Ni/γ-Al2O3 e Ni/La2O3-γ-Al2O3, os quais foram empregados na reforma seca do metano. Os catalisadores frescos foram caracterizados pelas de DRX, MEV, Adsorção-dessorção de N2, Espectroscopia de absorção atômica e Redução a temperatura programada (RTP). Foram estudados, a partir da aplicação da reação de reforma seca do CH4, os efeitos de razão de alimentação dos reagentes (CH4/CO2), do La como promotor do suporte e da utilização do sistema estruturado (monólitos). Os catalisadores pós-reação foram caracterizados por espectroscopia RAMAN, MEV e DRX. Foram ainda desenvolvidos estudos dos efeitos de desativação e regeneração do catalisador estruturado em conjunto com aplicação de modelagem cinética em termos da atividade catalítica. Para os catalisadores frescos à análise de DRX indicou melhor dispersão para o catalisador Ni/La-Al. Na análise de RTP observou-se que a espécie NiAl2O4 foi mitigada devido a adição de La. Nos catalisadores pó de Ni/La-Al reação, o RAMAN mostrou uma diminuiçlao significativa de carbono amorfo. No estudo catalítico, o Ni/La-Al apresentou-se superior ao Ni/Al em cerca de 10% na condição de maior desativação. No sistema estruturado, os catalisadores Ni/La-Al e Ni/Al apresentaram-se, em termos de conversão, superiores em 10% e 20% ao sistema em pó, respectivamente. No estudo de desativação observou-se que o valor da atividade residual diminui no sentido de maior desativação que é o aumento da WHSV (velocidade espacial). Outrossim, na modelagem, foi possível verificar que estatisticamente o modelo proposto MDAR 1 teve bons ajustes. Na regeneração, o CO2 apresentou melhor desempenho que o H2. Na modelagem de regeneração observou-se que o modelo proposto, MRA1, mostrou-se representativo aos dados experimentais. Além disso, foi possível verificar que o maior valor de 𝜅𝑟 (menor reativação) atribuído a WHSVreg = 20 L.gcat-1.h-1.
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MARIA ALICE DE MELO PINHEIRO
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Desenvolvimento de pontos de carbono a partir de fonte renovável como nanomarcador de combustível
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Advisor : LUIZ STRAGEVITCH
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COMMITTEE MEMBERS :
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ADRIANA FONTES
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FERNANDA ARAUJO HONORATO
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GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
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Data: May 30, 2022
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Show Abstract
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Neste trabalho, foram desenvolvidos pontos de carbono utilizando a vinhaça como fonte de carbono inédita para serem aplicados como nanomarcadores de etanol hidratado combustível. Três rotas sintéticas foram avaliadas para a síntese das nanopartículas, sendo elas refluxo, solvotérmica e hidrotérmica. Em seguida, foram realizadas as caracterizações ópticas e estruturais dos pontos de carbono. A síntese hidrotermal demonstrou resultados superiores frente às rotas solvotermal e refluxo, com tempo de reação de 12 horas, demonstrando ser uma rota sintética de baixo custo e ecologicamente correta. O nanomarcador obtido pela via hidrotermal apresentou propriedades ópticas que permitiram sua aplicação em etanol hidratado combustível, e demonstrou que os pontos de carbono podem ser utilizados para a marcação do combustível sem causar mudanças visuais nem alteração do pH. A inovação proposta nesta pesquisa demonstrou que o uso da vinhaça como precursor de pontos de carbono foi satisfatório, gerando desenvolvimento e inovação tecnológica. Assim, foram usados princípios da química verde para a formação de nanopartículas ambientalmente corretas a partir de uma síntese simples, de baixo custo, e com possibilidade de ampliação para a escala industrial.
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DAYANE CAROLINE TENÓRIO E SILVA
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITO À BASE DE POLIANILINA MODIFICADO COM QUITOSANA E OCTACETATO DE SACAROSE APLICADO À ADSORÇÃO DO CORANTE SINTÉTICO PRETO DE REMAZOL
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Advisor : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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COMMITTEE MEMBERS :
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GLORIA MARIA VINHAS
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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MOHAND BENACHOUR
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Data: Jul 26, 2022
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Show Abstract
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O presente trabalho objetivou a síntese de um compósito à base de polianilina (PAni) e quitosana, modificado com octaacetato de sacarose (SOA) – PANI-SOA@Qui -, sua caracterização e sua aplicação como adsorvente do corante sintético Preto de Remazol em solução aquosa. A sua caracterização se deu por MEV, DRX, FT-IR, UV-VIS, BET, TGA/DTG, condutividade e PCZ. Os resultados da caracterização revelaram um material de morfologia aglomerada e semicristalino; sob o estado de oxidação sal de esmeraldina; com condutividade e área superficial mais acentuada, em comparação ao material sintetizado na ausência do SOA; e PCZ 4,18. Do estudo adsortivo, foi encontrada uma condição ótima de remoção (>99%) para 60 mgL-1 de corante, 0,25g L-1 de adsorvente, pH na faixa de 2 a 7 e temperatura de 30 °C. O processo adsortivo seguiu cinética de pseudoprimeira ordem e equilíbrio que se adequou ao modelo de Langmuir. O estudo termodinâmico revelou uma adsorção de natureza física, endotérmica, espontânea e com aumento entrópico. Foi observada alta eficiência de remoção do efluente sintético cujo pH estava dentro da faixa 2-7 e uma remoção acima de 74% em até 4 ciclos de adsorção-dessorção. Pode-se considerar, portanto, que o compósito PAni-SOA@Qui é uma alternativa promissora para a remoção desse corante de rejeitos que o contém.
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AYRLANE ALVES DE LIMA SALES LOPES
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Síntese do óxido de grafeno funcionalizado para remoção de gás sulfídrico presente no gás natural
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Advisor : CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
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COMMITTEE MEMBERS :
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LUCIANO COSTA ALMEIDA
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MARCIO VILAR FRANCA LIMA
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SANTIAGO ARIAS HENAO
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Data: Jul 29, 2022
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Show Abstract
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Devido a influência econômica do gás natural (GN) no Brasil, o aperfeiçoamento das técnicas de refino do GN é de grande importância, visto que interfere de forma positiva no setor energético do país. Neste sentido, uma das principais etapas no processo de refino é a remoção do gás sulfídrico (H2S) presente no GN, processo conhecido como dessulfurização. O H2S provoca a formação de chuvas ácidas, poluição da água, do solo, intoxicação da fauna e flora, além de provocar a corrosão das tubulações e reagir com maioria dos metais. Com essa perspectiva, um adsorvente a base de óxido de grafeno (GO) foi desenvolvido por meio da decomposição térmica (DT) do ácido cítrico (AC), suco de limão, uma rota alternativa ao processo tradicional que tem como base os princípios da química verde, uma vez que o método tradicional produz resíduos altamente tóxicos. Sabendo que o H2S é um gás ácido e que o GO também apresenta uma estrutura ácida, a funcionalização com amina (GOF-DI) foi realizada, a fim de deixar o GO com características básicas, proporcionando a interação entre a GOF-DI e o gás. Destaca-se ainda que o H2S apesenta alta afinidade com metais, logo, a GOF-DI também foi funcionalizada com cobre e ferro, a fim de analisar o comportamento de adsorção com esses materiais. A caracterização do GO e das GOF’s foi realizada pelas técnicas de FTIR, DRX, BET, FRX e TGA/DTG. Por meio do espectro de FTIR observou-se que houve a formação dos elementos, devido a presença de picos característicos do material. No DRX foi possível notar o aumento da distância interplanar, GO = 0,49 nm, GOF-DI = 0,63 nm, GOF-DI+Cu = 0,68 nm e GOF-DI+Fe = 0,37 nm. Nas análises de BET a área superficial do GO foi de 18,05 m2.g-1, enquanto que para a GOF-DI de 456,40 m2.g-1. Com as análises de TGA/DTG observou-se que o GO apresenta a perda de grupos funcionais menos estáveis na faixa de 150 a 234 °C, enquanto que na faixa de 234 a 373 °C há perda de grupos funcionais estáveis, e por fim na faixa de 373 a 479 °C acontece a degradação da estrutura. Em contrapartida as GOF’s apresentaram estruturas mais estáveis, visto que a degradação dos grupos funcionais e da estrutura é detectada a partir de 155 a 530 °C. Além da caracterização dos materiais, foram realizados testes de adsorção para avaliar o processo adsortivo e determinar a capacidade de adsorção das GOF’s. Esses testes foram avaliados por meio de analises como FTIR, TGA/DTG e UV no qual demostraram a presença do H2S incorporado na estrutura dos adsorventes. A capacidade de adsorção frente ao H2S da GOF-DI foi de 357,80 mg.g^(-1) e da GOF-DI+Cu 547,84 mg.g^(-1).
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BRUNO AUGUSTO CABRAL ROQUE
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ESTUDO VIA SIMULAÇÃO DAS CONDIÇÕES HIDRODINÂMICAS EM CÉLULA REATIVA PARA A BIOMINERALIZAÇÃO CIMENTÍCIA USANDO PLANEJAMENTO FATORIAL E FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL
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Advisor : LEONIE ASFORA SARUBBO
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COMMITTEE MEMBERS :
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
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HILARIO JORGE BEZERRA DE LIMA FILHO
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Data: Jul 29, 2022
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Show Abstract
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O concreto é um dos materiais de construção mais utilizado na construção civil. Porém, as ações antrópicas fazem com que o concreto seja bastante sensível à formação de fissuras. Recentemente, diversos tipos de agentes microbianos autocurativos foram incorporados ao concreto para promover a formação de carbonato de cálcio na área de fissura. Este processo é conhecido como biomineralização. Assim, visando estudar as melhores condições para a biomineralização, com o uso da Fluidodinâmica Computacional (CFD) e planejamentos fatoriais, tornam o projeto em destaque a ser alvo de investigações científicas. As simulações foram realizadas seguindo 2 planejamentos fatoriais na forma de Delineamentos Compostos Centrais Rotacionais (DCCRs). Com a utilização do software SOLIDWORKS® 2020, foram construídas as geometrias das células reacionais e realizadas as simulações CFD. Foi realizado um estudo de convergência de malha, estudos de quantificação do efeito da velocidade do gás e da pressão utilizando CFD, além de uma análise estatística. A melhor combinação de malhas para realizar as simulações é a malha global 4 e a malha local 5. Os resultados das simulações CFD nas células reacionais e as análises estatísticas, para os parâmetros de velocidade do gás e de pressão, evidenciam que a vazão de ar foi o fator de maior sensibilidade em todos os casos. A geometria com entrada e saída de ar na parte lateral é considerada a melhor opção para a realização de futuros trabalhos experimentais.
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REINALDO ALVES DA SILVA JUNIOR
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Produção de bio-óleo a partir de bagaço de cana-de-açúcar por liquefação térmica
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Advisor : LEANDRO DANIELSKI
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COMMITTEE MEMBERS :
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CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
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EMMANUEL DAMILANO DUTRA
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JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
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Data: Aug 31, 2022
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Show Abstract
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A liquefação térmica é um processo de conversão da biomassa a altas pressões e temperaturas e na presença de um solvente, produzindo um bio-óleo com elevado poder calorífico. Como este produto é uma alternativa aos combustíveis fósseis, é necessário desenvolver metodologias que viabilizem a produção deste óleo em larga escala. Os parâmetros operacionais influenciam bastante o rendimento e a composição deste produto e por isso, temperatura, tempo de reação, concentração de catalisador (K2CO3) e solvente (água e etanol) foram avaliados para determinar a combinação que leva ao melhor rendimento em bio-óleo. Nos experimentos hidrotérmicos, a concentração de catalisador foi a variável mais significativa, porém, levou a um menor rendimento de bio-óleo devido à migração de compostos para a fase aquosa. O melhor rendimento com este solvente foi 37,2%, obtido a 300°C, tempo de 0 minutos e sem catalisador. Nos experimentos com etanol, apenas a temperatura e o tempo foram avaliados e o melhor rendimento foi de 63,8%, a 300°C e 30 minutos. Análises de FTIR e CG-EM indicaram que os bio-óleos produzidos nas reações não catalisadas com água são ricos em compostos oxigenados, principalmente álcoois, ésteres e derivados, e aqueles provenientes das reações catalisadas tiveram uma maior quantidade de aromáticos. Os espectros de infravermelho dos bio-óleos de reações com etanol indicaram a presença de aromáticos que eles possuíam mais aromáticos e menos compostos com carbonila, além de fragmentos de polissacarídeos
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SANTULLA LEIDE BERNARDES VASCONCELOS CARVALHO
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CONVERSÃO CATALÍTICA DA FRAÇÃO HOLOCELULÓSICA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR EM POLIÓIS E DERIVADOS
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Advisor : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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COMMITTEE MEMBERS :
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EMMANUEL DAMILANO DUTRA
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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MARIA DE LOS ANGELES PEREZ FERNANDEZ
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MOHAND BENACHOUR
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SERGIO LUCENA
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Data: Jan 28, 2022
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Show Abstract
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A hidrólise ácida da biomassa e a hidrogenação de seus produtos sacarídicos foram combinadas visando a conversão catalítica de extratos da fração holocelulosica (hemicelullose, celulose) do vegetal com predominâncias de xilose e glicose estruturadas em polímeros naturais. O bagaço da cana-de-açúcar foi deslignificado em um pré-tratamento de três etapas (extrações ácidas, básicas e orgânicas), em seguida a hemicelullose foi extraída com ácido sulfúrico (2,5 % v/v) obtendo-se xilose (22 g.L-1 ) em solução, que tratada foi hidrogenada com o catalisador bimetálico (Ni 10% - Ru 1% massa), revelando uma seletividade de 90% em xilitol após uma hora de operação. As evoluções cinéticas do processo foram representadas via modelo matemático que incluiu os valores da velocidade específica de reação envolvendo energia de ativação da ordem de 12,91 kJ mol-1. Prevendo disponibilidade da celulose, sua conversão foi realizada em meio aquoso com ácido acético e catalisador bimetálico de níquel e rutênio (10% - 1% em massa) suportado em carvão ativado, operando-se em reator de leito de lama. Resultaram uma conversão de 95% da celulose e rendimento em torno dos 90% em sorbitol, em 4 horas de reação. Assumindo etapas de hidrólise e hidrogenação dos oligômeros (celobiose) e da glicose através interações de superfície com o hidrogênio, foi aplicada a abordagem de Langmuir-Hinshelwood para expressar as taxas de reação do processo. Balanços de massa dos sacarideos e do produto sorbitol forneceram equações cujas soluções foram ajustadas às evoluções de suas concentraçoes garantindo a quantificação das constantes de velocidade da reação, de dissociação do ácido acético e de adsorção, nas seguintes ordens de grandeza 𝑘ℎ=1,040x10-2min-1 , 𝑘 ′ 1∗=1,425x10-2min-1 , 𝐾𝐴𝐶= 2,124x10-3 , 𝐾𝑆= 4,699x10-3 L.s-1 , respectivamente.
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LIVIA DIAS CAMPELO DE FREITAS
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PROCESSAMENTO DO ABACAXI: SECAGEM DA POLPA E APROVEITAMENTO DA COROA DA FRUTA COMO ADSORVENTE DO CORANTE AMARELO TARTRAZINA
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Advisor : OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
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COMMITTEE MEMBERS :
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MOHAND BENACHOUR
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JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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ANA CAROLINE DE OLIVEIRA
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RAFAEL AUGUSTO BATISTA DE MEDEIROS
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Data: May 23, 2022
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Show Abstract
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O abacaxi é uma planta tropical que tem destaque na fruticultura. Objetivando-se utilizar o máximo da fruta realizou-se a secagem convectiva da polpa e utilização da coroa como precursor de adsorventes.As fatias de abacaxi foram pré-tratadas por imersão em etanol, solução etanol: água, etanol assistida por ultrassom (E100US) e solução aquosa de etanol assistida por ultrassom. Cinco modelos de camada fina foram utilizados para ajuste aos dados experimentais. Os coeficientes de difusividade efetiva foram calculados por meio do modelo baseado na Lei de Fick. As amostras E100US obtiveram menor tempo de secagem. O modelo Exponencial de 2 Termos obteve o melhor ajuste aos dados experimentais. As análises dequalidade mostraram que o uso do ultrassom teve influência na retenção de bioativos e que E100US não apresentou escurecimento significativo. Em relação à coroa, foram produzidos adsorventes através de diferentes. Dentre os adsorventes, o tratado por ácido (CA-A) foi o que apresentou maior capacidade adsortiva do corante Amarelo Tartrazina. O CA-A foi caracterizado pelas técnicas de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia IV, análise termogravimétrica, titulação de Boehm, microscopia eletrônica de varredura e pH do ponto de carga zero. As melhores condições observadas foram pH 2 e dose de 1 g.L-1 . No estudo cinético, a adsorção atingiu o equilíbrio em 240 min. O modelo de Sips representou as isotermas de adsorção e os parâmetros termodinâmicos indicaram processo espontâneo e endotérmico.
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ALEX LEANDRO ANDRADE DE LUCENA
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Degradação de antirretrovirais utilizando processos oxidativos avançados homogêneos e heterogêneos em reator fotolítico de bancada
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Advisor : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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COMMITTEE MEMBERS :
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DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
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GIOVANNA MACHADO
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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Data: May 30, 2022
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Show Abstract
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Os contaminantes farmacêuticos, como a lamivudina e zidovudina, destacam-se dada recalcitrância. Logo, foi projetado e construído um reator de bancada com radiação combinada (UV-C, UV-A e sunlight) para tratar a mistura de fármacos frente a processos oxidativos avançados (POA) homogêneos e heterogêneos. Para os POA homogêneos os ensaios em meio aquoso (MA) evidenciaram maior eficiência para uso isolado de radiação UV-C. Para fotocatálise heterogênea foram realizados ensaios com placas de latão calcinadas e recobertas com dois tipos de TiO2 (A) e (B) sob irradiação UV-C, atingindo uma degradação máxima de 70,83% para MA a e 37,81% para o efluente sintético (ES), após 300 min de tratamento. Os dados para os POA homogêneos se ajustaram aos modelos cinéticos de Chan e Chu e He et al. com R2> 0,93. Para a fotocatálise heterogênea, os dados também seguem uma cinética de pseudo-primeira ordem. A eficiência dos POA também foi determinada via CLAE, obtendo-se degradações > 96% para os processos homogêneos e na faixa de 75% para a fotocatálise heterogênea (MA) e entre 38 e 42% para o ES. Ensaios de toxicidade envolvendo a aplicação de sementes de alface, cenoura e tomate mostraram uma inibição do crescimento das três sementes para as soluções submetidas aos POA, nas duas matrizes. Tal comportamento não foi verificado para as soluções iniciais, indicando que os intermediários formados durante os POA podem ser mais tóxicos.
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CLAUDIA JÉSSICA DA SILVA CAVALCANTI
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Simulação e otimização de processos para obtenção de biocombustíveis: etanol, bioquerosene de aviação e diesel verde
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Advisor : MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
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COMMITTEE MEMBERS :
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MYLENE CRISTINA ALVES FERREIRA REZENDE
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AMANDA DUARTE GONDIM
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DEIVSON CESAR SILVA SALES
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JOSÉ ANDRÉ CAVALCANTI DA SILVA
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LEANDRO DANIELSKI
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Data: Jun 30, 2022
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Show Abstract
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O Brasil destaca-se na transição energética graças à produção crescente de biocombustíveis, que é uma alternativa ambientalmente sustentável aos combustíveis fósseis. Levando em consideração que o País é o segundo maior produtor mundial de biocombustível, este trabalho investigou três novos processos: desidratação de etanol utilizando líquidos iônicos (LI) como solventes, conversão de etanol em biocombustível de aviação e hidrogenação de óleo de soja para produção de diesel verde. Todos os processos foram simulados com o Aspen Plus® com base em dados disponíveis na literatura. A desidratação do etanol foi configurada por meio de planejamentos experimentais e da função desejabilidade, maximizando a pureza do etanol anidro combustível (EAC) e minimizando o consumo energético. O menor consumo energético foi observado para o LI [Mim][Cl](1665 kJ/kg de EAC) seguido por [Emim][Cl] < [Hmim][Cl] < [Bmim][Cl]. Já para a produção de biocombustível de aviação foi proposta uma inovação com a integração da eletrólise microbiana para produção de hidrogênio a partir da vinhaça. Por último, a hidrogenação do óleo de soja brasileiro para produzir diesel verde foi simulado com uma razão hidrogênio/óleo de 0,031, com consumo energético de 1181 kW/h. Mais de 80% do óleo foram convertidos, sendo aproximadamente 65% em diesel verde. Além disso, foi feita uma previsão das propriedades físico-químicas simuladas que apresentaram valores dentro das especificações. Desta maneira esta tese apresentou a viabilidade de novas tecnologias para fortalecer o uso de biocombustíveis.
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ROSANGELA CRISTINE DA SILVA HENAUTH
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Separação de Misturas Água/Óleos Residuais de Fritura (ORF) Aplicando a Flotação por Pré-Saturação Induzida (FPSI) em uma Planta Semi-Industrial
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Advisor : MOHAND BENACHOUR
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COMMITTEE MEMBERS :
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CARLOS COSTA DANTAS
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CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
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YANA BATISTA BRANDÃO
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Data: Aug 1, 2022
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Show Abstract
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A indústria de produtos de limpeza, por utilizarem óleos e gorduras na obtenção de alguns de seus produtos, destaca-se como grande geradora de efluentes de vários tipos, entre esses, a mistura água-óleo. Estas águas oleosas são geradas principalmente na etapa de lavagem de tambores de coleta de óleos residuais de fritura (ORF). Esses resíduos são fornecidos por cozinhas pertencentes a bares, hotéis, lanchonetes, ou mesmo de ambientes domésticos. Além dos efluentes aquosos produzidos pela lavagem química dos ORF para recuperação de óleos e gorduras, os recipientes coletores (bombonas plásticas) precisam ser devolvidos com determinado grau de limpeza para a empresa responsável pela coleta. Esta situação pode sofrer um agravamento devido à formação de incrustações oleosas (graxas), na parte externa do coletor, solicitando o uso de detergentes no processo de limpeza. Dessa forma, água oleosa contendo detergente tem sido adicionada ao referido efluente, dificultando a tarefa de recuperação da água para reuso e da fase orgânica para retorno ao processo. Neste trabalho de pesquisa, a técnica de Flotação por Pré-saturação Induzida - FPSI, foi desenvolvida e aplicada em um protótipo semi-industrial (SI) para tratamento do efluente de uma indústria de produtos de limpeza, mais especificamente de sabão em barra. O uso de um protótipo de bancada em acrílico foi responsável pelo desenvolvimento preliminar do flotador. Na pré-saturação do efluente oleoso foram utilizadas bombas centrífugas multiestagiadas, adaptadas para produção de microbolhas de ar. Os experimentos com o FPSI-SI foram conduzidos visando a melhoria da eficiência de separação água-óleo, em função das condições de reciclo do flotador. Para um teor de óleos e graxas de 950 mg.L-1 na alimentação do flotador, eficiências da ordem de 95% foram obtidas para uma razão de reciclo de 0,51. A condição de pré-saturação induzida trouxe indicações de mais um mecanismo auxiliar de flotação, para dar à estratégia de reaproveitamento dos ORF um caráter mais sustentável.
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ROBSON DE SOUZA VASCONCELOS
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Simulação Fluidodinâmica de um Protótipo Semi-Industrial de Flotação por Pré-Saturação Induzida para Separação Água-Óleo.
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Advisor : MOHAND BENACHOUR
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COMMITTEE MEMBERS :
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CARLOS COSTA DANTAS
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FRANCISCO MADEIRO BERNARDINO JUNIOR
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JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
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Data: Aug 15, 2022
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Show Abstract
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Águas residuais oleosas, constituem uma grande parte dos efluentes industriais, são decorrentes tanto de etapas no processo produtivo quanto das atividades fabril de manutenção. Neste contexto, o setor industrial tem direcionado pesquisas para implementar novas tecnologias de tratamento do efluente oleoso, adequadas às circunstâncias de cada empresa. Para que assim, as águas tratadas, proveniente de tais tecnologias, sempre obedeçam aos padrões normativos governamentais de descarte, em vigor. Neste trabalho, uma investigação computacional foi aplicada para avaliar o comportamento fluidodinâmico de um Flotador por Pré-saturação Induzida (FPSI) em escala Semi-Industrial (SI) no tratamento de águas oleosas. A referida pesquisa, abordou simulações da separação entre água e agregados estáveis, compostos por microbolhas envoltas por um filme oleoso proveniente do contato com gotículas de óleo. A densidade desses agregados, foi estimada combinando-se as propriedades teóricas com a eficiência total de remoção do material oleoso, obtido de forma experimental, para seis cenários distintos, de acordo com a concentração de óleo na alimentação do sistema. Para realização das simulações, utilizou-se um modelo fluidodinâmico homogêneo, juntamente com a ferramenta de estudo de partículas, ambos presentes no software Solidworks denominada de Flow Simulation. Verificou-se, que os perfis fluidodinâmicos de distribuição dos particulados, apresentavam eficiência mais próxima do aferido experimentalmente, para cenários com maior teor oleoso na alimentação. Além disso, a maioria dos agregados formados são constituídos de particulados na faixa de 80 a 40 μm de diâmetros.
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HELENISE ALMEIDA DO NASCIMENTO
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PRODUÇÃO DE BIOPOLÍMERO DE CELULOSE BACTERIANA ADITIVADO COM ANTIOXIDANTE NATURAL.
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Advisor : GLORIA MARIA VINHAS
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COMMITTEE MEMBERS :
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CRISTIANA MARIA PEDROSO YOSHIDA
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EDUARDO HENRIQUE LAGO FALCAO
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GUILHERMINO JOSE MACEDO FECHINE
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PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
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YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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Data: Aug 19, 2022
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Show Abstract
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Nesse estudo foram desenvolvidas matrizes de celulose bacteriana (CB) aditivadas pelos métodos in situ e ex situ com a utilização de extratos ricos em substâncias antioxidantes naturais, derivados da casca de uva e do repolho roxo, para emprego em aplicações cosméticas. A produção da CB foi realizada com a bactéria Komagataeibacter hansenii em meios com diferentes composições dos extratos produzidos e do meio padrão (Hestrin-Schramm - HS). Verificou-se que após 7 dias de cultivo os rendimentos obtidos variaram entre 84 e 155 g.L-1 de CB hidratada. As amostras produzidas exibiram elevadas porosidade e capacidade de retenção de água (≈ 98%). Ademais, foi realizado um processo de esterilização por irradiação gama para garantir a biossegurança das matrizes. As CB antes e após a esterilização foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, difratometria de raios-X, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados destas análises demonstraram que não houve alterações nas estruturas química e morfológica das CB após a esterilização. Foi também a avaliada a atividade antioxidante e os melhores resultados foram encontrados nas CB produzidas com extrato da casca de uva puro pelos métodos in situ (U100-G) e ex situ (HS-UG“ex situ”), com médias de 35,6% e 30,3%, respectivamente. Além disso, foi observado que os materiais produzidos são capazes de liberar os extratos incorporados em meio aquoso. O conjunto de resultados encontrados demonstram que as CB obtidas apresentaram características hidratantes e antioxidantes, além da capacidade de liberação de compostos, propriedades importantes para uso em aplicações cosméticas. Ademais, os meios propostos mostraram-se eficientes, aumentando o rendimento e reduzindo os custos de produção em comparação aos obtidos com o meio padrão HS.
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CAROLINE MARIA BEZERRA DE ARAUJO
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Water and wastewater treatment by recyclable agar-graphene oxide biocomposite hydrogel in batch and fixed-bed adsorption column: bench experiments and modeling for the selective removal of organic
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Advisor : MARCOS GOMES GHISLANDI
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COMMITTEE MEMBERS :
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DIANA CRISTINA SILVA DE AZEVEDO
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MANUEL FERNANDO RIBEIRO PEREIRA
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MOHAND BENACHOUR
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PATRICIA PREDIGER
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YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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Data: Aug 25, 2022
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Show Abstract
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Devido às suas propriedades, os materiais à base de grafeno têm se mostrado promissores como adsorventes de contaminantes orgânicos em água. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver compósitos utilizando óxido de grafeno e o biopolímero ágar para o tratamento de águas e efluentes. O biocompósito foi sintetizados utilizando diferentes proporções de óxido de grafeno e ágar. Foram realizados experimentos de adsorção em batelada e em fluxo contínuo para adsorção dos corantes aniônicos Laranja Ácido 7 e Preto Reativo 5 e catiônicos Azul do Nilo A, Azul de Metileno, Verde Malaquita, Fucsina Básica e Safranina-O e o fármaco cloroquina difosfato. O hidrogel apresentou resultados satisfatórios para a remoção de corantes catiônicos e do fármaco. As isotermas de equilíbrio foram obtidas e ajustadas aos modelos de Freundlich, Langmuir e Sips, e os dados cinéticos foram ajustados aos modelos de força motriz e equação de difusão de Fick. Experimentos em leito fixo foram realizados para o hidrogel (80% de ágar e 20% de OG), variando as vazões de alimentação na coluna, e as curvas de ruptura foram obtidas em cada caso. Os valores de capacidade de adsorção experimentais para o leito fixo, em base seca, variaram de 226,46 a 38,11 mg.g−1 para os compostos estudados. A solução obtida após o tratamento indicou uma diminuição da fitotoxicidade. O material apresentou capacidade regenerativa notória, comprovando sua eficácia no tratamento de efluentes têxteis industriais.
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SALIM ABDELNOR ARRUDA
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Estudo do processo de cristalização do biocompósito poli(adipato de butileno co-tereftalato)(PBAT)/fibra de coco
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Advisor : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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COMMITTEE MEMBERS :
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ANNA RAFFAELA DE MATOS COSTA
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FELIPE PEDRO DA COSTA GOMES
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JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
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MARCOS GOMES GHISLANDI
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MOHAND BENACHOUR
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Data: Aug 30, 2022
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Show Abstract
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O acúmulo de resíduos plásticos em aterros sanitários, rios e ilhas, além da contaminação da fauna e da flora com esses dejetos, acarretou uma pesquisa intensa em materiais biodegradáveis que possam substituir os tradicionais materiais sintéticos advindos do petróleo. Os polímeros biodegradáveis são uma opção que vem sendo constantemente estudada e que pode, em um futuro próximo, competir com os polímeros a base de petróleo. O poli (adipato de butileno-co-tereftalato) (PBAT) é um copoliéster aromático-alifático e um exemplo de um material plástico biodegradável de origem petroquímica. Embora o PBAT seja bastante estável, degrada-se a temperaturas de processamento (140-230 °C), como a maioria dos poliésteres, por hidrólise da ligação éster na presença de umidade e por cisão de cadeia induzida termicamente, mesmo na ausência de água. Como resultado, uma diminuição na massa molar média é observada após o processamento. Portanto, torna-se necessário o estudo da cristalização do PBAT atrelado a fibras de coco, com o intuito de diminuir o custo do compósito, além de buscar melhorias nas propriedades térmicas, como cristalinidade relativa, taxa de cristalização, temperatura do pico de cristalização, entre outras variáveis. Neste trabalho foram estudados os parâmetros de cristalização a partir do fundido para o sistema PBAT/10 e 20% fibra de coco conduzidos a diferentes taxas de resfriamento (5,10,15,20 e 25 °C/min) e fluxo de nitrogênio a 50 mL/min e, posteriormente, esses parâmetros de cristalização foram comparados para as diferentes taxas de resfriamento. Uma análise reológica foi realizada para estudar como a fibra e o tratamento da superfície afetam o processamento dos compósitos. A partir do tratamento de dados obtidos para os parâmetros de cristalização a partir do fundido, realizou-se a modelagem cinética para os modelos de Pseudo-Avrami, Ozawa e Mo.
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