A hidrogenação de CO₂ para metanol, com a produção direta de DME a partir do metanol produzido, não apenas reduz as emissões de CO₂ mas também produz uma fonte de energia de alta qualidade que é fácil de armazenar e transportar. Neste contexto, foram sintetizados dois catalisadores a partir do método da impregnação úmida de sais percursores de Cu(NO₃)₂•3H₂O  e Zn(NO₃)₂•6H₂O, sendo o primeiro suportado em zeólita HZSM-5 acidificada e em seguida dopada com CaO, material preparado a partir de sucessivas calcinação e hidratação da casca de ovo de galinha. Já o segundo catalisador utilizando como suporte a γ-alumina (Al₂O₃), com um pré-tratamento térmico com rampa de aquecimento de 5^o/min até 900^oC, que permaneceu por 2 horas. A caracterização do material (suportes e catalisadores) foi conduzida a partir das técnicas de Espectroscopia Raman, Difratometria de Raio-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Análise Textural, Isoterma de BET (BET) e Análise Termogravimétrica (TGA). Os catalisadores bimetálicos Cu-Zn suportados nos respectivos suportes, exibiram conversões de CO₂, variando entre 10,51% e 21,37% e seletividade para metanol que oscilando entre 40,64% e 94,46%, enquanto a seletividade para DME alcançou 54,70% para o catalisador de Cu-Zn/HZSM-5@CaO nas melhores condições operacionais (T=240^oC e P=30bar), com espaço-tempo estacionário, em comparação com o catalisador convencional preparado de Cu-Zn/Al₂O₃ utilizando as mesmas condições operacionais de velocidade espacial de 0,5 h^-1, razão molar de CO₂/H₂ de 1/3, temperatura de 240^oC e pressão de 30 bar.

O processamento e refino de petróleo contaminam efluentes com poluentes como HPAs, BTEX, compostos fenólicos (fenol e cresol), sulfurados (benzotiofeno e dibenzotiofeno) e nitrogenados (quinolina e indol). Embora os tratamentos biológicos sejam viáveis, sua eficácia é limitada, pois podem não degradar completamente compostos altamente tóxicos. Os processos oxidativos avançados (POAs) utilizam radicais oxidantes para degradar compostos tóxicos recalcitrantes. Fotocatalisadores como TiO2 puro ou combinado com g-C3N4, Fe2O3, Fe3O4 e CuO, ativados pela luz, geram esses radicais na presença de oxigênio dissolvido na água. O objetivo deste trabalho foi de preparar e caracterizar fotocatalisadores de materiais heteroestruturados g-C3N4/TiO2 P25 (com 25% de g-C3N4), g-C3N4 e TiO2 P25 comercial para degradar a quinolina. Os catalisadores heteroestruturados foram preparados utilizando TiO2 P25 comercial e g-C3N4 obtido a partir da policondensação térmica da ureia. Os catalisadores foram caracterizados por análises termogravimética, textural e morfológica. O teste fotocatalítico foi a partir de uma solução 20 mg L–1 de quinolina e 0,5 g L–1 de catalisador, sob radiação de luz solar artificial e lâmpada LED azul por 90 min de reação. Foram coletadas alíquotas ao longo do tempo de reação para analisar o decaimento da concentração medida por CLAE. Os melhores resultados obtidos foram com TiO2 P25 e o 25% g-C3N4/TiO2 P25, obtendo 97% e 93% de degradação da quinolina, respectivamente em 90 min sob lâmpada de luz policromática similar a radiação da luz solar. Ambos os materiais apresentaram estabilidade ao longo de seis ciclos, com degradação final de 94,8% e 85,7%, respectivamente. Conclui-se que a síntese do compósito foi eficiente na formação de heterojunção, apresentando melhor desempenho na fotodegradação da quinolina sob luz policromática, aliado a uma boa estabilidade ao decorrer de múltiplos ciclos. Estes resultados destacam seu enorme potencial para aplicações ambientais no tratamento de efluentes de indústrias de petróleo.

O acúmulo de resíduos plásticos em áreas costeiras representa uma preocupação ambiental significativa, afetando ecossistemas e a saúde humana. A pirólise é uma alternativa promissora para a valorização desses resíduos, promovendo sua degradação térmica em atmosfera inerte. Este estudo teve como objetivo sintetizar zeólitas ferrierita hierárquicas (micro-mesoporosas) impregnadas com níquel e aplicá-las na pirólise de resíduos de filmes de polipropileno (PP) coletados na praia do Pina, em Recife–PE. A ferrierita foi obtida pelo método hidrotérmico convencional, dessilicada para geração de mesoporosidade e posteriormente impregnada com níquel em teores de 5, 10 e 20%. As amostras foram caracterizadas por DRX, adsorção-dessorção de nitrogênio, EDX, TPD-NH₃ e H₂-TPR, confirmando a formação de materiais micro-mesoporosos com inclusão de níquel. A pirólise foi realizada em microrreator conectado a cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas. A energia de ativação (Ea) da pirólise de PP foi estimada via cinética isoconversional de Flynn-Wall-Ozawa e Kissinger-AkahiraSunose.  A pirólise não catalítica gerou majoritariamente hidrocarbonetos C₃–C₄₀ (91%). A ferrierita microporosa favoreceu alcanos em detrimento dos dienos e hidrocarbonetos na faixa C₃–C₃₃, enquanto os catalisadores hierárquicos promoveram hidrocarbonetos na faixa C₃–C₁₇. A energia de ativação (Ea) reduziu-se de ~250 kJ·mol⁻¹ (sem catalisador) para ~140 kJ·mol⁻¹ com catalisadores modificados. Os resultados indicam que a pirólise catalítica é eficiente para reciclar filmes de PP não adequados para reciclagem mecânica, gerando hidrocarbonetos com potencial industrial.

A liquefação térmica é uma rota promissora para a conversão de resíduos lignocelulósicos em bio-óleos com potencial aplicação energética. Neste trabalho, investigou-se a produção de bio-óleo a partir do bagaço e da palha de cana-de-açúcar, utilizando misturas de água e etanol em diversas proporções como solventes. O estudo foi dividido em duas etapas: a otimização da proporção de solventes e a avaliação dos efeitos de parâmetros operacionais (temperatura, tempo de reação e concentração de catalisador). Na primeira etapa, observou-se que a proporção 80-20 (água-etanol, em massa) apresentou os maiores rendimentos de bio-óleo, alcançando até 33,1% para o bagaço e 33,5% para a palha, em massa, enquanto a proporção 50-50 resultou nos maiores valores de poder calorífico superior, alcançando 28,4 e 29,3 MJ/kg, respectivamente. A segunda etapa foi conduzida com a proporção 80-20, que apresentou maiores valores de eficiência de recuperação energética, 51,4 e 50,1%, respectivamente. Um planejamento fatorial completo foi feito para avaliar o impacto dos parâmetros operacionais. Os resultados mostraram que a temperatura foi o principal fator com influência sobre o rendimento de bio-óleo, apresentando efeito negativo. Em contrapartida, o catalisador K2CO3 promoveu leve aumento no rendimento, embora sem significância estatística. As condições ótimas para obtenção de maiores rendimentos em massa e eficiência de recuperação energética foram 300 °C, 30 minutos de tempo de reação e concentração de 0,05 mol/L de catalisador, sob as quais obtiveram-se 41,3 e 67,1% para o bagaço, e 39,6 e 59% para a palha, respectivamente. Todos os bio-óleos apresentaram elevados valores de poder calorífico superior, sendo os mais altos registrados sob a temperatura de 350 °C, com valores de até 32,1 MJ/kg. A caracterização química dos bio-óleos por CG-EM revelou a presença de compostos oxigenados, incluindo fenóis, álcoois, ácidos carboxílicos, ésteres e cetonas, além de hidrocarbonetos e compostos nitrogenados em menores proporções. Esses compostos apresentam potencial valor agregado para aplicações nas indústrias química e energética. Esses resultados contribuem para o aprofundamento do conhecimento sobre a liquefação térmica de resíduos da cana-de-açúcar em sistemas água-etanol, e valorização energética de resíduos da cana-de-açúcar.

A crescente demanda por fontes de energia renováveis tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis para produção de hidrogênio. Neste trabalho, foi investigada a produção fotocatalítica de H2 via water splitting, empregando TiO2 como catalisador e diferentes álcoois como reagentes de sacrifício. Inicialmente, realizaram-se experimentos com o catalisador disperso em solução, visando à otimização das condições operacionais. Por meio de planejamento experimental e análise estatística (ANOVA e gráfico de Pareto), identificou-se o pH e o percentual de reagente de sacrifício como variáveis mais significativas. A função desejabilidade indicou como ponto ótimo uma condição fora do intervalo central estudado, sugerindo a possibilidade de respostas superiores em faixas expandidas. A aplicação dos valores otimizados (pH = 9,4; 1,84 g·L-1 de TiO2 e 18,4% de metanol) resultou em uma produção de H2 duas vezes maior que a do melhor ensaio do planejamento. A comparação entre os diferentes álcoois avaliados revelou que o etilenoglico proporcionou a maior produção, devido à sua estrutura com múltiplas hidroxilas, alta polaridade e por diminuir consideravelmente o ∆Gº da reação. O estudo cinético apontou que o aumento da concentração de álcool ocasionou uma diminuição na taxa de produção de H2, evidenciando que em elevadas concentrações de reagente de sacrifício, o processo não segue a cinética de Langmuir-Hinshelwood, ajustando-se melhor ao modelo da Lei de Potência (R² = 0,93). Na segunda etapa, o catalisador foi imobilizado espumas de cobre e monolitos de FeCrAl. As análises por MEV confirmaram a preservação da estrutura do TiO2, embora tenha sido observada aglomeração. Os ensaios fotocatalíticos mostraram maior atividade para a espuma com menor densidade de poros, enquanto o monolito apresentou melhor aderência e maior reprodutibilidade nos testes de reuso. Os resultados obtidos reforçam o potencial da fotocatálise heterogênea como rota viável para a produção sustentável de hidrogênio, destacando a importância da otimização das variáveis operacionais e da escolha do suporte catalítico.

A contaminação dos recursos hídricos por metais tóxicos e corantes sintéticos provenientes de efluentes industriais configura um problema ambiental e de saúde pública de grande relevância. Entre as alternativas de tratamento, a adsorção apresenta vantagens como elevada eficiência, simplicidade operacional e possibilidade de regeneração do material. Neste trabalho, foi desenvolvido e aplicado um compósito formado por óxido de grafeno decorado com hematita (OG/αFe₂O₃) imobilizado em macroalga marrom para a remoção simultânea do corante catiônico Azul de Metileno (AM) e do íon metálico Pb²⁺ em sistema contínuo de coluna de leito fixo. O compósito foi obtido por síntese química controlada e imobilização em biomassa previamente tratada. O material foi caracterizado por MEV/EDS para identificação da morfologia junto com a presença do chumbo e ferro no durante o processo de síntese do OG até a dessorção. Nos ensaios, analisando as curvas de ruptura o material apresentou elevada capacidade de retenção, tanto para o AM quanto para Pb²⁺. A hematita incorporada agiu como catalisador no processo de fotocatálise heterogênea, promovendo degradação significativa do corante, favorecendo a regeneração do adsorvente. Além disso, a etapa de dessorção química possibilitou a recuperação eficiente do chumbo, viabilizando seu reaproveitamento e aumentando da sustentabilidade no processo. Os resultados obtidos evidenciam o potencial do compósito na utilização de processos contínuos, principalmente na utilização de nanopartículas como o OG em estudos de coluna de leito fixo unindo adsorção e fotocatálise para o tratamento de efluentes.

Neste trabalho, o óxido de grafeno (OG) foi sintetizado a partir da oxidação de grafite pelo método de Hummers modificado. Posteriormente, o OG foi funcionalizado com dimetil sulfóxido (DMSO) e tiocianeto de potássio para obtenção do novo óxido de grafeno tio funcionalizado (OG-SH). Análises de espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e de Raman, Difração de Raios-X (XRD), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), espelhamento dinâmico de luz (DLS) e Termogravimetria (TGA) foram realizadas para caracterizar o OG e OG-SH. Ambos os materiais foram então avaliados como adsorventes do contaminante orgânico furfural através de uma abordagem comparativa entre os adsorventes. Estudos em batelada de cinética, equilíbrio, termodinâmica e regeneração do adsorvente foram realizados para investigar a afinidade do OG, OG-SH para o furfural. A avaliação inicial de adsorção, mostrou que o óxido de grafeno não conseguiu adsorver o furfural. Após a funcionalização do OG constatou-se que o contaminante foi adsorvido e assim os estudos de cinética indicaram que o sistema atingiu o estado de equilíbrio após 5 min. A capacidade de adsorção no equilíbrio (qe) foi de 636,93 mg.g-1 ; e a constante cinética k2 0,01575 g.mg-1.min-1, para o furfural. Além disso, o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Estudos de equilíbrio mostraram capacidade máxima de adsorção na monocamada de 722,12mg.g-1 para o furfural, além disso, a isoterma de Langmuir-Freundlich se ajustou melhor à adsorção ao sistemas avaliado. Experimentos termodinâmicos revelaram que todos os sistemas foram espontâneos [ΔGº < 0] e evidenciaram a natureza física da adsorção do furfural pelo OG-SH [ΔGº = -11,74 kJ.mol-1]. Experimentos de reciclagem do adsorvente mostraram que o óxido de grafeno tio funcionalizado a taxa de remoção de AM acima de 40% após 5 ciclos.

Um dos principais problemas nas regiões semiáridas do planeta é a escassez de água. Uma das indústrias mais consumidoras de água é a indústria têxtil, o intenso uso de produtos químicos dentre eles corantes têxteis geram efluentes com alta carga poluidora, seu descarte irregular causa contaminação ambiental de corpos hídricos. Incentivos para empresas amigas do ambiente e legislação ambiental mais rígida têm impulsionado o reuso de água pelas unidades fabris. Apesar de existir vários sistemas de tratamento de efluentes têxteis, nem sempre a eficiência desses tratamentos, permite que os efluentes sejam lançados com qualidade necessária para reduzir os impactos na qualidade da água dos corpos receptores. Nesse sentido, tratamentos avançados desses efluentes tem se mostrado uma alternativa promissora, como o uso de membranas funcionalizadas com fotocatalisadores. Neste trabalho foram preparadas membranas de celulose e polimérica com MOF tipo MIL-88A a base de ferro para tratar o corante têxtil RB5. A membrana de celulose obteve fluxo de permeação de 4755 L h-1 m-2bar-1e uma taxa de rejeição de 91-100 % para o corante, também apresentou alta reciclabilidade (30 ciclos). O estudo com a membrana polimérica teve uma abordagem diferente, da qual foi possível elucidar o mecanismo de separação membrana-contaminante durante o processo filtração.

O objetivo deste trabalho foi otimizar um revestimento super-hidrofóbico (SHF) sobre a liga de alumínio 5052 (AA5052) por meio da técnica de spray-coating, utilizando uma solução aquosa de sílica, seguida da pulverização de Hexadeciltrimetoxisilano em etanol. A eficiência do método na hidrofobização foi avaliada em três substratos: vidro, papel filtro e madeira tipo MDF. A metodologia aplicada conferiu superhidrofobicidade à liga AA5052, com ângulo de contato (θ) de 164°. O revestimento apresentou comportamento autolimpante, com ângulo de inclinação (AI) de 1°, e 99,98% de eficiência na inibição da corrosão. Além disso, demonstrou excelente estabilidade térmica, mantendo a propriedade hidrofóbica até 200 °C (θ = 112). Nos demais substratos, o valor de θ aumentou de 42° para 135° no vidro, de 0° para 165° no papel filtro e de 54° para 147° na madeira MDF. O papel filtro SHF apresentou autolimpeza flutuabilidade em água e eficiência de separação água–óleo diesel de 95,5% após 12 ciclos. A liga AA5052 revestida manteve o comportamento SHF durante o ensaio de abrasão por areia, sem alteração nos valores de θ e de AI. No papel filtro revestido, o ensaio de desgaste com lixa #1500 resultou na redução do θ para 120° após um percurso de 140 cm de atrito. Esses resultados demonstram que a metodologia empregada é uma alternativa viável para o desenvolvimento de revestimentos SHF com propriedades multifuncionais.

Esta tese investigou a aplicação de monólitos metálicos estruturados recobertos com dióxido de titânio (TiO₂) como leitos adsorventes contínuos para o tratamento de efluentes têxteis, com foco na remoção de corantes tipicamente utilizados nesse tipo de indústria. O sistema foi desenvolvido a partir de uma formulação otimizada de suspensão, alcançando uma taxa de aderência média do TiO2 superior a 90% sobre a superfície do latão. Foram avaliados os efeitos do pH (2 a 8), vazão (1 a 5 mL·min⁻¹), razão massa/volume de TiO₂ (1 a 6 mg·cm⁻²) e concentração inicial do corante (6,25 a 25 mg·L⁻¹). Com 4 mg·cm⁻² de TiO₂, o sistema oteve remoção de 39,55% para solução de 6,25 mg·L⁻¹, aumentando a capacidade adsortiva para 13,26 mg·g-¹ quando a concentração foi elevada para 25 mg·L⁻¹. Os modelos de Yoon-Nelson e Yan descreveram satisfatoriamente as curvas de ruptura (R² de 0,940 e 0,888, respectivamente). Avaliou-se também o efeito a altura do leito, verificando que o sistema operou por mais de 2000 minutos sem atingir saturação com 13 cm de leito, sugerindo uma zona de transferência de massa ampliada e maior tempo de contato ao longo dos canais. A espuma metálica recoberta com TiO₂ apresentou desempenho ainda mais significativo, com até 50% de remoção, atribuída à sua estrutura tridimensional com maior área de contato efetiva, mesmo com porosidade de 0,74. Em relação à regeneração, a fotoxidação assistida promoveu perda de 63% na eficiência, enquanto o tratamento térmico manteve a performance com apenas 3% de queda. Notavelmente, a regeneração térmica resultou na conversão do corante adsorvido em produtos gasosos de valor agregado, como CO₂, alcançando uma produção de até 3653 mol·kg⁻¹ de contaminante tratado. Os resultados reforçam o potencial de aplicação de sistemas estruturados adsorventes em escala industrial, com vantagens como operação contínua, estabilidade do material, fácil manuseio e recuperação, além de integração com processos de valorização energética.

Este estudo investigou a produção de bio-óleo através da liquefação térmica de biomassas lignocelulósicas — bagaço e palha de cana-de-açúcar e madeiras de eucalipto e Pinus — usando água e etanol como solventes. Foram conduzidos oito experimentos planejados, incluindo fatoriais 2³ com ponto central para hidrólise em água e 2² com ponto central para hidrólise em etanol. Catalisador (K₂CO₃), temperatura (280–350 °C) e tempo de reação (0–30 min) foram variáveis avaliadas, destacando-se o catalisador como mais influente na conversão e qualidade dos produtos. O etanol proporcionou os maiores rendimentos de bio-óleo, especialmente para bagaço de cana (63,25%), com menor teor de água (4,31–9,25%) comparado à água (4,26– 17,38%). Os bio-óleos apresentaram poder calorífico superior (25,59–35,68 MJ/kg) e os biochars variaram entre 14,18–27,97 MJ/kg, evidenciando potencial energético. Análises elementares mostraram teores médios de carbono (55,64–68,45%), razões H/C (1,07–1,63) e O/C (0,34–0,63), indicando redução de oxigênio comparado à biomassa original. Espectros de FTIR e CG-MS revelaram complexidade química com presença de fenóis, ácidos carboxílicos, cetonas e ésteres. A distribuição de carbono mostrou predominância no bio-óleo (68,02%) com etanol, enquanto com água foi menor, destacando-se o potencial da LT para biocombustíveis e insumos químicos, fortalecendo a viabilidade de processos sustentáveis para valorização de resíduos na indústria agroindustrial brasileira.

A secagem é uma técnica que tem como propósito remover parte da água presente nos alimentos e, assim, aumentar a sua conservação por mais tempo. O uso de diferentes tipos de pré-tratamentos tem sido estudado como forma de reduzir o tempo de secagem, e diminuir alterações na qualidade do alimento. Esse trabalho teve como objetivo estudar a secagem de abóbora Moranga com e sem pré-tratamento com solução de 2% de ácido cítrico ou ácido acético, em diferentes tempos de imersão (10, 20 e 30 min) e assistida por ultrassom (25 kHz). As secagens foram realizadas em um secador convectivo na temperatura de 60 ºC e velocidade do ar de 2 m/s. As análises de qualidade feitas foram: atividade de água, cor, teor de ácido ascórbico, carotenoides totais e fenólicos totais. As amostras pré-tratadas com ácido acético apresentaram maior ganho de água e maior perda de sólidos. A difusividade efetiva de água variou de 6,68 x10−8 m 2 /s a 7,31 x10−8 m 2 /s , as amostras pré-tratadas apresentaram os maiores valores. O modelo de Wang e Singh obteve o melhor ajuste dos dados experimentais. A abóbora seca teve valores de atividade de água inferiores a 0,60. Em relação a cor, houve um aumento da luminosidade (L*), redução do parâmetro (a*) e aumento do parâmetro (b*) para as condições estudadas. A secagem resultou em perda do teor de ácido ascórbico, fenólicos e carotenoides

Neste estudo investigou-se a aplicação de ondas ultrassônicas na atomização do caldo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), para recuperação de água na indústria sucroalcooleira, uma vez que esta técnica da engenharia verde equivale a cerca de 10% da energia gasta para vaporização térmica da água. Dada a grande quantidade de água utilizada nos processos de produção de açúcar e etanol, a implementação de técnicas eficazes de recuperação de água não apenas minimiza o impacto ambiental através da redução do consumo e do desperdício de água, mas também contribui para a redução de custos operacionais. Utilizou-se a metodologia de superfície de resposta (MSR) para analisar como diferentes variáveis influenciam a eficiência da recuperação de água utilizando-se evaporação a frio por atomização ultrassônica em um único estágio. Em um protótipo de bancada com capacidade para 3 L/h a vazão do ar de arraste (X1), a temperatura do ar de arraste (X2), o brix do caldo de alimentação (X3) e pressão na câmara de atomização (X4) foram submetidas a um planejamento fatorial fracionário do tipo 2⁴. Em seguida, no mesmo protótipo laboratorial, foi aplicado um delineamento composto central rotacional (DCCR) do tipo 2⁴ para a atomização do caldo de cana. Os resultados obtidos indicaram que a concentração máxima alcançada, em um único estágio, foi de 92,4 °Brix. A comparação das propriedades de composição e físico-químicas do caldo residual sonicado mostraram que o Ultrassom (US) não interfere de modo prejudicial nas propriedades do caldo de cana-de-açúcar como insumo para a indústria sucroalcooleira. O reuso da água recuperada foi recomendado para a maioria das aplicações internas de processos da indústria sucroalcooleira, após ajustes no pH, com exceção da alimentação de caldeiras. A aplicação de ondas ultrassônicas garante significativamente a separação de água, contribuindo para um processo mais sustentável e eficiente. O estudo revelou que a combinação adequada das variáveis independentes pode maximizar a recuperação de água, demonstrando a importância do planejamento experimental no aprimoramento dos processos industriais. 

Os surfactantes, compostos por partes hidrofílicas e hidrofóbicas, desempenham papel crucial na redução de tensão superficial e na interação entre fases fluidas. Contudo, a toxicidade de surfactantes sintéticos limita sua aplicação comercial. Os biossurfactantes, alternativas biodegradáveis derivadas de microrganismos ou materiais orgânicos naturais, ganharam destaque na pesquisa nos últimos 15 anos. Possuindo propriedades semelhantes aos surfactantes sintéticos, os biossurfactantes são ecologicamente amigáveis e têm baixa toxicidade. Este projeto focaliza o biossurfactante soforolipídio, caracterizando suas propriedades e estrutura, e o utiliza na formulação de defensivos agrícolas verdes. Os testes realizados demonstram a eficácia dos produtos desenvolvidos. No teste de fitotoxicidade, o biossurfactante com óleo de rícino apresentou o melhor desempenho na germinação de sementes de maxixe. Nos testes de atividade antifúngica, combinações como biossurfactante e ácido oleico, biossurfactante e óleo de capim limão mostraram resultados promissores. Na dispersão superficial, todos os defensivos naturais superaram a água e o neem comercial. Na germinação em solo, composições como biossurfactante + ácido oleico, biossurfactante + óleo de capim limão e biossurfactante + rícino demonstraram potencial como fungicidas naturais e bioestimulantes, com rendimento acima de 70%. Esses resultados indicam a viabilidade desses produtos como alternativas eficazes na indústria agrícola. 

A crescente demanda de energia tem levado muitos países a depender de combustíveis fósseis, resultando em altas emissões de poluentes. Para combater essa poluição, uma alternativa é o uso da liquefação hidrotérmica, que converte biomassas em bio-óleos. Este estudo utilizou dados do projeto BioValue para simular uma biorrefinaria que converteu bagaço de cana-de-açúcar em bio-óleo, destinado, posteriormente, ao hidrotratamento e refino. Além do cenário base, foram propostos seis cenários alternativos para avaliar o impacto na produção dos subprodutos e CO2. No primeiro cenário, a água do processo foi recirculada. O segundo cenário operou caldeira a 520 bar. O terceiro alterou o fluxo do trocador de calor para contracorrente. O quarto implementou integração energética no reator de liquefação hidrotérmica. O quinto combinou todas as alterações anteriores e o sexto incluiu adição de enxofre à biomassa. Um estudo de sensibilidade foi realizado para maximizar a produção de gasolina e óleo diesel. No cenário base, 24% do bagaço ainda precisou ser queimado para gerar energia. Entre os cenários, o segundo apresentou o menor impacto na disponibilidade de biomassa. Os cenários cinco e seis foram os mais eficientes, usando toda a biomassa e reduzindo o consumo de água em 83,86%. A sensibilidade mostrou um aumento de 15,58% na produção de gasolina e uma redução nos estágios dos destiladores. Cenários com integração energética reduziram a produção de CO2 em 15% em relação ao cenário base.

A utilização de polímeros biodegradáveis aplicados em sistemas de embalagens ativas, onde são incorporados aditivos que visam prolongar a vida útil dos alimentos, é um tema promissor na busca por materiais ecologicamente corretos. Porém, não se sabe se nestes sistemas a presença do aditivo antimicrobiano exercerá influência negativa no processo de biodegradação deste material polimérico. Assim, neste trabalho foi monitorado o processo de biodegradação de filmes de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT) aditivados com óleo essencial de laranja em biodigestores anaeróbios, bem como o crescimento dos microrganismos envolvidos durante o processo, e a produção de gás metano que é o principal metabólito neste tipo de biodegradação. Filmes de PBAT foram produzidos através do processo de extrusão e adicionados de óleo essencial de laranja nas concentrações de 0 e 15% em peso. Os filmes antes e após a biodegradação de 90 dias foram avaliados macroscopicamente por infravermelho médio e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que no intervalo de 90 dias não foi suficiente para mineralizar o polímero e que o óleo essencial de laranja não teve influência no processo de biodegradação. Os filmes de PBAT e PBAT/OE foram estáveis quando submetidos à biodegradação em lodo por 90 dias. O sistema foi mantido e posteriormente analisado com 1080 e 1260 dias. Macroscopicamente os filmes se mantiveram inteiros com 1080 dias e com 1260 observou-se a fragmentação dos filmes. Não foi possível acompanhar a produção de gás nesse período, com relação aos microrganismos presentes no meio, observou-se uma redução da quantidade de todas os grupos estudados. Foi possível determinar uma perda da massa de 11,28% para o PBAT e 17,66% para o PBAT/OE no final do processo com 1260 dias. Com relação as propriedades térmicas, as regiões cristalinas dos fragmentos dos filmes conservaram os parâmetros térmicos, apesar das amostras tanto de PBAT pura como as de PBAT/OE estarem em estado de alta fragmentação durante seu manuseio para realização das análises.

Reações de Fenton foram empregadas para descolorir uma solução de corantes têxteis empregados em lavanderias, onde os compostos de ferro magnetita (Fe₃O₄) e pirita (FeS₂), após síntese, foram utilizados como catalisadores. Eles foram imobilizados no resíduo de vagem de feijão (RVG) e de celulose bacteriana (CB), para produção dos nanocompósitos (NC) RVG/Fe₃O₄, RVG/FeS₂, CB/Fe₃O₄ e CB/FeS₂. Testes de degradação foram realizados avaliando os POA Fenton, foto-Fenton, sono-Fenton e sono-foto-Fenton, utilizando H₂O₂ e radiação sunlight. Dos 16 sistemas avaliados, foram definidos o foto-Fenton/sunlight/CB/Fe₃O₄ e o foto-Fenton/sunlight/CB/FeS₂ para seguir os estudos. Na sequência, realizou-se a determinação das condições experimentais mais adequadas para melhorar os tratamentos. Para os dois sistemas, uma degradação de 99,82% foi obtida em pH 5, empregando 150 mg·L^-1 de H₂O₂ e 11 membranas de CB/Fe₃O₄ por 120 min, enquanto 99,02% foi alcançado também em pH 5, mas utilizando 100 mg·L^-1 de H₂O₂ e 4 membranas de CB/FeS₂ por 90 min. A estabilidade catalítica dos NC foi avaliada, constatando-se que o composto com magnetita pôde ser utilizado por 15 ciclos consecutivos (eficiência ≈ 90%), enquanto o com pirita manteve uma degradação superior a 99% após 25 ensaios sequenciais. Por fim, os sistemas propostos no trabalho foram aplicados a um efluente têxtil de lavanderia previamente tratado. A combinação entre a coagulação/floculação da ETE da indústria e o POA foto-Fenton reduziu a coloração da amostra aos níveis de lançamento exigidos pela legislação.

O melão de São Caetano (Momordica charantia L.) é uma planta daninha que tem como atividades já comprovadas antiulcerogênica, antibacteriana, imunossupressora, anti-inflamatória, anti-hipertensiva, anticancerígena, entre outros. Diferentes técnicas de secagem vêm sendo usadas como estratégia para conservação dos materiais. Entre as várias técnicas, a secagem em camada de espuma vem sendo muito estudada, devido ao seu baixo custo e alta eficiência na remoção da umidade. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo geral a obtenção do pó das folhas e frutos do melão de São Caetano, utilizando a secagem em camada de espuma, para uma aplicação fitoterápica. Foram feitos testes iniciais para determinação das variáveis independentes do processo de secagem em camada de espuma: concentração do agente espumante, tempo de agitação e temperatura de secagem. Foi realizado um estudo da secagem, seguindo o planejamento experimental, avaliando as curvas de cinética e taxa de secagem, e foram analisados os modelos matemáticos que melhor se ajustam aos dados obtidos. Para as folhas da planta, a concentração do espumante foi a variável que mais afetou as características da espuma. Para a secagem, a temperatura é a variável que mais influencia o processo. As curvas de secagem apresentaram período de taxa constante seguido do período de taxa decrescente e o modelo matemático que melhor se ajustou aos dados foi o de Page, de acordo com coeficiente de determinação e o erro padrão da estimativa.

Este trabalho apresenta um estudo detalhado sobre a valorização de resíduos agroflorestais através da pirólise térmica e catalítica para produção de combustíveis sustentáveis. Na primeira etapa, foi estudado o efeito da temperatura nos produtos da micropirólise rápida (PyGC/MS) dos resíduos de bagaço de cana energia, caroço de açaí e cascas de acácia negra. Essas biomassas foram caracterizadas por análise imediata, elementar, constituintes lignocelulósicos, poder calorífico e análise termogravimétrica. A análise cinética multicomponente determinou os parâmetros energia de ativação e fator pré-exponencial, através dos modelos isoconversionais de Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger-Akahira-Sunose, Friedman e Starink. O valor da energia de ativação de cada componente da biomassa seguiu a ordem: Extrativos < Hemicelulose < Celulose < Lignina. O aumento da temperatura de pirólise favoreceu a produção de hidrocarbonetos e reduziu os compostos oxigenados no bio-óleo. Os parâmetros cinéticos calculados indicaram que essas matérias-primas possuem características favoráveis para conversão em produtos químicos renováveis. Na segunda etapa, foi avaliada a aplicação de catalisadores de óxidos mistos contendo Ni, Co e Fe na pirólise catalítica do caroço de açaí, visando o melhoramento do bio-óleo. Os catalisadores NiCoFe, NiFe e CoFe foram sintetizados e caracterizados via DRX, EDX, adsorção e dessorção de N2 e NH3-TPD. Todos apresentaram alta atividade de desoxigenação do bio-óleo, com NiCoFe apresentando menores concentrações de compostos oxigenados e o NiFe e CoFe favorecendo hidrocarbonetos na faixa da gasolina e querosene de aviação. Na terceira etapa, foi realizado o estudo de escalabilidade da pirólise do caroço de açaí, visando comparar os bio-óleos obtidos nas escalas micro e bancada. Na bancada, o bio-óleo apresentou menor teor de açúcares e maiores percentuais de fenóis e ácidos carboxílicos, enquanto na micropirólise, há maior teor de açúcares e cetonas, com ambas as escalas preservando compostos como aldeídos, fenóis e ésteres. Na última etapa, foi estudada a escalabilidade da pirólise do cavaco de eucalipto nas escalas micro e minipiloto, sendo observado rendimentos similares, comparáveis entre as escalas. Este estudo incentiva o uso de resíduos agroindustriais para produzir biocombustíveis de segunda geração, visando a descarbonização da indústria.

Neste trabalho são discutidas a síntese verde e a caracterização de nanopartículas de óxido de zinco (NPsZnO) a partir do extrato da alface. Essa síntese é simples, rápida e sustentável. O material obtido foi caracterizado pelas técnicas de DRX, UV-Vis, FTIR, MEV, DLS, TGA, fotoluminescência e pHpcz. As NPsZnO foram aplicadas para a detecção por fluorescência do ácido ascórbico (AA) e para o desenvolvimento de membranas eletrofiadas superhidrofóbicas. As NPsZnO apresentam uma estrutura cristalina wurtzita e com diâmetro médio de 6 nm. Na metodologia desenvolvida, foi investigado o aumento da fluorescência decorrente da complexação do AA na superfície das NPsZnO. Os resultados encontrados indicam que a técnica desenvolvida para a análise da presença de AA é rápida, simples e tem elevada seletividade comparativamente a outras biomoléculas, apresentando um limite de detecção de 5,15 μM. Além disso, associamos as NPsZnO produzidas por síntese verde ao ácido esteárico (AE), de modo a aumentar a hidrofobicidade de membranas de poliestireno (PS) preparadas pela técnica de eletrofiação. Uma vez otimizados os parâmetros do processo, soluções com proporções na faixa de 10% a 30% de AE foram adicionados às membranas de PS. A membrana que resultou em um maior grau de hidrofobicidade foi a membrana com 20% de AE. Por isso, a esse sistema foram incorporadas proporções diferentes de NPsZnO. A membrana compósita com 3% de NPsZnO foi aquela que apresentou um maior caráter superhidrofóbico (151,6° ± 0,5°).

Aliado ao crescimento populacional e o aumento do consumo de diferentes substâncias químicas, tem sido observado o crescimento do número de contaminantes detectados em matrizes aquáticas. No entanto, os tratamentos convencionais não são suficientes para remoção destes compostos, sendo necessário a adoção de técnicas alternativas, como os processos oxidativos avançados. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo geral promover a degradação da mistura dos fármacos lamivudina e zidovudina em diferentes matrizes (solução aquosa e efluente sintético), empregando processos oxidativos avançados heterogêneos utilizando a pirita como catalisador e radiação sunlight. Para isso foram desenvolvidas e validadas metodologias para identificação e quantificação dos fármacos, utilizando cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e espectrofotometria de ultravioleta-visível (UV/Vis), avaliou-se as variáveis do processo promovendo uma otimização dos resultados para ambas as matrizes, análise dos efeitos ecotoxicológicos para as duas matrizes após o tratamento, adequação dos dados experimentais aos dados cinéticos apresentados na literatura e a caracterização do catalisador pelas técnicas de difração de raio-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) após tratamento. Diante disso, o estudo permitiu verificar que o processo foto-Fenton heterogêneo pode ser utilizado na degradação da mistura dos fármacos, empregando a pirita como catalisador. Após definir as melhores condições experimentais o processo atingiu 80% de degradação após 210 min para solução aquosa e 69% após 420 min para o efluente sintético para técnica de UV/Vis e no CLAE foram identificados percentuais de 97% e 100% da lamivudina e zidovudina, respectivamente, para solução aquosa e 94% e 100% para efluente sintético. O estudo cinético mostrou que os dados experimentais apresentam um bom ajuste ao modelo de Nichela et al. (2010). A avaliação da toxicidade após tratamento apresentou potencial tóxico que pode ser justificado pelo caráter inibitório do catalisador de ferro. Desse modo, o uso da pirita como catalisador no processo foto-Fenton é uma alternativa para o tratamento de fármacos.

Nos efluentes de refinarias encontram-se altas concentrações de fenóis, quinolinas e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, principalmente após o coqueamento. A etapa do refino de petróleo é o principal contribuinte para a produção de quinolina, superando 2000 toneladas por ano (KANG et al., 2021). A quinolina é um dos contaminantes orgânicos presentes em efluentes da indústria petroquímica, e por apresentar propriedades tóxicas, mutagênicas e cancerígenas, e baixa degradabilidade, sua presença em efluentes tem um impacto negativo na saúde humana e no meio ambiente (LUO et al., 2020). O objetivo deste trabalho é sintetizar e caracterizar materiais à base de óxido de grafeno (OG), hidrogel (50%OG-50%ágar) (ARAUJO et al., 2023) e o nanocompósito magnético (OG-Mag) (NASCIMENTO et al., 2022), além de utilizá-los como adsorventes para a remoção da quinolina em meio aquoso, verificando as respectivas capacidades adsortivas. Devido a sua polaridade e característica básica, a quinolina acaba interagindo com os sítios ácidos dos catalisadores, desativando-os, o que não é interessante para o processo do refino do petróleo, sendo necessária sua redução ou até mesmo remoção (ALVES, 2019). Pelo modelo cinético de difusão extera de Boyd as capacidades adsortivas foram de 10,28 mg.g-1 (50%OG 50%ágar) e 29,06 mg.g-1 (OG-Mag). Os nanocompósitos à base de OG são promissores para a adsorção de quinolina, entretanto, outros testes serão realizados posteriormente a fim de comprovar a eficiência de tais materiais no tratamento de efluentes de indústria petroquímica.

Este trabalho teve por objetivo elaborar um modelo híbrido apto à construção de gêmeos digitais para aplicação a um reator de leito fixo utilizado em processo de produção de metanol por hidrogenação catalítica do CO2. Para isto, primeiro foi elaborada uma planta dinâmica virtual para gerar dados simulados (entradas e saídas virtuais) para as etapas seguintes. Em seguida, foi elaborado um modelo fenomenológico estacionário do reator, ao qual foram alimentadas as entradas virtuais para gerar saídas fenomenológicas. Então, foi elaborado um modelo preditivo do tipo NARX (Nonlinear Autoregressive Exogenous Model) utilizando redes neurais artificiais do tipo feedforward como o modelo não linear. A partir do modelo NARX, derivou-se dois modelos: um modelo caixa-preta, que utiliza diretamente as entradas virtuais para realizar suas predições; um modelo híbrido, que é acoplado ao modelo fenomenológico e utiliza as entradas virtuais e as saídas fenomenológicas para gerar suas predições. Os modelos caixa-preta e híbrido foram avaliados pelas métricas típicas utilizadas para modelos de regressão (RMSE, MAE, R²). Dos resultados obtidos conclui-se que o modelo híbrido desenvolvido é um bom candidato a ser utilizado na construção de um gêmeo digital

Foram estudados catalisadores em pó e estruturados à base de Ni e/ou Rh suportados em alumina e/ou céria-alumina aplicados na reação de reforma seca do metano. Diferentes fatores para obtenção de um catalisador com boas propriedades físico-químicas e bom desempenho catalítico foram investigados, como o método de preparação, formulação do catalisador, tratamento térmico do suporte e do catalisador. Logo, o catalisador em pó NiTU-550CeAlNC apresentou melhores propriedades e melhor desempenho catalítico, sendo recoberto nos sistemas estruturados do tipo monólito com diferentes densidades de canais e do tipo espuma com porosidades variadas. Por conseguinte, foi observado que os sistemas monolíticos e as espumas apresentaram dispersão e redutibilidade semelhantes. A aderência do catalisador aos sistemas estruturados foi superior a 90%, após 4 testes consecutivos. A atividade catalítica diminui com o aumento da espessura da camada catalítica dos monólitos em até 15% e das espumas em até 10%. As espumas apresentaram conversões de CH4 (38%) e CO2 (50%) superiores aos monólitos (entre 18 e 30% para o CH4 e entre 25 e 42% para o CO2). Adicionalmente, verificou-se que a temperatura global da reação é um fator determinante para a atividade dos sistemas estruturados. Finalmente, foi constatado que o catalisador em pó apresentou o dobro da taxa de desativação em relação aos catalisadores estruturados. Portanto, a boa estabilidade dos catalisadores estruturados sugere que estes sistemas são uma alternativa interessante para intensificação do processo da reação de RSM.

O presente trabalho tem como objetivo a avaliação da eficiência dos processos oxidativos avançados clássicos e eletroquímicos no tratamento de solução aquosa, efluente sintético e industrial contendo corantes. Desse modo, a mistura dos corantes AA36 e AA80, a 10 mg.L-1 cada, foi submetida aos POA clássicos foi quantificada via espectrofotômetro de ultravioleta/visível (UV/Vis). Conforme o estudo preliminar, o sistema de fotoperoxidação (UV-C) e foto-Fenton (sunlight) conduziram aos melhores resultados de degradação. A mistura de corantes também foi submetida a processos oxidativos eletroquímicos utilizando eletrodos de grafite e uma fonte de computador reutilizada (18,5 V) para abastecimento do sistema. Testes preliminares fizeram uso de diferentes eletrólitos (NaCl, KCl e Na2SO4) individualmente ou em combinação, de modo a definir o melhor sistema para a tratamento da mistura de AA36 e AA80. Observou-se que o sistema combinado Na2SO4/KCl apresentou maior eficiência na degradação corantes. Com as condições experimentais determinadas, investigou-se a influência de diferentes radiações no sistema. Foi utilizada radiações UV-A e UV-C, de modo combinado e individual, constatando-se que o uso da radiação UV-C possibilitou alcançar melhores resultados. A degradação dos corantes em matrizes mais complexas também foi realizada, bem como a construção de sistema com uso de energia solar (sistema fotovoltaico off-grid) levando em conta a sustentabilidade dos POA aplicados a efluentes.

Este trabalho estuda a relação da formação de cor associada a presença de compostos fenólicos encontrados durante o processamento da cana-de-açúcar, desde a matéria-prima in natura até à obtenção do açúcar VHP. Todas as amostras coletadas e analisadas nesta pesquisa foram obtidas em parceria com duas usinas produtoras de açúcar VHP do estado de Alagoas. Foi avaliada a cor do caldo de cana-de-açúcar em um planejamento experimental 23, tendo como variáveis independentes: concentração de impureza vegetal (5 e 10%), variedade de cana (RB92579 e VAT90-212) e tipo de colheita (mecanizada e manual). A maior intensidade de cor (27365 UI) foi encontrada na variedade RB92579 e colheita mecanizada, onde a concentração de impureza vegetal não apresentou influência significativa, dentro dos limites pré-estabelecidos para este estudo. A variedade VAT90-212 colhida manualmente apresentou menor índice de cor. A variedade da cana de açúcar foi a variável que obteve maior influência sobre a cor, confirmando que o genótipo RB92579 fornece um caldo mais escuro ao processo de fabricação de açúcar. Foi constatado que a colheita mecanizada promove escurecimento do caldo de cana de açúcar. Os polifenóis catequina (CAT), ácido clorogênico (ACL), ácido cafeico (ACF), vanilina (VAN), seringaldeído (SIR), ácido p-cumárico (ACU), cumarina (CUM) e rutina (RUT) foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O acompanhamento do processo de fabricação de açúcar VHP foi realizado em seis pontos do processamento da cana-de-açúcar, os quais foram designados da seguinte forma: caldo cru, caldo misto, caldo caleado, caldo clarificado, xarope, massa cozida. Os maiores índices de ACL, SIR e CUM foram obtidos no produto de cristalização da sacarose (massa cozida), da mesma forma que a cor, fenóis totais e o conteúdo total de polifenóis. ACL foi o polifenol predominante nas amostras de caldo clarificado, xarope, massa cozida e açúcar VHP, nesta última com concentrações acima de 50%. A presença de compostos fenólicos proporcionou diferentes índices relacionados a cor durante o processo de produção. Nesse contexto o ácido clorogênico (ACL) foi o composto que apresentou os resultados mais expressivos, contribuindo de forma significativa na formação de cor nos produtos de processamento da cana-de-açúcar, fato este ainda não reportado na literatura. A cor dos cristais açúcar VHP também teve relação positiva com a concentração dos fenólicos, com maior evidência para ACL. 

Rotas químicas e físicas foram investigadas para a produção de adsorventes de endocarpo de açaí, o primeiro material foi obtido por ativação química em alta temperatura, utilizando ZnCl₂(CAA); e a segunda por ativação física do material precursor (CA). As propriedades físico-químicas e morfológicas dos adsorventes foram analisadas, em seguida, foram feitos estudos de adsorção para remoção de clonazepam (CZM), cloroquina (CQN) e diclofenaco (DCL), reuso dos adsorventes e a toxicidade das soluções finais foi avaliada. Os resultados revelaram que a rota química gerou biocarvão com cerca de duas vezes a área superficial e volume de poros (762 m².g⁻¹ e 0,098 cm³.g⁻¹) do que a rota física (498 m².g⁻¹ e 0,048 cm³.g⁻¹). Dentre os modelos de isoterma estudados, o modelo de Sips descreveu melhor o equilíbrio de adsorção para CZM e DCL para ambos os biocarvões, com valores de q_s de 26,94 e 61,86 mg.g⁻¹; 22,71 e 48,82 mg.g⁻¹, respectivamente. O modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou para a remoção de CQN para ambos os adsorventes. Na avaliação cinética, o modelo que melhor se ajustou, dentre os analisados, foi o pseudo-segunda ordem de acordo com os parâmetros de R², valores de resíduos e o AIC. A ativação química pode ser utilizada como um método simples e eficaz para a produção de adsorventes como uma forma de agregar valor aos resíduos da produção do açaí.

Os produtos farmacêuticos são considerados poluentes recalcitrantes e bioacumulativos, que podem representar riscos à saúde humana e aos ecossistemas. Neste trabalho, um nanocompósito formado por óxido de grafeno e magnetita foi sintetizado para remover clonazepam, cloroquina, propranolol e metformina da água, e caracterizado quanto à sua morfologia, composição e carga superficial. Ensaios relacionados à cinética de adsorção, isotermas de equilíbrio e reuso do adsorvente foram estudados e parâmetros de otimização como dosagem do adsorvente e pH inicial foram determinados. Análises de caracterização indicaram a presença de ferro na estrutura do adsorvente. Para todas as drogas, os testes de adsorção indicaram que a eficiência de remoção foi independente do pH inicial. No geral, o equilíbrio de adsorção foi alcançado nos primeiros minutos do experimento, e os dados experimentais foram bem representados pelo modelo de pseudo-segunda ordem. As isotermas de equilíbrio de adsorção apresentaram um bom ajuste ao modelo de Sips a 298 K, e as capacidades máximas de adsorção previstas para clonazepam, cloroquina, propranolol e metformina foram 41,26, 44,01, 16,82 e 12,23 mg.g-1, respectivamente. O nanocompósito magnético apresentou bom potencial de reaproveitamento após três ciclos consecutivos de adsorção-dessorção, sendo uma alternativa promissora para a remoção de diferentes classes de fármacos em meio aquoso.

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 (T_g) 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.

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).

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.    

Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO 23076.042252/2024-68

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.

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.

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 𝑘_ℎ=1,040x10-²min^-1 , 𝑘 ′ _1∗=1,425x10^-2min^-1 , 𝐾_𝐴𝐶= 2,124x10^-3 , 𝐾_𝑆= 4,699x10^-3 L.s^-1 , respectivamente.

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.

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.

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.

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.

Neste trabalho, foram utilizados hidróxidos duplos lamelares (HDLs) intercalados com ânions carbonato (ZnAl-CO₃) e tereftalato (ZnAl-TA) como adsorventes para a remoção de íons chumbo (Pb²⁺). Os adsorventes foram sintetizados por coprecipitação e caracterizados por análise elementar (EDXRF), difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e adsorção/dessorção de N₂ (em andamento). Foi observado o efeito do tipo de ânion intercalar, pH e dose de adsorvente na remoção de Pb²⁺, além de cinética, equilíbrio e termodinâmica de adsorção e testes de recuperação de Pb²⁺. As análises de EDXRF, DRX e FTIR confirmaram a composição, estrutura e grupos funcionais característicos dos HDLs sintetizados. O adsorvente ZnAl-TA apresentou melhor desempenho que o ZnAl-CO₃. As condições ótimas de remoção de Pb²⁺ foram pH 5 e dose de 0,5 g.L^-1. No estudo cinético, o modelo de Elovich foi o mais adequado e o processo atingiu o equilíbrio em 300 minutos. O modelo de Sips representou melhor as isotermas de adsorção, com capacidade adsortiva máxima (q_max) de 124 mg.g^-1 e com n_s < 1, indicando uma superfície homogênea de adsorção. O estudo termodinâmico mostrou que o processo é endotérmico e de natureza física e química. Como eluente de dessorção, o cloreto de sódio (NaCl) apresentou menor lixiviação de zinco e percentual de dessorção próxima aos demais (55%). Em geral, o adsorvente ZnAl-TA apresentou-se como um material eficiente para a remoção de Pb²⁺.

Fitoquímicos podem ser encontrados em folhas de Spondias mombin L. (cajazeira). O objetivo deste trabalho foi extrair e caracterizar compostos bioativos das folhas de cajazeira. A obtenção dos extratos brutos das folhas de cajazeira foi realizada por três diferentes técnicas de extração: turbólise, ultrassom e extração com água pressurizada (EAP). Os resultados demonstraram que a extração por turbólise utilizando uma mistura hidroetanólica (70:30, v/v) permitiu obter extratos em maior rendimento e com maior teor de compostos fenólicos totais (CFT). Foram identificados e quantificados compostos bioativos como o ácido gálico, elágico, clorogênico e rutina. A extração por turbólise utilizando o etanol como solvente foi a mais seletiva para a rutina. A extração assistida por ultrassom com etanol foi mais seletiva para o ácido clorogênico e a rutina. Já a EAP demonstrou ser mais seletiva para o ácido gálico. O estudo cinético da extração com água pressurizada das folhas de cajazeira indicou que os maiores teores de CFT foram extraídos nos primeiros 20 minutos do processo. O modelo matemático de Martínez foi o que melhor ajustou os dados experimentais. No reprocessamento dos resíduos da EAP foram obtidos teores de CFT entre 1,663 e 2,047 mg EAG/g extrato. Os resultados indicam que as folhas de cajazeira possuem potencial para o uso fitoterápico e as técnicas de extração foram satisfatórias para a obtenção de extratos que são fontes de compostos bioativos.

Neste trabalho foi avaliada a atratividade do bônus sobre emissões negativas previsto no RenovaBio como indutor de investimento em sequestro de carbono em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. Foram feitas avaliações econômicas e ambientais de um cenário sem sequestro de carbono e de cenários realizando sequestro e participando do RenovaBio. O processo de captura do CO2 foi modelado no AspenPlus e a logística de transporte do CO2 até o ponto de injeção por via rodoviária, ferroviária e marítima através da Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar (BVC). Foram considerados os custos de injetar o CO2 em aquífero salino e em poços de petróleo para recuperação avançada. Os resultados da avaliação econômica mostraram que o cenário base obteve TIR de 17,2% e retorno de investimento de 4,7 anos, sendo o cenário com mais rentabilidade. Os oito cenários com sequestro de carbono apresentaram VPL maior que zero e TIR maior que 12%, indicando a viabilidade dos projetos. O cenário 1 apresentou valores de VPL e TIR superiores aos demais para a distância de 20 km, indicando o uso de transporte rodoviário para sequestro em distâncias curtas. Já para distâncias entre 50 e 500 km, o cenário 4 mostrou maior viabilidade. Foi verificado que, apesar da viabilidade, o bônus oferecido pela lei RenovaBio (CBIO de U$ 10) não foi suficiente para superar a rentabilidade do cenário base.

No presente trabalho, o carvão vegetal obtido após a gaseificação de resíduos de madeira foi testado em uma unidade piloto de adsorção para avaliar a viabilidade de tratamento de efluentes têxteis reais em escala semi-industrial. Os objetivos foram avaliar o desempenho global da coluna de adsorção no sistema piloto usando uma solução de azul de metileno (MB) e, em seguida, uma amostra real de efluente têxtil. Duas amostras de carvão vegetal, subproduto do processo de gaseificação, foram obtidas, caracterizadas e testadas com uma solução corante MB. A capacidade de adsorção experimental do leito fixo foi próxima a 34 mg.g-1 em ambos os casos, e a eficiência de remoção geral da coluna foi> 91%. Os dados experimentais foram ajustados de acordo com os modelos de Thomas e Adams-Bohart. A planta piloto mostrou-se eficaz na melhoria do tratamento de efluentes têxteis reais, no que se refere à remoção de cor e parte da matéria orgânica, verificada pela evolução da demanda química de oxigênio ao longo do tempo. Calculou-se o custo de operação da planta piloto e considerou-se a contribuição para a economia circular. A unidade piloto foi promissora para melhorar o processo de tratamento de efluentes, agregando valor e dando um novo propósito a um resíduo que normalmente seria descartado no meio ambiente.