PPGEQ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA - CTG DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUIMICA - CTG Telefone/Ramal: (81) 99269-0128
Dissertações/Teses

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2024
Dissertações
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  • LARA MENEZES MELO OLIVEIRA
  • ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA CÚRCUMA E PÓ DA CASCA DE OVO DE GALINHA EM FILMES ATIVOS DE CARBOXIMETILCELULOSE E AMIDO

  • Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • RENATA BARBOSA
  • Data: 19/02/2024

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  • O desenvolvimento de embalagens ativas para a indústria alimentícia propõe minimizar os impactos causados ao meio ambiente e à sociedade decorrente da geração de resíduos e do desperdício de alimentos. O complexo da cúrcuma e pó da casca de ovo (CCO) foi obtido a partir do pó da casca de ovo de galinha calcinado a 900ºC e da solução etanólica de cúrcuma. Foram produzidos filmes com matriz apenas de CMC e filmes constituídos pela blenda CMCA, contendo 40% de CMC e 60% amido de milho mim. e pela adição da cúrcuma ou do complexo CCO para obtenção dos filmes poliméricos ativos com propriedade antioxidante. A partir dos testes de migração da cúrcuma, houve melhor ajuste ao modelo matemático de difusão de Fick para o filme de CMC/Cur, e o filme de CMCA/Cur seguiu modelo de Korsmeyer-Peppas, enquanto que os filmes contendo eco não se ajustaram aos modelos propostos de migração de substâncias em matriz polimérica. Além disso, os filmes CMC/Cur apresentaram liberação mais rápida da cúrcuma, com 56% de migração após 10 dias. enquanto que os filmes CMCA/CCO apresentaram resposta mais lenta, com máxima migração de 1,3% em 8 dias de ensaio, evidenciando a influência da adição de amido para formação da blenda CMCA, e pela formação do complexo eco para liberação controlada da cúrcuma. Ademais, os resultados indicam a promissora aplicação dos filmes produzidos como embalagens ativas para alimentos.


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  • O desenvolvimento de embalagens ativas para a indústria alimentícia propõe minimizar os impactos causados ao meio ambiente e à sociedade decorrente da geração de resíduos e do desperdício de alimentos. O complexo da cúrcuma e pó da casca de ovo (CCO) foi obtido a partir do pó da casca de ovo de galinha calcinado a 900ºC e da solução etanólica de cúrcuma. Foram produzidos filmes com matriz apenas de CMC e filmes constituídos pela blenda CMCA, contendo 40% de CMC e 60% amido de milho mim. e pela adição da cúrcuma ou do complexo CCO para obtenção dos filmes poliméricos ativos com propriedade antioxidante. A partir dos testes de migração da cúrcuma, houve melhor ajuste ao modelo matemático de difusão de Fick para o filme de CMC/Cur, e o filme de CMCA/Cur seguiu modelo de Korsmeyer-Peppas, enquanto que os filmes contendo eco não se ajustaram aos modelos propostos de migração de substâncias em matriz polimérica. Além disso, os filmes CMC/Cur apresentaram liberação mais rápida da cúrcuma, com 56% de migração após 10 dias. enquanto que os filmes CMCA/CCO apresentaram resposta mais lenta, com máxima migração de 1,3% em 8 dias de ensaio, evidenciando a influência da adição de amido para formação da blenda CMCA, e pela formação do complexo eco para liberação controlada da cúrcuma. Ademais, os resultados indicam a promissora aplicação dos filmes produzidos como embalagens ativas para alimentos.

2
  • JOSÉ ROBERTO RODRIGUES DE OLIVEIRA MOURA
  • AVALIAÇÃO DO USO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS E ULTRASSOM COMO PRÉ-TRATAMENTO NA SECAGEM CONVECTIVA DE ABÓBORA

  • Orientador : PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
  • MOHAND BENACHOUR
  • RAFAEL AUGUSTO BATISTA DE MEDEIROS
  • Data: 21/02/2024

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  • 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


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  • 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

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  • RAIANE DOS SANTOS
  • DEGRADAÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS EM FOTORREATOR EM BATELADA EMPREGANDO O CATALISADOR IMOBILIZADO EM COPOS DESCARTÁVEIS DE POLIPROPILENO

  • Orientador : LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
  • OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • SANTIAGO ARIAS HENAO
  • Data: 26/02/2024

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  • O presente estudo teve como objetivo analisar a influência das NPAu na superfície do TiO2 G5 e investigar a produção de filmes TiO2/PP para a degradação fotocatalítica de efluentes têxteis. Os catalisadores TiO2 e Au-TiO2 sintetizados foram caracterizados pelas técnicas analíticas instrumentais: adsorção/dessorção com gás nitrogênio, DRX, DRS e MEV/EDS. As análises confirmaram a presença das NPAu na superfície do óxido e sua influência negativa na área superficial e no tamanho das partículas do TiO2. Os testes realizados para avaliar a atividade fotocatalítica na degradação de RB5, indicaram que as NPAu diminuíram a eficiência da atividade fotocatalítica do TiO2. No entanto, o TiO2 G5 revelou-se um catalisador com grande potencial para aplicação em sistemas fotocatalíticos que usam a radiação solar. O TiO2 foi imobilizado em PP, confeccionado a partir de copo descartável reciclado, exibindo aderências superiores a 90%. Após estudo fotocatalítico para determinação do efeito: do pH do meio, da concentração de catalisador e da fonte de radiação, obteve-se uma degradação máxima de 93% para o sistema em pó sob pH 6, CTiO2=0,5 mg.L-1 e exposição à radiação solar artificial. Para os sistemas imobilizados, a máxima eficiência de degradação de 72% foi obtida sob pH 10, CTiO2=0,5 mg.L-1 e irradiância com lâmpada sunlight. Os dados obtidos ajustaremse ao modelo cinético de pseudo-primeira de L-H. Os filmes apresentaram ótimo resultado com a manutenção da eficiência após 3º ciclos de uso.


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  • O presente estudo teve como objetivo analisar a influência das NPAu na superfície do TiO2 G5 e investigar a produção de filmes TiO2/PP para a degradação fotocatalítica de efluentes têxteis. Os catalisadores TiO2 e Au-TiO2 sintetizados foram caracterizados pelas técnicas analíticas instrumentais: adsorção/dessorção com gás nitrogênio, DRX, DRS e MEV/EDS. As análises confirmaram a presença das NPAu na superfície do óxido e sua influência negativa na área superficial e no tamanho das partículas do TiO2. Os testes realizados para avaliar a atividade fotocatalítica na degradação de RB5, indicaram que as NPAu diminuíram a eficiência da atividade fotocatalítica do TiO2. No entanto, o TiO2 G5 revelou-se um catalisador com grande potencial para aplicação em sistemas fotocatalíticos que usam a radiação solar. O TiO2 foi imobilizado em PP, confeccionado a partir de copo descartável reciclado, exibindo aderências superiores a 90%. Após estudo fotocatalítico para determinação do efeito: do pH do meio, da concentração de catalisador e da fonte de radiação, obteve-se uma degradação máxima de 93% para o sistema em pó sob pH 6, CTiO2=0,5 mg.L-1 e exposição à radiação solar artificial. Para os sistemas imobilizados, a máxima eficiência de degradação de 72% foi obtida sob pH 10, CTiO2=0,5 mg.L-1 e irradiância com lâmpada sunlight. Os dados obtidos ajustaremse ao modelo cinético de pseudo-primeira de L-H. Os filmes apresentaram ótimo resultado com a manutenção da eficiência após 3º ciclos de uso.

4
  • JULIANA FRANCELINO DE OLIVEIRA
  • Recuperação de água de caldo de cana-de-açúcar oriundo da indústria sucroalcooleira com uso de ultrassom

  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCOS ANTONIO BARBOSA DE LIMA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • Data: 26/02/2024

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  • 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. 


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  • 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. 

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  • GIOVANNA AMARAL JORGE CORREIA GUEDES
  • Adsorção e dessorção de íons metálicos em coluna de leito fixo com carvão ativado de biomassa: mono e bicomponente

  • Orientador : MARTA MARIA MENEZES BEZERRA DUARTE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MELISSA GURGEL ADEODATO VIEIRA
  • Data: 27/02/2024

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  • Este trabalho tem como objetivo avaliar o uso do carvão ativado de sabugo de milho (CASM) em colunas de leito fixo, visando à remoção dos íons Cu2+ e Ni2+ de soluções aquosas, em sistemas mono e bicomponente. O CASM e seu precursor foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, adsorção/dessorção de N2, pH do ponto de carga zero e titulação de Boehm. Verificou-se que a ativação química promoveu o aumento de grupos carboxílicos, área superficial e volume dos poros, fatores que favorecem a adsorção de íons metálicos. Foram avaliados os efeitos de concentração inicial da solução, vazão e altura do leito em coluna de leito fixo. Em sistema monocomponente, obteve-se uma capacidade adsortiva (q) de 0,39 e 0,28 mmol·L -1 para o Cu2+ e Ni2+ respectivamente, com bom ajuste dos dados experimentais aos modelos empíricos de Thomas e Yoon-Nelson. Em sistema bicomponente, observou-se antagonismo entre os íons, com de 0,38 e 0,09 mmol·L -1 para o Cu2+ e Ni2+ . A regeneração do adsorvente foi avaliada pelo processo de dessorção, com uso de HCl 0,05 mol·L -1 em três ciclos, no qual o CASM apresentou diminuição de sua eficiência em 7-10% para sistema monocomponente e 26-37% em bicomponente. Além disto, comparou-se o CASM com dois carvões ativados comerciais em que o CASM apresentou eficiência superior aos comerciais, indicando seu potencial na remoção de íons metálicos de soluções.


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  • Este trabalho tem como objetivo avaliar o uso do carvão ativado de sabugo de milho (CASM) em colunas de leito fixo, visando à remoção dos íons Cu2+ e Ni2+ de soluções aquosas, em sistemas mono e bicomponente. O CASM e seu precursor foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, adsorção/dessorção de N2, pH do ponto de carga zero e titulação de Boehm. Verificou-se que a ativação química promoveu o aumento de grupos carboxílicos, área superficial e volume dos poros, fatores que favorecem a adsorção de íons metálicos. Foram avaliados os efeitos de concentração inicial da solução, vazão e altura do leito em coluna de leito fixo. Em sistema monocomponente, obteve-se uma capacidade adsortiva (q) de 0,39 e 0,28 mmol·L -1 para o Cu2+ e Ni2+ respectivamente, com bom ajuste dos dados experimentais aos modelos empíricos de Thomas e Yoon-Nelson. Em sistema bicomponente, observou-se antagonismo entre os íons, com de 0,38 e 0,09 mmol·L -1 para o Cu2+ e Ni2+ . A regeneração do adsorvente foi avaliada pelo processo de dessorção, com uso de HCl 0,05 mol·L -1 em três ciclos, no qual o CASM apresentou diminuição de sua eficiência em 7-10% para sistema monocomponente e 26-37% em bicomponente. Além disto, comparou-se o CASM com dois carvões ativados comerciais em que o CASM apresentou eficiência superior aos comerciais, indicando seu potencial na remoção de íons metálicos de soluções.

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  • ANDERSON OLIVEIRA DE MEDEIROS
  • PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTE PARA APLICAÇÃO COMO DEFENSIVO AGRÍCOLA NATURAL

  • Orientador : LEONIE ASFORA SARUBBO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
  • FABIOLA CAROLINA GOMES DE ALMEIDA
  • ITALO JOSE BATISTA DURVAL
  • Data: 29/02/2024

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  • 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. 


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  • 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. 

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  • GABRIEL FILIPE OLIVEIRA DO NASCIMENTO
  • UTILIZAÇÃO DE NANOMATERIAIS A BASE DE GRAFITE EM SUSPENSÃO COMO ADSORVENTES PARA  A REMOÇÃO DE QUINOLINA EM MEIO AQUOSO

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • SILVIA MARIA EGUES DARIVA
  • Data: 20/03/2024

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  • O trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade do óxido de grafite (OG) produzido pelo método de Hummers como adsorvente da quinolina em meio aquoso. Foram produzidas diferentes amostras de OG variando a quantidade de oxidante e o tempo de reação, e foram conduzidos testes preliminares selecionar o melhor material. O OG selecionado foi caracterizado pelas técnicas de FT-IR, DRX, TGA/DTG, Espectroscopia Raman, MEV, pHPZC. foram definidas as condições operacionais (massa de adsorvente/volume da solução (m/V) e pH da solução) e foi realizado o estudo cinético. Durante os testes preliminares verificou-se a interferência do oxidante (KMnO4) na leitura das amostras, o que levou à seleção do material com menos oxidante e menor tempo de reação. As caracterizações mostraram que a síntese do material foi efetiva com resultados condizentes com a literatura. Verificou-se que a melhor m/V foi de 0,6 g·L-1 e que o pH não influenciou a adsorção da quinolina pelo OG. O estudo cinético apresentou uma evolução rápida, com melhor ajuste ao modelo de pseudo segunda ordem (R2 = 0,9997) com capacidade adsortiva de 36,76 mg·g-1 atestando a efetividade do material como adsorvente.


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  • O trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade do óxido de grafite (OG) produzido pelo método de Hummers como adsorvente da quinolina em meio aquoso. Foram produzidas diferentes amostras de OG variando a quantidade de oxidante e o tempo de reação, e foram conduzidos testes preliminares selecionar o melhor material. O OG selecionado foi caracterizado pelas técnicas de FT-IR, DRX, TGA/DTG, Espectroscopia Raman, MEV, pHPZC. foram definidas as condições operacionais (massa de adsorvente/volume da solução (m/V) e pH da solução) e foi realizado o estudo cinético. Durante os testes preliminares verificou-se a interferência do oxidante (KMnO4) na leitura das amostras, o que levou à seleção do material com menos oxidante e menor tempo de reação. As caracterizações mostraram que a síntese do material foi efetiva com resultados condizentes com a literatura. Verificou-se que a melhor m/V foi de 0,6 g·L-1 e que o pH não influenciou a adsorção da quinolina pelo OG. O estudo cinético apresentou uma evolução rápida, com melhor ajuste ao modelo de pseudo segunda ordem (R2 = 0,9997) com capacidade adsortiva de 36,76 mg·g-1 atestando a efetividade do material como adsorvente.

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  • ANDERSON JOSE ROCHA CARDOSO DE LIMA
  • Modelagem de uma biorrefinaria para produção de biocombustíveis: Estudo de caso com liquefação hidrotérmica de bagaço de cana-de-açúcar

  • Orientador : LEANDRO DANIELSKI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DEIVSON CESAR SILVA SALES
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • Data: 30/07/2024

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  • 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.


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  • 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.

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  • MATHEUS HENRIQUE CASTANHA CAVALCANTI
  • EFICIÊNCIA DE COMBUSTÃO DE UM QUEIMADOR A DIESEL UTILIZANDO H2

  • Orientador : LEONIE ASFORA SARUBBO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ STRAGEVITCH
  • MOHAND BENACHOUR
  • VALDEMIR ALEXANDRE DOS SANTOS
  • Data: 30/08/2024

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  • O uso extensivo de combustíveis fósseis é um dos principais responsáveis pela poluição ambiental, mudanças climáticas e crise energética. O hidrogênio é crucial na transição energética e para uma economia de baixo carbono, visando emissões líquidas zero de GEEs. Sua combustão é livre de carbono e resulta apenas em água. Comparado aos combustíveis fósseis, o hidrogênio pode melhorar a eficiência térmica e reduzir emissões de carbono quando usado em motores de combustão interna. Este estudo visa avaliar a eficiência de combustão de um motor a diesel (queimador) misturado com hidrogênio, buscando melhorar a eficiência térmica e reduzir gases do efeito estufa. Foi construído um laboratório para medir a eficiência térmica, resultando em 69,61% ± 4,8 para diesel puro e 74,20% ± 0,86 para a mistura diesel-H2. As emissões de gases de exaustão do diesel puro incluíram 6,89 x 10^6 ppm de CO2, 43,50 ppm de NOx e 3,25 ppm de SO2. A mistura com hidrogênio reduziu NOx em 15% e SOx em 28,3%. Usando o software Aspen Plus, simulações revelaram altas temperaturas dos gases de exaustão e identificaram variáveis que influenciam significativamente na produção de energia térmica. A literatura indica que o hidrogênio melhora a combustão devido à facilidade de queima, alto limite de inflamabilidade, poder calorífico e tamanho da chama, aumentando a eficiência térmica.


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  • O uso extensivo de combustíveis fósseis é um dos principais responsáveis pela poluição ambiental, mudanças climáticas e crise energética. O hidrogênio é crucial na transição energética e para uma economia de baixo carbono, visando emissões líquidas zero de GEEs. Sua combustão é livre de carbono e resulta apenas em água. Comparado aos combustíveis fósseis, o hidrogênio pode melhorar a eficiência térmica e reduzir emissões de carbono quando usado em motores de combustão interna. Este estudo visa avaliar a eficiência de combustão de um motor a diesel (queimador) misturado com hidrogênio, buscando melhorar a eficiência térmica e reduzir gases do efeito estufa. Foi construído um laboratório para medir a eficiência térmica, resultando em 69,61% ± 4,8 para diesel puro e 74,20% ± 0,86 para a mistura diesel-H2. As emissões de gases de exaustão do diesel puro incluíram 6,89 x 10^6 ppm de CO2, 43,50 ppm de NOx e 3,25 ppm de SO2. A mistura com hidrogênio reduziu NOx em 15% e SOx em 28,3%. Usando o software Aspen Plus, simulações revelaram altas temperaturas dos gases de exaustão e identificaram variáveis que influenciam significativamente na produção de energia térmica. A literatura indica que o hidrogênio melhora a combustão devido à facilidade de queima, alto limite de inflamabilidade, poder calorífico e tamanho da chama, aumentando a eficiência térmica.

Teses
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  • GISELY ALVES DA SILVA
  • ESTUDO DA BIODEGRADAÇÃO DE FILMES DE PBAT EM BIODIGESTORES ANAERÓBIOS

  • Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO PADRON HERNANDEZ
  • FERNANDO HALLWASS
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • PEDRO FERREIRA DE SOUZA FILHO
  • SARA HORACIO DE OLIVEIRA MACIEL
  • SERGIO PERES RAMOS DA SILVA
  • Data: 28/02/2024

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  • 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.


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  • 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.

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  • FELIPE GIOVANNI GALVÃO NASCIMENTO DAS CHAGAS
  • DESENVOLVIMENTO DE CATALISADOR ESTRUTURADO UTILIZADO EM CROMATOGRAFIA GASOSA PARA METANAÇÃO DE ÓXIDOS DE CARBONO

  • Orientador : LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE RICARDO PEREIRA SCHULER
  • EDUARDO FALABELLA DE SOUZA AGUIAR
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • OIHANE SANZ ITURRALDE
  • Data: 29/02/2024

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  • As concentrações de óxidos de carbono são monitoradas em diversos mercados, e os cromatógrafos gasosos (CG) têm um espaço significativo para quantificar esses compostos. O aparato conhecido como metanador é largamente usado em cromatógrafos gasosos para quantificar CO e CO2 em baixas concentrações. Enquanto os metanadores comerciais de GC, geralmente preenchidos com um pó catalítico à base de Ni (CAT C), enfrentam limitações operacionais impostas pelas especificações GC, este estudo propôs uma abordagem inovadora: a criação de um cartucho catalítico estruturado como alternativa aos metanadores convencionais. A análise comparativa entre os catalisadores sintetizados (CAT H2O e CAT A) e os comerciais revelou um desempenho notavelmente superior do CAT A, evidenciando sua eficácia catalítica e seletividade para a conversão de óxidos de carbono em metano. Ao avaliar a massa necessária de CAT A para o processo de washcoating no substrato, verificou-se que 100 mg são suficientes para manter conversões e seletividade acima de 90%. A aplicação do catalisador CAT A em espumas metálicas FeCrAlloy de diferentes porosidades (40 e 60 ppi) demonstrou um revestimento homogêneo, eficiente e altamente reprodutível. Em ensaios catalíticos, a espuma de 60 ppi recoberta com o CAT A (CAT A P60 M100 SC10 R) exibiu uma atividade superior quando comparado aos outros cartuchos preparados. Além disso, a estabilidade cromatográfica em testes de longa duração, indicou que o CAT A P60 M100 SC10 R emerge como um substituto promissor para os metanadores comerciais de GC, destacando-se pelo desempenho catalítico e cromatográfico consistente.


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  • As concentrações de óxidos de carbono são monitoradas em diversos mercados, e os cromatógrafos gasosos (CG) têm um espaço significativo para quantificar esses compostos. O aparato conhecido como metanador é largamente usado em cromatógrafos gasosos para quantificar CO e CO2 em baixas concentrações. Enquanto os metanadores comerciais de GC, geralmente preenchidos com um pó catalítico à base de Ni (CAT C), enfrentam limitações operacionais impostas pelas especificações GC, este estudo propôs uma abordagem inovadora: a criação de um cartucho catalítico estruturado como alternativa aos metanadores convencionais. A análise comparativa entre os catalisadores sintetizados (CAT H2O e CAT A) e os comerciais revelou um desempenho notavelmente superior do CAT A, evidenciando sua eficácia catalítica e seletividade para a conversão de óxidos de carbono em metano. Ao avaliar a massa necessária de CAT A para o processo de washcoating no substrato, verificou-se que 100 mg são suficientes para manter conversões e seletividade acima de 90%. A aplicação do catalisador CAT A em espumas metálicas FeCrAlloy de diferentes porosidades (40 e 60 ppi) demonstrou um revestimento homogêneo, eficiente e altamente reprodutível. Em ensaios catalíticos, a espuma de 60 ppi recoberta com o CAT A (CAT A P60 M100 SC10 R) exibiu uma atividade superior quando comparado aos outros cartuchos preparados. Além disso, a estabilidade cromatográfica em testes de longa duração, indicou que o CAT A P60 M100 SC10 R emerge como um substituto promissor para os metanadores comerciais de GC, destacando-se pelo desempenho catalítico e cromatográfico consistente.

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  • RAYANY MAGALI DA ROCHA SANTANA
  • PRODUÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS BIOMASSA/FERRO E BIOPOLÍMERO/FERRO PARA TRATAMENTO DE MATRIZES TÊXTEIS VIA REAÇÕES DE FENTON

  • Orientador : MARTA MARIA MENEZES BEZERRA DUARTE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
  • FERNANDA ARAUJO HONORATO
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • SEVERINO ALVES JUNIOR
  • Data: 29/02/2024

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  • 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.


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  • 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.

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  • JOÃO HENRIQUE FERNANDES DA SILVA
  • SECAGEM DE BANANA VERDE PRÉ-TRATADA ASSISTIDA POR RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA DO TIPO C (UV-C): DESIGN DE UM NOVO SECADOR CONVECTIVO ESTUDADO VIA CFD COM VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL

  • Orientador : PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS COSTA DANTAS
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • VALDEMIR ALEXANDRE DOS SANTOS
  • YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • Data: 17/06/2024

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  • Este trabalho teve como objetivo estudar o uso de ácido orgânico (ácido acético) e ultrassom como pré-tratamento na secagem convectiva assistida por luz UV-C na degradação de compostos lignocelulósicos superficiais em fatias de banana verde. Para isso, um secador convectivo foi idealizado, construído e estudado através de fluidodinâmica computacional. A secagem foi avaliada em termos da cinética de secagem, que foi modelada empiricamente, e dos coeficientes de difusividade efetiva (Def). As fatias foram avaliadas quanto a seus parâmetros de cor (L, a*, b* e Diferença total de cor) e quanto a sua morfologia superficial. Os experimentos foram montados de acordo com um planejamento fatorial 2³, que avaliou os efeitos dos fatores (potência de luz UV-C, pré-tratamento com ultrassom e ácido acético) sobre as variáveis dependentes (tempo até 25% de umidade, tX25%, tempo até a umidade de equilíbrio, tXe, L, a* e b*). A simulação se deu em regime permanente e as equações de conservação de massa, energia e movimento resolvidas numericamente via fluidodinâmica computacional. Os resultados da simulação via CFD foram validados experimentalmente e obtiveram um erro máximo de 5,34% para os perfis de temperatura e -2,14% para velocidade de saída. A janela de quartzo se confirmou como a principal fonte de dissipação de calor do secador, acarretando uma temperatura média de secagem das fatias de banana de 52,42 ºC. A cinética de secagem foi melhor representada pelo modelo Exponencial de Dois Termos, apresentando valores de R² superiores a 0,9998 e erro percentual máximo de 0,726%. O planejamento fatorial não revelou diferenças significativas quanto ao tX25%. Já quanto ao tXe, L, a* e b*, houve diferenças significativas. A aplicação de luz UV-C degradou os compostos lignocelulósicos e sua aplicação com os pré-tratamentos teve um efeito sinérgico. Os prétratamentos reduziram o escurecimento das amostras, enquanto a aplicação de luz UV-C aumentou. A análise por microscopia eletrônica de varredura evidenciou a degradação superficial de compostos lignocelulósicos e os efeitos sobre a morfologia superficial das fatias.


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  • Este trabalho teve como objetivo estudar o uso de ácido orgânico (ácido acético) e ultrassom como pré-tratamento na secagem convectiva assistida por luz UV-C na degradação de compostos lignocelulósicos superficiais em fatias de banana verde. Para isso, um secador convectivo foi idealizado, construído e estudado através de fluidodinâmica computacional. A secagem foi avaliada em termos da cinética de secagem, que foi modelada empiricamente, e dos coeficientes de difusividade efetiva (Def). As fatias foram avaliadas quanto a seus parâmetros de cor (L, a*, b* e Diferença total de cor) e quanto a sua morfologia superficial. Os experimentos foram montados de acordo com um planejamento fatorial 2³, que avaliou os efeitos dos fatores (potência de luz UV-C, pré-tratamento com ultrassom e ácido acético) sobre as variáveis dependentes (tempo até 25% de umidade, tX25%, tempo até a umidade de equilíbrio, tXe, L, a* e b*). A simulação se deu em regime permanente e as equações de conservação de massa, energia e movimento resolvidas numericamente via fluidodinâmica computacional. Os resultados da simulação via CFD foram validados experimentalmente e obtiveram um erro máximo de 5,34% para os perfis de temperatura e -2,14% para velocidade de saída. A janela de quartzo se confirmou como a principal fonte de dissipação de calor do secador, acarretando uma temperatura média de secagem das fatias de banana de 52,42 ºC. A cinética de secagem foi melhor representada pelo modelo Exponencial de Dois Termos, apresentando valores de R² superiores a 0,9998 e erro percentual máximo de 0,726%. O planejamento fatorial não revelou diferenças significativas quanto ao tX25%. Já quanto ao tXe, L, a* e b*, houve diferenças significativas. A aplicação de luz UV-C degradou os compostos lignocelulósicos e sua aplicação com os pré-tratamentos teve um efeito sinérgico. Os prétratamentos reduziram o escurecimento das amostras, enquanto a aplicação de luz UV-C aumentou. A análise por microscopia eletrônica de varredura evidenciou a degradação superficial de compostos lignocelulósicos e os efeitos sobre a morfologia superficial das fatias.

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  • JESSICA KELLY DA SILVA NEGREIROS
  • AVALIAÇÃO E MODELAGEM DA SECAGEM EM CAMADA DE ESPUMA DO MELÃO DE SÃO CAETANO (Momordica charantia L.) PARA FINS TERAPÊUTICOS

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TAMIRES DOS SANTOS PEREIRA
  • OSVALDO SOARES DA SILVA
  • DEIVSON CESAR SILVA SALES
  • FLAVIO LUIZ HONORATO DA SILVA
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • Data: 21/08/2024

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  • 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.


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  • 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.

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  • JOSE SABINO DA SILVA NETO
  • CATALISADORES DE Ni, Cu E Mo APLICADOS NA DESOXIGENAÇÃO DE COMPOSTO MODELO E RESÍDUO DE ÓLEO VEGETAL, VIA PIRÓLISE

  • Orientador : JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAÚJO
  • NÉLIO TEIXEIRA MACHADO
  • JAMES CORREIA DE MELO
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • LUIZ STRAGEVITCH
  • Data: 28/08/2024

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  • Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de novos catalisadores do tipo óxidos mistos contendo metais de transição (Ni, Cu e Mo) a partir de precursores do tipo hidróxido duplo lamelar (HDL), para aplicação na pirólise do ácido oleico e de um resíduo industrial de óleos vegetais. As análises por DRX, EDXRF, TG, FTIR e porosidade demonstraram que foram obtidos precursores cristalinos de NiAl e CuNiAl, com estrutura do tipo HDL, bem como óxidos mistos mesoporosos com diferentes razões Cu/Ni (0–0,4) e alta fração de alumínio (x = 0,55–0,59). As reações dos óleos pré-adsorvidos sobre os catalisadores foram realizadas em um sistema de micropirólise a 550 °C. Os resultados mostram que a atividade de craqueamento do ácido oleico aumentou com a adição de cobre aos catalisadores de NiAl. O cobre também promoveu a diminuição na formação de compostos aromáticos e precursores de coque, bem como de oxigenados. O catalisador com razão Cu/Ni = 0,4 apresentou forte atividade na conversão de um resíduo industrial de óleo vegetal, resultando na diminuição de oxigenados e aumento de hidrocarbonetos, particularmente na faixa de gasolina (C5–C9). Reações com os óxidos mistos impregnados com Mo indicaram menor atividade de craqueamento com maior formação de hidrocarbonetos na faixa do diesel e querosene (C10+), bem como aumento na formação de aromáticos. Os dados de degradação térmica do resíduo oleoso apresentaram bom ajuste a modelos isoconversionais.


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  • Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de novos catalisadores do tipo óxidos mistos contendo metais de transição (Ni, Cu e Mo) a partir de precursores do tipo hidróxido duplo lamelar (HDL), para aplicação na pirólise do ácido oleico e de um resíduo industrial de óleos vegetais. As análises por DRX, EDXRF, TG, FTIR e porosidade demonstraram que foram obtidos precursores cristalinos de NiAl e CuNiAl, com estrutura do tipo HDL, bem como óxidos mistos mesoporosos com diferentes razões Cu/Ni (0–0,4) e alta fração de alumínio (x = 0,55–0,59). As reações dos óleos pré-adsorvidos sobre os catalisadores foram realizadas em um sistema de micropirólise a 550 °C. Os resultados mostram que a atividade de craqueamento do ácido oleico aumentou com a adição de cobre aos catalisadores de NiAl. O cobre também promoveu a diminuição na formação de compostos aromáticos e precursores de coque, bem como de oxigenados. O catalisador com razão Cu/Ni = 0,4 apresentou forte atividade na conversão de um resíduo industrial de óleo vegetal, resultando na diminuição de oxigenados e aumento de hidrocarbonetos, particularmente na faixa de gasolina (C5–C9). Reações com os óxidos mistos impregnados com Mo indicaram menor atividade de craqueamento com maior formação de hidrocarbonetos na faixa do diesel e querosene (C10+), bem como aumento na formação de aromáticos. Os dados de degradação térmica do resíduo oleoso apresentaram bom ajuste a modelos isoconversionais.

7
  • DENISSON DE OLIVEIRA LIBORIO
  • PIRÓLISE DE RESÍDUOS DE BIOMASSAS LIGNOCELULÓSICAS PARA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS

  • Orientador : JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JEAN CONSTANTINO GOMES DA SILVA
  • JOSÉ LUIZ FRANCISCO ALVES
  • ALBERTO WISNIEWSKI JUNIOR
  • DEIVSON CESAR SILVA SALES
  • MOHAND BENACHOUR
  • Data: 29/08/2024

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  • 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.


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  • 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.

2023
Dissertações
1
  • PAULO HENRIQUE MIRANDA DE FARIAS
  • CONVERSÃO CATALÍTICA DO GLICEROL PARA PRODUÇÃO SELETIVA DE ÁCIDO GLICÉRICO

  • Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MOHAND BENACHOUR
  • SEBASTIAO JOSE DE MELO
  • Data: 15/02/2023

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  • No presente trabalho estudou-se a oxidação de glicerol em ácido glicérico e derivados usando carvão ativado como suporte para as fases metálicas de cobre, níquel, platina do catalisador heterogêneo formulado. Vários parâmetros de reação foram avaliados: massa do catalisador, relação molar NaOH/glicerol, temperatura, tempo de reação, além da influência do contraíon na seletividade em ácido glicérico. As propriedades texturais e estruturais dos catalisadores suportados em carvão ativado (comercial – CARBOMARFA S.A) foram avaliadas por isotermas de adsorção-dessorção de N2 a −196◦C, DRX, MEV, EDX, TGA e DTG. Foi possível obter uma conversão de glicerol superior a 65% com seletividade para ácido glicérico de 88% e 65% usando o catalisador de Cu-Ni-Pt/C em meio alcalino, observado uma diminuição para o contraíon de potássio em relação ao sódio. Os experimentos foram realizados em um reator do tipo de leito de lama mecanicamente agitado, sendo fechado para as fases líquida e sólida catalítica e aberto para a fase gasosa, operando com velocidade de agitação de 500 rpm, vazão de gás entre 100-150 L/h e temperaturas compreendidas entre 40 -60oC. Além disso, o catalisador foi utilizado em todos os ciclos reacionais sem perda significativa de atividade, destacando a grande estabilidade das fases metálicas no catalisador preparado. Finalizando com a proposição de modelo fenomenológico associado aos efeitos de superfície do catalisador, segundo hipótese de Langmuir-Hinshelwood, proporcionando a quantificação das constantes de velocidade da reação e constantes de equilíbrio na superfície.


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  • No presente trabalho estudou-se a oxidação de glicerol em ácido glicérico e derivados usando carvão ativado como suporte para as fases metálicas de cobre, níquel, platina do catalisador heterogêneo formulado. Vários parâmetros de reação foram avaliados: massa do catalisador, relação molar NaOH/glicerol, temperatura, tempo de reação, além da influência do contraíon na seletividade em ácido glicérico. As propriedades texturais e estruturais dos catalisadores suportados em carvão ativado (comercial – CARBOMARFA S.A) foram avaliadas por isotermas de adsorção-dessorção de N2 a −196◦C, DRX, MEV, EDX, TGA e DTG. Foi possível obter uma conversão de glicerol superior a 65% com seletividade para ácido glicérico de 88% e 65% usando o catalisador de Cu-Ni-Pt/C em meio alcalino, observado uma diminuição para o contraíon de potássio em relação ao sódio. Os experimentos foram realizados em um reator do tipo de leito de lama mecanicamente agitado, sendo fechado para as fases líquida e sólida catalítica e aberto para a fase gasosa, operando com velocidade de agitação de 500 rpm, vazão de gás entre 100-150 L/h e temperaturas compreendidas entre 40 -60oC. Além disso, o catalisador foi utilizado em todos os ciclos reacionais sem perda significativa de atividade, destacando a grande estabilidade das fases metálicas no catalisador preparado. Finalizando com a proposição de modelo fenomenológico associado aos efeitos de superfície do catalisador, segundo hipótese de Langmuir-Hinshelwood, proporcionando a quantificação das constantes de velocidade da reação e constantes de equilíbrio na superfície.

2
  • RANIELLY MONTEIRO BATISTA
  • Estudo da cadeia produtiva de biomassas para fins de otimização da geração de energia elétrica.
  • Orientador : LEONIE ASFORA SARUBBO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • JULIANO RODRIGUES PAPPALARDO
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • Data: 27/02/2023

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  • O uso de biomassas como combustíveis mostra-se promissor. Isso pode ser atestado pelos conteúdos energéticos levantados das biomassas propostas, principalmente pela fibra e cachos vazios de dendê, com PCI em torno de 19 MJ/kg. No entanto, a variabilidade, bem como a logística associada dificultam a competividade econômica destes combustíveis renováveis com os fósseis. Nesse sentido, o estudo da cadeia produtiva de biomassas de capim-elefante, resíduos de dendê e florestais subsidiaram a modelagem matemática deste trabalho, via programação linear, no horizonte de 1 ano, na base semanal. O modelo foi composto por 1 função objetivo de minimização de custos e 17 restrições. Com programação em linguagem Phyton, a modelagem é capaz de fornecer solução com programações semanais de misturas de biomassas para combustão em uma caldeira com vistas a minimizar os custos de geração de energia elétrica. Para elaboração do modelo foram utilizados dados estimados de uma usina no estado de Roraima (RR) resultando numa demanda térmica de 68939,9 kW com necessidade de 830 m3/dia de capacidade de armazenamento com vistas à produção de 31 t/h de vapor. O uso de restrições envolvendo corrosão, pré-tratamento e emissões ambientais para além dos parâmetros inerentes ao processo e de logística permitiram a otimização aplicada. Diante disso, a ferramenta atendeu ao objetivo proposto de auxiliar a gestão do processo da usina, ajustando a melhor configuração de matérias-primas do ponto de vista econômico, operacional e ambiental.

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  • O uso de biomassas como combustíveis mostra-se promissor. Isso pode ser atestado pelos conteúdos energéticos levantados das biomassas propostas, principalmente pela fibra e cachos vazios de dendê, com PCI em torno de 19 MJ/kg. No entanto, a variabilidade, bem como a logística associada dificultam a competividade econômica destes combustíveis renováveis com os fósseis. Nesse sentido, o estudo da cadeia produtiva de biomassas de capim-elefante, resíduos de dendê e florestais subsidiaram a modelagem matemática deste trabalho, via programação linear, no horizonte de 1 ano, na base semanal. O modelo foi composto por 1 função objetivo de minimização de custos e 17 restrições. Com programação em linguagem Phyton, a modelagem é capaz de fornecer solução com programações semanais de misturas de biomassas para combustão em uma caldeira com vistas a minimizar os custos de geração de energia elétrica. Para elaboração do modelo foram utilizados dados estimados de uma usina no estado de Roraima (RR) resultando numa demanda térmica de 68939,9 kW com necessidade de 830 m3/dia de capacidade de armazenamento com vistas à produção de 31 t/h de vapor. O uso de restrições envolvendo corrosão, pré-tratamento e emissões ambientais para além dos parâmetros inerentes ao processo e de logística permitiram a otimização aplicada. Diante disso, a ferramenta atendeu ao objetivo proposto de auxiliar a gestão do processo da usina, ajustando a melhor configuração de matérias-primas do ponto de vista econômico, operacional e ambiental.
3
  • ALEXCIANA PEREIRA DE MELO
  • Avaliação do concentrado proteico do soro do leite obtido por separação com membranas na qualidade físico-química e microbiológica do queijo coalho tipo B.
  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDVANE BORGES DA SILVA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • YANA BATISTA BRANDÃO
  • Data: 27/02/2023

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  • Nesta pesquisa foi investigada a viabilidade técnica de se usar concentrados proteicos obtidos do soro de leite por meio da técnica ultrafiltração para proteção microbiológica de queijo coalho Tipo B. O queijo de coalho tem se destacado na literatura como um concentrado lácteo de baixa qualidade microbiológica, principalmente do tipo B, quando o leite utilizado para sua fabricação é in natura. Estudos evidenciaram a necessidade do desenvolvimento de pesquisas que visem promover a redução e/ou eliminação dos principais contaminantes deste produto com tanta importância regional e também nacional.

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  • Nesta pesquisa foi investigada a viabilidade técnica de se usar concentrados proteicos obtidos do soro de leite por meio da técnica ultrafiltração para proteção microbiológica de queijo coalho Tipo B. O queijo de coalho tem se destacado na literatura como um concentrado lácteo de baixa qualidade microbiológica, principalmente do tipo B, quando o leite utilizado para sua fabricação é in natura. Estudos evidenciaram a necessidade do desenvolvimento de pesquisas que visem promover a redução e/ou eliminação dos principais contaminantes deste produto com tanta importância regional e também nacional.
4
  • FERNANDA SOBREIRA SILVA
  • Degradação da mistura de fármacos lamivudina e zidovudina via processos oxidativos avançados empregando
    pirita como catalisador
  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAN MANUEL RODRÍGUEZ DÍAZ
  • MARTA MARIA MENEZES BEZERRA DUARTE
  • MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • Data: 27/02/2023

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  • 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.

     


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  • 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.

     

5
  • ANDRESSA AZIZ DINIZ ARAÚJO
  • Síntese e caracterização de óxido de grafeno amino-funcionalizado suportado em carvão e sua aplicação no processo de remoção de fármaco de efluente sintético.
  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR TADEU LAZZAROTTO BRESOLIN
  • EVERTON SKORONSKI
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • Data: 21/06/2023

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  • A adsorção é uma técnica importante para a remoção de poluentes em água. O processo envolve a transferência de poluentes da fase líquida para a superfície de um material sólido. Nesta pesquisa, um adsorvente foi produzido a partir de carvão obtido do beneficiamento de resíduos de madeira, otimizando-o com óxido de grafeno funcionalizado com grupos amina - AmOG-CRM. O AmOG-CRM e seus precursores foram caracterizados através das técnicas de MEV, FTIR, BET, DRX, TGA e pHPCZ. E eficiência do AmOG-CRM foi testada na remoção de diclofenaco sódico (DCF), o qual foi utilizado aqui como poluente modelo. Testes preliminares definiram o ponto ótimo de adsorção ao utilizar-se 0,03 g de AmOG-CRM e 25 ml de solução de DCF a 20 mg.L-1, no pH natural da solução. Os estudos de equilíbrio de adsorção indicaram que o modelo de Langmuir-Freundlich foi o mais representativo, com qmax = 25,83 mg.L-1, e a cinética revelou um processo de adsorção complexo, com a presença de sítios ativos e inertes. O estudo termodinâmico concluiu que se tratou de uma adsorção de natureza química, endotérmica, espontânea e com aumento da desordem do sistema.


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  • A adsorção é uma técnica importante para a remoção de poluentes em água. O processo envolve a transferência de poluentes da fase líquida para a superfície de um material sólido. Nesta pesquisa, um adsorvente foi produzido a partir de carvão obtido do beneficiamento de resíduos de madeira, otimizando-o com óxido de grafeno funcionalizado com grupos amina - AmOG-CRM. O AmOG-CRM e seus precursores foram caracterizados através das técnicas de MEV, FTIR, BET, DRX, TGA e pHPCZ. E eficiência do AmOG-CRM foi testada na remoção de diclofenaco sódico (DCF), o qual foi utilizado aqui como poluente modelo. Testes preliminares definiram o ponto ótimo de adsorção ao utilizar-se 0,03 g de AmOG-CRM e 25 ml de solução de DCF a 20 mg.L-1, no pH natural da solução. Os estudos de equilíbrio de adsorção indicaram que o modelo de Langmuir-Freundlich foi o mais representativo, com qmax = 25,83 mg.L-1, e a cinética revelou um processo de adsorção complexo, com a presença de sítios ativos e inertes. O estudo termodinâmico concluiu que se tratou de uma adsorção de natureza química, endotérmica, espontânea e com aumento da desordem do sistema.

6
  • MARCELA BINO DA SILVA SANTOS
  • Estudo Comparativo da Utilização de Compósitos de Óxido de Grafeno/Óxido de Ferro e Hidrogel de Ágar/Óxido de Grafeno para  Adsorção de Quinolina.

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • LUCAS MEILI
  • Data: 16/08/2023

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  • 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.


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  • 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.

7
  • GABRIELLY THAYSE DA SILVA VASCONCELOS
  • DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DO COMPÓSITO DE POLI (BUTILENO ADIPATO-CO-TEREFTALATO) (PBAT) E FIBRA DE CACTO (OPUNTIA STRICTA HAW) ADITIVADO COM ÓLEO ESSENCIAL DE CRAVO.

  • Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANI VIEGAS BRANDAO GRISI
  • JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • Data: 25/08/2023

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  • O presente trabalho teve por objetivo produzir e caracterizar compósitos poliméricos ativos para investigar sua possível aplicação em embalagens de alimentos, utilizando o PBAT como matriz, fibras de cacto como material de reforço e óleo essencial de cravo-da-índia como agente ativo antimicrobiano. As amostras foram preparadas pela técnica de mistura e fusão, variando-se o teor de fibras. As análises realizadas foram microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, ensaio mecânico de tração, atividade antimicrobiana e atividade antioxidante. As imagens de MEV revelaram uma adesão fibra-matriz satisfatória, com exceção da composição contendo 20% de fibras. O ensaio mecânico indicou redução da tensão máxima na ruptura e da elongação na ruptura e aumento do módulo de elasticidade do PBAT, porém os valores.


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  • O presente trabalho teve por objetivo produzir e caracterizar compósitos poliméricos ativos para investigar sua possível aplicação em embalagens de alimentos, utilizando o PBAT como matriz, fibras de cacto como material de reforço e óleo essencial de cravo-da-índia como agente ativo antimicrobiano. As amostras foram preparadas pela técnica de mistura e fusão, variando-se o teor de fibras. As análises realizadas foram microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, ensaio mecânico de tração, atividade antimicrobiana e atividade antioxidante. As imagens de MEV revelaram uma adesão fibra-matriz satisfatória, com exceção da composição contendo 20% de fibras. O ensaio mecânico indicou redução da tensão máxima na ruptura e da elongação na ruptura e aumento do módulo de elasticidade do PBAT, porém os valores.

8
  • FELIPE FREITAS DE ALCANTARA
  • ELABORAÇÃO DE MODELO HÍBRIDO APTO À CONSTRUÇÃO DE GÊMEOS DIGITAIS: estudo de caso na produção de metanol por hidrogenação catalítica do CO2 em reator de leito fixo

  • Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • MARTESON CRISTIANO DOS SANTOS CAMELO
  • MOHAND BENACHOUR
  • Data: 30/08/2023

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  • 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


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  • 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

Teses
1
  • GENILSON ANTONIO DA SILVA
  • MODELAGEM DINÂMICA EM CONDIÇÃO DE NÃO EQUILÍBRIO DA DESTILAÇÃO REATIVA EM BATELADA SIMPLES.
  • Orientador : JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • FELIPE PEDRO DA COSTA GOMES
  • IRAPUAN OLIVEIRA PINHEIRO
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • MAURICIO BEZERRA DE SOUZA JUNIOR
  • Data: 10/02/2023

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  • Um modelo de destilação em não equilíbrio foi aplicado para calcular mapas de curvas de residuais reativos (RRCMs) e diagramas de bifurcação para um destilador reativo em batelada simples. Ela tem aplicação a problemas operacionais e projetos de colunas de destilação reativa (RD). Modelos em equilíbrio termodinâmico não representam adequadamente a interação entre transferência de massa e reação química. A síntese do éter metil terc-butílico (MTBE) foi escolhida como estudo de caso por ser referência clássica na literatura. O problema descrito por equações algébricas diferenciais foi resolvido pelo método Runge-Kutta (stiff). Fenômenos interessantes foram demonstrados a partir da produção de MTBE por RD em batelada simples da mistura não ideal isobuteno/metanol/MTBE. A dinâmica não linear complexa do processo levou aos fenômenos de azeotropia dinâmica e multiplicidade de estados estacionários. Mudanças no número de Damköhler, na área interfacial e na vazão de retirada de vapor podem alterar a topologia dos RRCMs. Foram obtidas novas regiões de destilação, novos azeótropos e novos limites de destilação. Foi demonstrado que o modelo de equilíbrio termodinâmico é um caso limite do modelo irreversível em altas áreas interfaciais ou pequenas taxas de retirada de vapor. Os diagramas de bifurcação obtidos pelo método da continuação numérica revelaram a sensibilidade dos pontos fixos do sistema e limites de destilação aos parâmetros. Os resultados obtidos são úteis para melhorar o projeto e a avaliação de colunas RD em batelada.

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  • Um modelo de destilação em não equilíbrio foi aplicado para calcular mapas de curvas de residuais reativos (RRCMs) e diagramas de bifurcação para um destilador reativo em batelada simples. Ela tem aplicação a problemas operacionais e projetos de colunas de destilação reativa (RD). Modelos em equilíbrio termodinâmico não representam adequadamente a interação entre transferência de massa e reação química. A síntese do éter metil terc-butílico (MTBE) foi escolhida como estudo de caso por ser referência clássica na literatura. O problema descrito por equações algébricas diferenciais foi resolvido pelo método Runge-Kutta (stiff). Fenômenos interessantes foram demonstrados a partir da produção de MTBE por RD em batelada simples da mistura não ideal isobuteno/metanol/MTBE. A dinâmica não linear complexa do processo levou aos fenômenos de azeotropia dinâmica e multiplicidade de estados estacionários. Mudanças no número de Damköhler, na área interfacial e na vazão de retirada de vapor podem alterar a topologia dos RRCMs. Foram obtidas novas regiões de destilação, novos azeótropos e novos limites de destilação. Foi demonstrado que o modelo de equilíbrio termodinâmico é um caso limite do modelo irreversível em altas áreas interfaciais ou pequenas taxas de retirada de vapor. Os diagramas de bifurcação obtidos pelo método da continuação numérica revelaram a sensibilidade dos pontos fixos do sistema e limites de destilação aos parâmetros. Os resultados obtidos são úteis para melhorar o projeto e a avaliação de colunas RD em batelada.
2
  • ANDRÉ TEODÓSIO DE SOUZA RIBEIRO
  • DESENVOLVIMENTO DE CATALIZADORES ESTRUTURADOS À BASE DE Ni E Rh APLICADOS A PROCESSO DE MITIGAÇÃO DE CO2

  • Orientador : LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO OSIMAR SOUSA DA SILVA
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • PEDRO NOTHAFT ROMANO
  • Data: 28/02/2023

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  • 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.


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  • 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.

3
  • DAYSE MARIA SÁ DA SILVA
  • PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DE RESÍDUOS DE PESCADOS DA REGIÃO BRAGANTINA/ESTADO DO PARÁ.

  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • JAMES CORREIA DE MELO
  • JULIANO RODRIGUES PAPPALARDO
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • VALDEMIR ALEXANDRE DOS SANTOS
  • Data: 27/04/2023

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  • O potencial de produção de biogás a partir do uso de resíduos de pescado (RP) e o seu efeito na redução de gases de efeito estufa (GEE) e na produção de energia, foram avaliados nesta pesquisa. O RP foi co-digerido com lodo de esgoto aeróbio (LA) e anaeróbio (LAN) provenientes de uma estação de tratamento de esgoto doméstico, em configurações separadas, a fim de verificar a influência de cada tipo de inóculo no teor de metano e rendimento do biogás. O RP foi coletado na cidade de Bragança, norte do Brasil, onde a pesca é a principal atividade, com uma produção de RP de aproximadamente 9.000 kg·dia-1. A parte experimental mais importante incluiu ensaios com três relações inóculo/biomassa (I/B), em LA, e cinco relações I/B, em LAN, que foram digeridas por 30 dias, gerando efeito sobre o rendimento cumulativo de biogás e teor de metano. A relação inóculo/biomassa, tempo de digestão, e modelos cinéticos, foram estudados durante os experimentos. Entre os cinco experimentos supracitados, em LAN, os dois ensaios com maior produção cumulativa de biogás e metano foram repetidos com adição de hidrogênio, para provocar maior concentração de metano no biogás final. A redução de GEE foi estimada a partir da quantidade descartada de RP nos vazadouros a ceu aberto da Cidade de Bragança/PA; e a geração de eletricidade foi estimada usando o rendimento de metano e seu poder calorífico inferior. Além disso, dois modelos cinéticos foram estudados, durante os trinta dias de experimento, correlacionando metano cumulativo como uma função do tempo. Os resultados apresentaram uma redução de GEE de 1.619 toneladas de CO2e e uma produção de eletricidade de 372 a 956 MWh·ano-1. A análise de variância indicou que a produção de metano foi altamente dependente das razões I/B, em LAN, que variaram de 76 a 138 mL·gvs-1. Os modelos cinéticos de primeira ordem e Gompertz se ajustaram satisfatoriamente aos resultados experimentais, com predileção ao modelo de Gompertz, que prevê máxima derivada entre a produção cumulativa de metano em respeito ao tempo, e um atraso (lag-phase) proveniente do início da biodigestão. Por fim, esta pesquisa mostrou o benefício do uso de RP para geração de biogás e eletricidade, reduzindo as emissões de GEE em uma cidade onde não há projeto de energia.


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  • O potencial de produção de biogás a partir do uso de resíduos de pescado (RP) e o seu efeito na redução de gases de efeito estufa (GEE) e na produção de energia, foram avaliados nesta pesquisa. O RP foi co-digerido com lodo de esgoto aeróbio (LA) e anaeróbio (LAN) provenientes de uma estação de tratamento de esgoto doméstico, em configurações separadas, a fim de verificar a influência de cada tipo de inóculo no teor de metano e rendimento do biogás. O RP foi coletado na cidade de Bragança, norte do Brasil, onde a pesca é a principal atividade, com uma produção de RP de aproximadamente 9.000 kg·dia-1. A parte experimental mais importante incluiu ensaios com três relações inóculo/biomassa (I/B), em LA, e cinco relações I/B, em LAN, que foram digeridas por 30 dias, gerando efeito sobre o rendimento cumulativo de biogás e teor de metano. A relação inóculo/biomassa, tempo de digestão, e modelos cinéticos, foram estudados durante os experimentos. Entre os cinco experimentos supracitados, em LAN, os dois ensaios com maior produção cumulativa de biogás e metano foram repetidos com adição de hidrogênio, para provocar maior concentração de metano no biogás final. A redução de GEE foi estimada a partir da quantidade descartada de RP nos vazadouros a ceu aberto da Cidade de Bragança/PA; e a geração de eletricidade foi estimada usando o rendimento de metano e seu poder calorífico inferior. Além disso, dois modelos cinéticos foram estudados, durante os trinta dias de experimento, correlacionando metano cumulativo como uma função do tempo. Os resultados apresentaram uma redução de GEE de 1.619 toneladas de CO2e e uma produção de eletricidade de 372 a 956 MWh·ano-1. A análise de variância indicou que a produção de metano foi altamente dependente das razões I/B, em LAN, que variaram de 76 a 138 mL·gvs-1. Os modelos cinéticos de primeira ordem e Gompertz se ajustaram satisfatoriamente aos resultados experimentais, com predileção ao modelo de Gompertz, que prevê máxima derivada entre a produção cumulativa de metano em respeito ao tempo, e um atraso (lag-phase) proveniente do início da biodigestão. Por fim, esta pesquisa mostrou o benefício do uso de RP para geração de biogás e eletricidade, reduzindo as emissões de GEE em uma cidade onde não há projeto de energia.

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  • NAIANA SANTOS DA CRUZ SANTANA NEVES
  • DEGRADAÇÃO DOS CORANTES UTILIZADOS EM INDÚSTRIA DE SANITIZANTE EMPREGANDO PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS CLÁSSICOS E ELETROQUÍMICOS.

  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • LEDA CRISTINA DA SILVA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • PATRÍCIA ANGÉLICA VIEIRA
  • Data: 30/05/2023

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  • 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.


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  • 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.

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  • PEDRO PINTO FERREIRA BRASILEIRO
  • AUTORREGENERAÇÃO DE BIOCONCRETOS: investigação do potencial microbiológico e determinação da etapa limitante na biomineralização de carbonato de cálcio

  • Orientador : LEONIE ASFORA SARUBBO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDREA FERNANDA DE SANTANA COSTA
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • MUCIO LUIZ BANJA FERNANDES
  • RITA DE CÁSSIA FREIRE SOARES DA SILVA
  • Data: 31/05/2023

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  • O cimento é o material mais utilizado do mundo, possibilitando a construção de edifícios, pontes, estradas e outras obras. A falta de manutenção, no entanto, causa um perigo de desabamento dessas estruturas, podendo ocasionar lesões ou até mortes de pessoas. Neste trabalho, foram utilizadas as bactérias Bacillus cereus (UCP 1615), Bacillus methylotrophicus (UCP 1616) e Bacillus subtilis (UCP 0999) para determinar as melhores condições de produção de bioconcretos nos tipos de cimento: CP II-E, CP II-F e CP II-Z. A partir das dificuldades para produção cristalina, um protótipo denominado de Sistema em Cascata para Biomineralização em Cimento (SCBC) foi construído para determinação da etapa limitante do processo de biomineralização com um planejamento fatorial para secagem e uma curva cinética para a bactéria B. cereus. Nos experimentos iniciais para seleção microbiana foram obtidos cristais de SiO2 e CaCO3 com difratogramas de raios X, indicando 82% dos picos para SiO2 e 18% para calcita através da bactéria B. cereus. Os experimentos iniciais também indicaram uma afinidade entre a bactéria B. cereus e o cimento CP II-E. Os ensaios de planejamento experimental para secagem e cinética para a biorreação indicaram a secagem como a etapa limitante com uma taxa de produção de carbonato de 0,19 mg∙h-1. Os estudos indicam potenciais resultados para autorregeneração de concretos a serem cicatrizados, sendo uma alternativa ecofriendly e reduzindo a emissão de gases de efeito estufa.


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  • O cimento é o material mais utilizado do mundo, possibilitando a construção de edifícios, pontes, estradas e outras obras. A falta de manutenção, no entanto, causa um perigo de desabamento dessas estruturas, podendo ocasionar lesões ou até mortes de pessoas. Neste trabalho, foram utilizadas as bactérias Bacillus cereus (UCP 1615), Bacillus methylotrophicus (UCP 1616) e Bacillus subtilis (UCP 0999) para determinar as melhores condições de produção de bioconcretos nos tipos de cimento: CP II-E, CP II-F e CP II-Z. A partir das dificuldades para produção cristalina, um protótipo denominado de Sistema em Cascata para Biomineralização em Cimento (SCBC) foi construído para determinação da etapa limitante do processo de biomineralização com um planejamento fatorial para secagem e uma curva cinética para a bactéria B. cereus. Nos experimentos iniciais para seleção microbiana foram obtidos cristais de SiO2 e CaCO3 com difratogramas de raios X, indicando 82% dos picos para SiO2 e 18% para calcita através da bactéria B. cereus. Os experimentos iniciais também indicaram uma afinidade entre a bactéria B. cereus e o cimento CP II-E. Os ensaios de planejamento experimental para secagem e cinética para a biorreação indicaram a secagem como a etapa limitante com uma taxa de produção de carbonato de 0,19 mg∙h-1. Os estudos indicam potenciais resultados para autorregeneração de concretos a serem cicatrizados, sendo uma alternativa ecofriendly e reduzindo a emissão de gases de efeito estufa.

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  • MIRELLE MÁRCIO SANTOS CABRAL
  • ESTUDO DA RELAÇÃO DOS COMPOSTOS FENÓLICOS COM A FORMAÇÃO DE COR NO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR VHP

  • Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRELINA MARIA PINHEIRO SANTOS
  • DJALMA EUZÉBIO SIMÕES NETO
  • ELIANE BEZERRA DE MORAES MEDEIROS
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • Data: 17/07/2023

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  • 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. 


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  • 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. 

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  • WELENILTON JOSE DO NASCIMENTO JUNIOR
  • Desenvolvimento de Adsorvente Fotocatalítico Integrado AFCI a Base de Óxido de Grafeno, Óxidos de Ferro e Macroalga Marrom Para o Tratamento de Contaminantes Orgânicos e Inorgânicos

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROSANGELA BERGAMASCO
  • GUILHERME LUIZ DOTTO
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • PATRICIA PREDIGER
  • Data: 18/08/2023

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  • Os poluentes modernos conhecidos por Contaminantes Emergentes têm preocupado cientistas da água há quase um século e as tecnologias avançadas de tratamento de efluentes esbarram no grande desafio da relação entre custo e eficácia, e como alternativa, a comunidade científica vem propondo a utilização de novos materiais com potencial promissor na integração de processos existentes. Os “Adsorventes Fotocatalíticos Integrados” (conhecidos por vezes também como “adsorventes multifuncionais”) despontam como uma dessas alternativas prometendo integrar operações de adsorção, que se beneficiam do baixo custo de implementação e operação, e de fotocatálise heterogênea, que apresenta a vantagem da mineralização da carga orgânica e regeneração do resíduo sólido. Nesse trabalho, foram avaliados três derivados de óxido de grafeno e dois derivados de algas marrons em ensaios preliminares de para remoção de Cu2+, Ni2+ e Pb2+ e de três corantes sintéticos, azul de metileno, cristal violeta e amarelo tartrazina. Foi observado o aumento da capacidade adsortiva do grafeno com a decoração de óxidos de ferro, e capacidades de adsorção consideravelmente maiores foram obtidas com os derivados de alga. A remoção de cor e matéria orgânica dos três corantes foi amplamente aumentada pela exposição à radiação UVC no processo Fenton. A partir desses resultados, foi selecionado um contaminante orgânico (Azul de Metileno) e um contaminante inorgânico (Pb2+) e foram realizados estudos cinéticos, de equilíbrio de adsorção, de regeneração do adsorvente e ciclos de operação em batelada. Óxido de grafeno decorado com hematita apresentou os melhores resultados em termos de atividade fotocatalítica, capacidade de adsorção e eficiência ao longo de ciclos e foi selecionado para o desenvolvimento de um biocompósito com alga marrom para tratamento integrado de efluentes.


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  • Os poluentes modernos conhecidos por Contaminantes Emergentes têm preocupado cientistas da água há quase um século e as tecnologias avançadas de tratamento de efluentes esbarram no grande desafio da relação entre custo e eficácia, e como alternativa, a comunidade científica vem propondo a utilização de novos materiais com potencial promissor na integração de processos existentes. Os “Adsorventes Fotocatalíticos Integrados” (conhecidos por vezes também como “adsorventes multifuncionais”) despontam como uma dessas alternativas prometendo integrar operações de adsorção, que se beneficiam do baixo custo de implementação e operação, e de fotocatálise heterogênea, que apresenta a vantagem da mineralização da carga orgânica e regeneração do resíduo sólido. Nesse trabalho, foram avaliados três derivados de óxido de grafeno e dois derivados de algas marrons em ensaios preliminares de para remoção de Cu2+, Ni2+ e Pb2+ e de três corantes sintéticos, azul de metileno, cristal violeta e amarelo tartrazina. Foi observado o aumento da capacidade adsortiva do grafeno com a decoração de óxidos de ferro, e capacidades de adsorção consideravelmente maiores foram obtidas com os derivados de alga. A remoção de cor e matéria orgânica dos três corantes foi amplamente aumentada pela exposição à radiação UVC no processo Fenton. A partir desses resultados, foi selecionado um contaminante orgânico (Azul de Metileno) e um contaminante inorgânico (Pb2+) e foram realizados estudos cinéticos, de equilíbrio de adsorção, de regeneração do adsorvente e ciclos de operação em batelada. Óxido de grafeno decorado com hematita apresentou os melhores resultados em termos de atividade fotocatalítica, capacidade de adsorção e eficiência ao longo de ciclos e foi selecionado para o desenvolvimento de um biocompósito com alga marrom para tratamento integrado de efluentes.

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  • RONALD KEVERSON DA SILVA SANTOS
  • Estudo da adsorção e dessorção de fármacos em biocarvão obtido do caroço de açaí

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TITO ROBERTO SANT ANNA CADAVAL JUNIOR
  • DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
  • FLAVIO LUIZ HONORATO DA SILVA
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • Data: 21/08/2023

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  • 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 qs 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.


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  • 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 qs 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.

9
  • ANA PAULA CIPRIANO DE ARCANJO
  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO SIPAC 23076.042252/2024-68.

  • Orientador : JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MOHAND BENACHOUR
  • FREDERICO DUARTE DE MENEZES
  • MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • FERNANDO HALLWASS
  • JOSÉ CARLOS COSTA DA SILVA PINTO
  • Data: 23/08/2023

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  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO SIPAC 23076.042252/2024-68.


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  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO SIPAC 23076.042252/2024-68.

10
  • BRUNA FIGUEIRÊDO DO NASCIMENTO
  • Adsorção de clonazepam, cloroquina, propranolol e metiformina em solução aquosa usando nanocompósito  magnético de óxido de grafeno

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENNIO FELIX DE SENA
  • IGOR TADEU LAZZAROTTO BRESOLIN
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • MARTA MARIA MENEZES BEZERRA DUARTE
  • TITO ROBERTO SANT ANNA CADAVAL JUNIOR
  • Data: 28/08/2023

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  • 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.


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  • 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.

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  • BARBARA FREIRE DE OLIVEIRA
  • Otimização, Modelagem e Avaliação da Secagem do Fruto do Noni (Morinda citrifolia L.) por leito de jorro

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • LIBIA DE SOUSA CONRADO OLIVEIRA
  • MARCELLO MAIA DE ALMEIDA
  • ODELSIA LEONOR SÁNCHEZ DE ALSINA
  • PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • Data: 30/08/2023

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  • O fruto do noni (Morinda citrifolia Linn), também chamado de noni, apesar de apresentar um sabor e odor desagradáveis, vem se disseminando em todas as regiões do Brasil por ser uma fruta rica em nutrientes e possuir propriedades fitoterápicas. Por ser um fruto altamente perecível, a utilização de tecnologias para a conservação das principais características do fruto se torna interessante. A secagem no leito de jorro é uma dessas tecnologias e é empregada para a conservação de produtos e permitir atingir mercados consumidores em todo o mundo, além de agregar valor e facilitar o desenvolvimento de novos produtos. Desta forma, este trabalho teve por objetivo produzir o pó da polpa do noni no leito de jorro, utilizando um agente carreador. As condições de secagem afetaram positivamente a atividade de água, acidez, cinzas e sólidos solúveis, apresentando aumento nos valores dos pós secos. Já o ácido ascórbico teve sua concentração diminuída. A degradação da Atividade Antioxidante pelo método DPPH aumentou com o aumento da temperatura, enquanto fenólicos totais e Atividade Antioxidante pelo método ABTS foram maiores na temperatura mais alta. Este estudo mostrou-se valioso para a obtenção de um pó de excelente qualidade e valor nutricional ao aplicar o método de secagem em leito de jorro, abrindo assim perspectivas para sua utilização na indústria alimentícia, por exemplo como aditivo alimentar, e na indústria farmacêutica


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  • O fruto do noni (Morinda citrifolia Linn), também chamado de noni, apesar de apresentar um sabor e odor desagradáveis, vem se disseminando em todas as regiões do Brasil por ser uma fruta rica em nutrientes e possuir propriedades fitoterápicas. Por ser um fruto altamente perecível, a utilização de tecnologias para a conservação das principais características do fruto se torna interessante. A secagem no leito de jorro é uma dessas tecnologias e é empregada para a conservação de produtos e permitir atingir mercados consumidores em todo o mundo, além de agregar valor e facilitar o desenvolvimento de novos produtos. Desta forma, este trabalho teve por objetivo produzir o pó da polpa do noni no leito de jorro, utilizando um agente carreador. As condições de secagem afetaram positivamente a atividade de água, acidez, cinzas e sólidos solúveis, apresentando aumento nos valores dos pós secos. Já o ácido ascórbico teve sua concentração diminuída. A degradação da Atividade Antioxidante pelo método DPPH aumentou com o aumento da temperatura, enquanto fenólicos totais e Atividade Antioxidante pelo método ABTS foram maiores na temperatura mais alta. Este estudo mostrou-se valioso para a obtenção de um pó de excelente qualidade e valor nutricional ao aplicar o método de secagem em leito de jorro, abrindo assim perspectivas para sua utilização na indústria alimentícia, por exemplo como aditivo alimentar, e na indústria farmacêutica

2022
Dissertações
1
  • DANIELLA STEPHENY CARVALHO ANDRADE
  • Caracterização reológica e térmica do poli(ácido lático) em compósitos com casca de ovo de galinha e óleo de copaíba

  • Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • RENATA BARBOSA
  • Data: 15/02/2022

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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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  • 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.

2
  • NICKOLLY BUKKYO VIEIRA SERAFIM
  • ESTUDO DA ADSORÇÃO DE CLONAZEPAM EM BIOCARVÕES RESIDUAIS DO PROCESSO DE GASEIFICAÇÃO

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
  • Data: 15/02/2022

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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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  • 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.

3
  • MARCOS ANDRÉ SOARES DE OLIVEIRA
  • DEGRADAÇÃO DE MISTURA DE CORANTES EM EFLUENTE TÊXTIL SINTÉTICO VIA PROCESSOS FENTON E FOTO-FENTON HOMOGÊNEOS E HETEROGÊNEOS

  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • JOAN MANUEL RODRÍGUEZ DÍAZ
  • Data: 21/02/2022

  • Mostrar Resumo
  • 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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  • 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).

4
  • MARINA GOMES SILVA
  • PRODUÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS DE CELULOSE BACTERIANA/Fe PARA DEGRADAÇÃO DE SOLUÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS POR PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS

  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • LEONIE ASFORA SARUBBO
  • Data: 22/02/2022

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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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  • 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.

5
  • INGRID LARISSA DA SILVA SANTANA
  • DEGRADAÇÃO DO CORANTE TÊXTIL PRETO DIRETO 22 EMPREGANDO PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS ELETROQUÍMICOS E HOMOGÊNEOS 

  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FERNANDA ARAUJO HONORATO
  • LEDA CRISTINA DA SILVA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • Data: 24/02/2022

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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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  • 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.    

6
  • ÍTALO RICARDO SILVA DE ARAÚJO
  • ESTUDO DA DESATIVAÇÃO E REGENERAÇÃO DO CATALISADOR ESTRUTURADO Ni/(La2O3/Al2O3) APLICADO A REFORMA SECA DO METANO.

  • Orientador : LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • PEDRO NOTHAFT ROMANO
  • Data: 27/04/2022

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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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  • 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.

7
  • LETÍCIA DE SOUZA SILVA
  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO 23076.042252/2024-68

  • Orientador : CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MOHAND BENACHOUR
  • CLAUDIA CRISTINA CARDOSO DA SILVA
  • Data: 28/04/2022

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  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO 23076.042252/2024-68


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  • Sigilo tecnológico, conforme PROCESSO 23076.042252/2024-68

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  • MARIA ALICE DE MELO PINHEIRO
  • Desenvolvimento de pontos de carbono a partir de fonte renovável como nanomarcador de combustível

  • Orientador : LUIZ STRAGEVITCH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA FONTES
  • FERNANDA ARAUJO HONORATO
  • GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
  • Data: 30/05/2022

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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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  • 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
  • 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

  • Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GLORIA MARIA VINHAS
  • LEDA CRISTINA DA SILVA
  • MOHAND BENACHOUR
  • Data: 26/07/2022

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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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  • 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
  • Síntese do óxido de grafeno funcionalizado para remoção de gás sulfídrico presente no gás natural

     

     

  • Orientador : CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MARCIO VILAR FRANCA LIMA
  • SANTIAGO ARIAS HENAO
  • Data: 29/07/2022

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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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  • 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
  • ESTUDO VIA SIMULAÇÃO DAS CONDIÇÕES HIDRODINÂMICAS EM CÉLULA REATIVA PARA A BIOMINERALIZAÇÃO CIMENTÍCIA USANDO PLANEJAMENTO FATORIAL E FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

  • Orientador : LEONIE ASFORA SARUBBO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • HILARIO JORGE BEZERRA DE LIMA FILHO
  • Data: 29/07/2022

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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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  • 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
  • Produção de bio-óleo a partir de bagaço de cana-de-açúcar por liquefação térmica
  • Orientador : LEANDRO DANIELSKI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • EMMANUEL DAMILANO DUTRA
  • JOSE GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO
  • Data: 31/08/2022

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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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  • 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

Teses
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  • SANTULLA LEIDE BERNARDES VASCONCELOS CARVALHO
  • CONVERSÃO CATALÍTICA DA FRAÇÃO HOLOCELULÓSICA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR EM POLIÓIS E DERIVADOS

  • Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EMMANUEL DAMILANO DUTRA
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • MARIA DE LOS ANGELES PEREZ FERNANDEZ
  • MOHAND BENACHOUR
  • SERGIO LUCENA
  • Data: 28/01/2022

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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 𝑘=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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  • 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=1,040x10-2min-1 , 𝑘 ′ 1∗=1,425x10-2min-1 , 𝐾𝐴𝐶= 2,124x10-3 , 𝐾𝑆= 4,699x10-3 L.s-1 , respectivamente.

2
  • LIVIA DIAS CAMPELO DE FREITAS
  • PROCESSAMENTO DO ABACAXI: SECAGEM DA POLPA E APROVEITAMENTO DA COROA DA FRUTA COMO ADSORVENTE DO CORANTE AMARELO TARTRAZINA

  • Orientador : OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MOHAND BENACHOUR
  • JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • ANA CAROLINE DE OLIVEIRA
  • RAFAEL AUGUSTO BATISTA DE MEDEIROS
  • Data: 23/05/2022

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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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  • 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.

3
  • ALEX LEANDRO ANDRADE DE LUCENA
  • Degradação de antirretrovirais utilizando processos oxidativos avançados homogêneos e heterogêneos em reator fotolítico de bancada

  • Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • GIOVANNA MACHADO
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • LEDA CRISTINA DA SILVA
  • MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • Data: 30/05/2022

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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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  • 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
  • Simulação e otimização de processos para obtenção de biocombustíveis: etanol, bioquerosene de aviação e diesel verde

  • Orientador : MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MYLENE CRISTINA ALVES FERREIRA REZENDE
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • DEIVSON CESAR SILVA SALES
  • JOSÉ ANDRÉ CAVALCANTI DA SILVA
  • LEANDRO DANIELSKI
  • Data: 30/06/2022

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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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  • 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
  • Separação de Misturas Água/Óleos Residuais de Fritura (ORF) Aplicando a Flotação por Pré-Saturação Induzida (FPSI) em uma Planta Semi-Industrial

  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS COSTA DANTAS
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • YANA BATISTA BRANDÃO
  • Data: 01/08/2022

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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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  • 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
  • Simulação Fluidodinâmica de um Protótipo Semi-Industrial de Flotação por Pré-Saturação Induzida para Separação Água-Óleo.

  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS COSTA DANTAS
  • FRANCISCO MADEIRO BERNARDINO JUNIOR
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • Data: 15/08/2022

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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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  • 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
  • PRODUÇÃO DE BIOPOLÍMERO DE CELULOSE BACTERIANA ADITIVADO COM ANTIOXIDANTE NATURAL.

  • Orientador : GLORIA MARIA VINHAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANA MARIA PEDROSO YOSHIDA
  • EDUARDO HENRIQUE LAGO FALCAO
  • GUILHERMINO JOSE MACEDO FECHINE
  • PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • Data: 19/08/2022

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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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  • 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
  • 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

  • Orientador : MARCOS GOMES GHISLANDI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DIANA CRISTINA SILVA DE AZEVEDO
  • MANUEL FERNANDO RIBEIRO PEREIRA
  • MOHAND BENACHOUR
  • PATRICIA PREDIGER
  • YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • Data: 25/08/2022

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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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  • 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
  • Estudo do processo de cristalização do biocompósito poli(adipato de butileno co-tereftalato)(PBAT)/fibra de coco

  • Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANNA RAFFAELA DE MATOS COSTA
  • FELIPE PEDRO DA COSTA GOMES
  • JOSE MARCOS FRANCISCO DA SILVA
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • MOHAND BENACHOUR
  • Data: 30/08/2022

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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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  • 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.

2021
Dissertações
1
  • CAROLINA BARROS AQUINO
  • Avaliação de resíduos de Moringa oleífera Lam como matéria prima na produção de hidrocarbonetos via pirólise rápida

  • Orientador : CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIANO COSTA ALMEIDA
  • MOHAND BENACHOUR
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • Data: 26/08/2021

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  • A procura por fontes de energias renováveis tem estimulado o desenvolvimento de processos capazes de substituir os produtos energéticos derivados de origem fóssil. A Moringa Oleífera Lam é uma planta importante, já que apresenta elevados teores de vitaminas e minerais, e se adapta aos diferentes tipos de solo, por isso se adaptou muito bem ao Nordeste Brasileiro. O óleo extraído da semente da moringa é utilizado para a fabricação de emoliente cosmético. Após a extração do óleo é gerado um grande volume de resíduo, que pode ser considerado uma ótima opção para produção de produtos energéticos renováveis devido à sua grande disponibilidade e baixo custo. Diante disso, o objetivo desse trabalho é realizar a pirólise térmica e catalítica da casca da vagem e torta da semente da biomassa lignocelulósica Moringa Oleífera Lam, mediante a utilização de catalisadores baseados em óxido de zircônio com modificações em suas propriedades pela adição de alumínio e/ou níquel para produção de hidrocarbonetos. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por EDX, DRX e adsorção/dessorção de N2. O estudo cinético para obtenção da energia de ativação envolvida no processo de degradação térmica e catalítica das biomassas foi realizado utilizando o modelo desenvolvido por Flynn, Wall e Ozawa (FWO). As energias de ativação envolvidas nas degradações térmicas das biomassas casca da vagem e torta da semente foram 170 e 230 kJ/mol respectivamente. Os processos térmicos de pirólise de ambas as biomassas foram realizados em um microrreator Tandem nas temperaturas de 550, 600 e 650 °C e os catalíticos a temperatura de 600 °C. A pirólise da biomassa casca da vagem, nas três temperaturas estudadas, promove um elevado rendimento a aromáticos, já a biomassa torta da semente apresenta um maior rendimento a hidrocarbonetos insaturados. A biomassa torta da semente nas temperaturas de 600 °C e 650 °C apresentam um rendimento a hidrocarbonetos 3 vezes maior que a casca da vagem, devido aos ácidos graxos residuais contidos na torta. Para ambas biomassas o aumento da temperatura favorece a produção de hidrocarbonetos com número de carbonos entre C5-C11 (faixa da gasolina). Para as duas biomassas ocorre um aumento na produção de hidrocarbonetos muito significativo durante a pirólise catalítica, em que são produzidos predominante hidrocarbonetos na faixa da gasolina e querosene, evidenciando que essas biomassas, que possuem alto teor de voláteis e baixos teores de umidade, carbono fixo e cinzas, são promissoras para a obtenção de hidrocarbonetos.


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  • A procura por fontes de energias renováveis tem estimulado o desenvolvimento de processos capazes de substituir os produtos energéticos derivados de origem fóssil. A Moringa Oleífera Lam é uma planta importante, já que apresenta elevados teores de vitaminas e minerais, e se adapta aos diferentes tipos de solo, por isso se adaptou muito bem ao Nordeste Brasileiro. O óleo extraído da semente da moringa é utilizado para a fabricação de emoliente cosmético. Após a extração do óleo é gerado um grande volume de resíduo, que pode ser considerado uma ótima opção para produção de produtos energéticos renováveis devido à sua grande disponibilidade e baixo custo. Diante disso, o objetivo desse trabalho é realizar a pirólise térmica e catalítica da casca da vagem e torta da semente da biomassa lignocelulósica Moringa Oleífera Lam, mediante a utilização de catalisadores baseados em óxido de zircônio com modificações em suas propriedades pela adição de alumínio e/ou níquel para produção de hidrocarbonetos. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por EDX, DRX e adsorção/dessorção de N2. O estudo cinético para obtenção da energia de ativação envolvida no processo de degradação térmica e catalítica das biomassas foi realizado utilizando o modelo desenvolvido por Flynn, Wall e Ozawa (FWO). As energias de ativação envolvidas nas degradações térmicas das biomassas casca da vagem e torta da semente foram 170 e 230 kJ/mol respectivamente. Os processos térmicos de pirólise de ambas as biomassas foram realizados em um microrreator Tandem nas temperaturas de 550, 600 e 650 °C e os catalíticos a temperatura de 600 °C. A pirólise da biomassa casca da vagem, nas três temperaturas estudadas, promove um elevado rendimento a aromáticos, já a biomassa torta da semente apresenta um maior rendimento a hidrocarbonetos insaturados. A biomassa torta da semente nas temperaturas de 600 °C e 650 °C apresentam um rendimento a hidrocarbonetos 3 vezes maior que a casca da vagem, devido aos ácidos graxos residuais contidos na torta. Para ambas biomassas o aumento da temperatura favorece a produção de hidrocarbonetos com número de carbonos entre C5-C11 (faixa da gasolina). Para as duas biomassas ocorre um aumento na produção de hidrocarbonetos muito significativo durante a pirólise catalítica, em que são produzidos predominante hidrocarbonetos na faixa da gasolina e querosene, evidenciando que essas biomassas, que possuem alto teor de voláteis e baixos teores de umidade, carbono fixo e cinzas, são promissoras para a obtenção de hidrocarbonetos.

2
  • RAMON VINÍCIUS SANTOS DE AQUINO
  • Uso de Hidróxidos Duplos Lamelares como Adsorventes para a Remoção de Pb2+ de Soluções Aquosas Sintéticas.

  • Orientador : OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MOHAND BENACHOUR
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • RENATO FALCAO DANTAS
  • Data: 26/08/2021

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  • 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 (qmax) de 124 mg.g-1 e com ns < 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+.


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  • 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 (qmax) de 124 mg.g-1 e com ns < 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+.

3
  • SHIRLEY CLYDE RUPERT BRANDÃO
  • Secagem por infravermelho de melão pré-tratado com etanol: estudo cinético e parâmetros de qualidade.

  • Orientador : PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
  • MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
  • RAFAEL AUGUSTO BATISTA DE MEDEIROS
  • Data: 26/08/2021

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  • A secagem é uma técnica que tem por objetivo retirar parte da água contida nos alimentos e aumentar o tempo de prateleira deles. O uso de técnicas de pré-tratamento, para acelerar a secagem tem sido bastante estudada por conseguir diminuir o tempo de processo, e também pode minimizar as alterações sensoriais do produto. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da secagem infravermelho com e sem pré-tratamento etanólico, em diferentes tempos de imersão, no melão Cantaloupe. As amostras foram imersas em diferentes tempos (10, 20 e 30 min) e em diferentes soluções de etanol (100% e 50%). As secagens foram realizadas em um secador infravermelho a uma temperatura fixa de 60 °C. A condição que obteve o menor tempo de secagem foi a com pré-tratamento de etanol 100% (imersão por 30 min). A secagem resultou uma redução considerável dos valores dos compostos bioativos do melão Cantaloupe. As amostras que foram imersas no etanol 50%, de forma geral, mostraram menores perdas nos teores de fenólicos totais, carotenóides e nos teores de ácido ascórbico. Todas as amostras apresentaram valores abaixo de 0,60, configurando a estabilidade do alimento. Em relação à cor, houve um decréscimo nos valores da luminosidade de todas as amostras, enquanto os parâmetros da cor vermelha (a*) e da cor amarela (b*) foram intensificados.


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  • A secagem é uma técnica que tem por objetivo retirar parte da água contida nos alimentos e aumentar o tempo de prateleira deles. O uso de técnicas de pré-tratamento, para acelerar a secagem tem sido bastante estudada por conseguir diminuir o tempo de processo, e também pode minimizar as alterações sensoriais do produto. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da secagem infravermelho com e sem pré-tratamento etanólico, em diferentes tempos de imersão, no melão Cantaloupe. As amostras foram imersas em diferentes tempos (10, 20 e 30 min) e em diferentes soluções de etanol (100% e 50%). As secagens foram realizadas em um secador infravermelho a uma temperatura fixa de 60 °C. A condição que obteve o menor tempo de secagem foi a com pré-tratamento de etanol 100% (imersão por 30 min). A secagem resultou uma redução considerável dos valores dos compostos bioativos do melão Cantaloupe. As amostras que foram imersas no etanol 50%, de forma geral, mostraram menores perdas nos teores de fenólicos totais, carotenóides e nos teores de ácido ascórbico. Todas as amostras apresentaram valores abaixo de 0,60, configurando a estabilidade do alimento. Em relação à cor, houve um decréscimo nos valores da luminosidade de todas as amostras, enquanto os parâmetros da cor vermelha (a*) e da cor amarela (b*) foram intensificados.

4
  • VICTOR DE SOUZA PEREIRA
  • Extração de compostos bioativos das folhas de cajazeira (Spondias mombin L.) utilizando água pressurizada e técnicas convencionais

  • Orientador : LEANDRO DANIELSKI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATRICIA MOREIRA AZOUBEL
  • MAGDA RHAYANNY ASSUNCAO FERREIRA
  • DIEGO MÁRLON FERRO
  • Data: 27/08/2021

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  • 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.


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  • 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.

5
  • DIEGO RAFAEL MAGERO ELIHIMAS
  • Avaliação técnico-econômica e ambiental do uso de biogás produzido a partir de vinhaça em biorrefinarias de cana-de-açúcar

  • Orientador : LUIZ STRAGEVITCH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO MOREIRA SOARES
  • CHARLES DAYAN FARIAS DE JESUS
  • MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
  • Data: 30/08/2021

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  • Foram avaliadas quatro aplicações do biogás produzido através da biodigestão da vinhaça em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar de primeira geração: produção de eletricidade a partir do biogás (Cenário 2), substituição do diesel das operações agrícolas por biometano (Cenário 3), comercialização de biometano para injeção na rede de gás natural (Cenário 4) e geração de eletricidade a partir do biometano (Cenário 5). O Cenário 1 representa a biorrefinaria que destina a vinhaça para o solo. Os modelos de cada cenário foram construídos no simulador Aspen Plus e a avaliação econômico-ambiental foi realizada com auxílio da plataforma Biorrefinaria Virtual da Cana (BVC). Os resultados mostraram que todos os cenários foram economicamente viáveis. Como referência, o Cenário 1 teve uma TIR de 19,8% e uma nota de eficiência energético-ambiental de 67,2 gCO2eq/MJ. Dentre os cenários com produção de biocombustível a partir da vinhaça, o Cenário 3 apresentou a melhor TIR (18,2%) e a maior nota de eficiência energético-ambiental do etanol de (69,7 gCO2eq/MJ). Por outro lado, o Cenário 5 resultou nos indicadores econômicos e ambientais mais baixos, com uma nota de eficiência energético-ambiental de 66,5 gCO2eq/MJ e uma TIR de 16,9%. Por fim, o Cenário 4 com CBIOs da venda do biometano resultou em uma TIR de 17,2%, e nota de eficiência energético-ambiental de 67,3 gCO2eq/MJ para o etanol e de 65,3 gCO2eq/MJ para o biometano.


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  • Foram avaliadas quatro aplicações do biogás produzido através da biodigestão da vinhaça em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar de primeira geração: produção de eletricidade a partir do biogás (Cenário 2), substituição do diesel das operações agrícolas por biometano (Cenário 3), comercialização de biometano para injeção na rede de gás natural (Cenário 4) e geração de eletricidade a partir do biometano (Cenário 5). O Cenário 1 representa a biorrefinaria que destina a vinhaça para o solo. Os modelos de cada cenário foram construídos no simulador Aspen Plus e a avaliação econômico-ambiental foi realizada com auxílio da plataforma Biorrefinaria Virtual da Cana (BVC). Os resultados mostraram que todos os cenários foram economicamente viáveis. Como referência, o Cenário 1 teve uma TIR de 19,8% e uma nota de eficiência energético-ambiental de 67,2 gCO2eq/MJ. Dentre os cenários com produção de biocombustível a partir da vinhaça, o Cenário 3 apresentou a melhor TIR (18,2%) e a maior nota de eficiência energético-ambiental do etanol de (69,7 gCO2eq/MJ). Por outro lado, o Cenário 5 resultou nos indicadores econômicos e ambientais mais baixos, com uma nota de eficiência energético-ambiental de 66,5 gCO2eq/MJ e uma TIR de 16,9%. Por fim, o Cenário 4 com CBIOs da venda do biometano resultou em uma TIR de 17,2%, e nota de eficiência energético-ambiental de 67,3 gCO2eq/MJ para o etanol e de 65,3 gCO2eq/MJ para o biometano.

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  • GENIEL ANDRES TALAVERA BLANDON
  • Avaliação técnico-econômica e ambiental da integração do sequestro de CO2 em biorrefinarias de cana no contexto do programa RenovaBio

  • Orientador : LUIZ STRAGEVITCH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO MARIA FRANCISCO LUIZ JOSÉ BONOMI
  • CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
  • JOSE ANTONIO BARBOSA
  • Data: 31/08/2021

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  • 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.


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  • 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.

Teses
1
  • LAIS ALEXANDRE NASCIMENTO
  • Estudo do desempenho da Eichhornia crassipes na biossorção de óleos minerais em wetlands construídos.

  • Orientador : MOHAND BENACHOUR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • GALBA MARIA DE CAMPOS TAKAKI
  • OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
  • ROMILDO MORANT DE HOLANDA
  • SERGIO PERES RAMOS DA SILVA
  • Data: 29/09/2021

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  • Neste trabalho foi avaliada a eficiência do tratamento de efluentes oleosos em wetlands construídos povoados por Eichhornia crassipes, espécie de macrófita aquática flutuante. Executado em duas etapas, o estudo compreendeu a investigação em laboratório da capacidade de biossorção de óleo combustível pesado pela macrófita in natura e a confecção de um wetland construído onde foi possível realizar experimentos em escala semi-industrial utilizando delineamento composto central rotacional (DCCR) para investigar a influência da vazão volumétrica e concentração do efluente na eficiência do tratamento de efluentes oleosos. Os resultados da caracterização (microscopia eletrônica de varredura, ponto de carga zero, flutuabilidade e molhabilidade) da E. crassipes revelaram o potencial da macrófita como biossorvente, que foi comprovado nos ensaios de biossorção em bancada, onde se atingiu remoção máxima de 94,8% de óleo combustível. Também foi investigada a confecção de briquetes como destinação dos resíduos de macrófitas após tratamento de efluentes oleosos, obtendo-se um poder calórifico de 4022 kcal.kg-1 em testes de queima direta. No wetland construído semi-industrial, foi alcançada 97,8% de eficiência em condições de vazão volumétrica e concentração do efluente próximas da região ótima. Os resultados obtidos nas duas etapas deste estudo comprovam que a capacidade de biossorção da E. crassipes aliada aos wetlands construídos superficiais pode tornar o processo de tratamento de efluentes oleosos altamente eficiente e sustentáve.


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  • Neste trabalho foi avaliada a eficiência do tratamento de efluentes oleosos em wetlands construídos povoados por Eichhornia crassipes, espécie de macrófita aquática flutuante. Executado em duas etapas, o estudo compreendeu a investigação em laboratório da capacidade de biossorção de óleo combustível pesado pela macrófita in natura e a confecção de um wetland construído onde foi possível realizar experimentos em escala semi-industrial utilizando delineamento composto central rotacional (DCCR) para investigar a influência da vazão volumétrica e concentração do efluente na eficiência do tratamento de efluentes oleosos. Os resultados da caracterização (microscopia eletrônica de varredura, ponto de carga zero, flutuabilidade e molhabilidade) da E. crassipes revelaram o potencial da macrófita como biossorvente, que foi comprovado nos ensaios de biossorção em bancada, onde se atingiu remoção máxima de 94,8% de óleo combustível. Também foi investigada a confecção de briquetes como destinação dos resíduos de macrófitas após tratamento de efluentes oleosos, obtendo-se um poder calórifico de 4022 kcal.kg-1 em testes de queima direta. No wetland construído semi-industrial, foi alcançada 97,8% de eficiência em condições de vazão volumétrica e concentração do efluente próximas da região ótima. Os resultados obtidos nas duas etapas deste estudo comprovam que a capacidade de biossorção da E. crassipes aliada aos wetlands construídos superficiais pode tornar o processo de tratamento de efluentes oleosos altamente eficiente e sustentáve.

2
  • ÁLISSON CASTRO DO NASCIMENTO
  • AVALIAÇÃO DO USO DE RESÍDUOS DE GASEIFICADORES NO TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL USANDO UMA COLUNA DE LEITO FIXO, COM BENEFÍCIOS DA ECONOMIA CIRCULAR

  • Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
  • MARCOS GOMES GHISLANDI
  • EMERSON FREITAS JAGUARIBE
  • JOSÉ NILTON SILVA
  • Data: 15/12/2021

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  • 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.


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  • 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.

3
  • ANTÔNIO MATIAS DA ROCHA NETO
  • SIMULAÇÃO E ANÁLISE DA HIDROGENOLISE DE CARBOIDRATOS PARA A PRODUÇÃO SELETIVA DE POLIÓIS EM REATOR DE LEITO GOTEJANTE

  • Orientador : CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MOHAND BENACHOUR
  • DEIVSON CESAR SILVA SALES
  • NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
  • SERGIO LUCENA
  • JORNANDES DIAS DA SILVA
  • Data: 21/12/2021

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  • A hidrogenólise de carboidratos da biomassa vegetal produtora de álcoois poliídricos (polióis, glicóis, ..) foi avaliada para operações em reator de leito gotejante (1,5m × 3,2x10-2m, LR × dR) com catalisador Ru. Bases experimentais interpretadas em mecanismo de reação de hidrogenólise C-C e C-O, compatível com o desenvolvimento cinético-operacional, permitiram estimar taxas específicas de reação de cada etapa da reação em ordens de grandeza de 10-3m3kg-1h-1. Para melhorar o desempenho do reator de leito gotejante no processamento da biomassa sacaridica solúvel em água, foram adotadas condições operacionais particulares para maximizar rendimento de cada produto, envolvendo sua própria transferência de massa para o escoamento da fase líquida. Simulações foram desenvolvidas para operações usando 50,0 bar do gás nas seguintes composições N2: H2 [1,0 - 0,1% vv], de 453K a 493K, na faixa de velocidade de fluidos [1 - 10] x10-4 m s-1.


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  • A hidrogenólise de carboidratos da biomassa vegetal produtora de álcoois poliídricos (polióis, glicóis, ..) foi avaliada para operações em reator de leito gotejante (1,5m × 3,2x10-2m, LR × dR) com catalisador Ru. Bases experimentais interpretadas em mecanismo de reação de hidrogenólise C-C e C-O, compatível com o desenvolvimento cinético-operacional, permitiram estimar taxas específicas de reação de cada etapa da reação em ordens de grandeza de 10-3m3kg-1h-1. Para melhorar o desempenho do reator de leito gotejante no processamento da biomassa sacaridica solúvel em água, foram adotadas condições operacionais particulares para maximizar rendimento de cada produto, envolvendo sua própria transferência de massa para o escoamento da fase líquida. Simulações foram desenvolvidas para operações usando 50,0 bar do gás nas seguintes composições N2: H2 [1,0 - 0,1% vv], de 453K a 493K, na faixa de velocidade de fluidos [1 - 10] x10-4 m s-1.

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