Dissertações/Teses
2024
Dissertações
1
  • PATRÍCIA AVELAR RIBEIRO
  • DESENVOLVIMENTO DE NANOSENSORES PARA DETERMINAÇÃO DE LIPÍDEOS EM LEITE BOVINO

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • THOMÁS VALENTE DE OLIVEIRA
  • Data: 12/01/2024

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  • O leite é um biofluido altamente nutritivo, muito consumido no mundo, capaz de atender as necessidades básicas dos indivíduos. O Brasil ocupa o terceiro lugar na produção mundial de leite bovino. A composição do leite, em especial o teor de gordura, é um fator essencial para a qualidade final dos produtos, além de afetar significativamente os preços para os produtores. As gorduras lácteas são compostas por ácidos graxos, em especial o ácido palmítico (C:16) e o ácido oleico (C:18:1), que são responsáveis pelas características reológicas e organolépticas do leite e de seus subprodutos. Portanto, a quantificação de gordura no leite bovino é de extrema importância para a indústria láctea, sendo que atualmente o método Gerber é o mais utilizado, no entanto possuem grande margem de erro e são perigosos. Apresentamos uma metodologia colorimétrica de interação de nanopartículas de ouro e de 10,12-ácido pentacosadinóico com o ácido palmítico e o ácido oleico. A técnica foi validada por espectroscopia UV-Vis e pela metodologia de cores RGB, mostrando resultados excelentes,
    em que foi possível verificar a mudança de coloração das amostras à medida que a concentração de ácido graxo aumentou. Trata-se de um estudo promissor para a produção de nanosensores colorimétricos sensíveis, de baixo custo e seletivos de gordura láctea.


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  • Milk is a highly nutritious biofluid, widely consumed in the world, capable of meeting the basic needs of individuals. Brazil ranks third in world production of bovine milk. The composition of milk, in particular the fat content, is an essential factor for the final quality of products, in addition to significantly affecting prices for producers. Dairy fats are composed of fatty acids, especially palmitic acid (C:16) and oleic acid (C:18:1), which are responsible for the rheological and organoleptic characteristics of milk and its by-products. Therefore, the quantification of fat in bovine milk is extremely important for the dairy industry, and currently the Gerber method is the most used, however they have a large margin of error and are dangerous. We present a colorimetric methodology for the interaction of gold nanoparticles and 10,12-pentacosadiinoic acid with palmitic acid and oleic acid. The technique was validated by UV-Vis spectroscopy and the RGB color methodology, showing excellent results, in which it was possible to verify the color change of the samples as the concentration of fatty acid increased. This is a promising study for the production of sensitive, low-cost and selective colorimetric nanosensors of dairy fat.

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  • MATHEUS HENRIQUE ALCÂNTARA DE LIMA CARDOZO
  • ESTUDO ESTATÍSTICO DA INFLUÊNCIA E SIGNIFICÂNCIA DE PARÂMETROS OPERACIONAIS NA PERFORMANCE DE CÉLULAS DE ENERGIA MICROBIANA

  • Orientador : EDSON ROMANO NUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • BOUTROS SARROUH
  • ISABEL CRISTINA BRAGA RODRIGUES
  • ANDRE AGUIAR MENDES
  • Data: 15/02/2024

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  • Células de energia microbiana (CEM) são uma tecnologia de interesse no cenário atual, pois possibilitam, simultaneamente, o biotratamento de resíduos e a biogeração de energia elétrica. Com o objetivo de otimizar as aplicações das CEM, há o interesse em investigar as variáveis que interferem mais significativamente em seu desempenho, uma vez que esses dispositivos são sistemas complexos. No âmbito dessa discussão, este trabalho objetivou empregar a lógica fuzzy aliada à técnica de planejamento experimental para avaliar estatisticamente como os parâmetros de operação das células de energia microbiana influenciam sua performance. Por meio de um levantamento bibliográfico baseado nas publicações da área na plataforma Google Acadêmico durante os últimos 10 anos, percebeu-se que as variáveis área do anodo, resistência elétrica externa e volume do dispositivo são os parâmetros de entrada mais relatados em pesquisas com CEM e que densidade de corrente e densidade de potência geradas são os parâmetros de saída mais frequentemente retratadas nesses estudos, motivo pelo qual essas foram as variáveis selecionadas para a investigação estatística. Pela aplicação das simulações computacionais e subsequente planejamento experimental, notou-se que, para ambas as saídas estudadas, volume do dispositivo e área do anodo apresentaram efeito positivo, ao passo que a variável resistência elétrica externa exibiu efeito negativo. Foi possível, também, desenvolver modelos matemáticos que indicaram a relação entre cada uma das variáveis de entrada e as saídas estudadas, com significância estatística para o modelo referente à densidade de potência (R2 = 86%). Para a etapa laboratorial, conduziu-se um ensaio em duplicada por 30 dias com tomada diária da diferença de potencial gerada nas CEM, a partir da qual foram calculados dados reais de densidade de potência. A comparação de densidade de potência obtida nos experimentos laboratoriais (818,39 mV/m2 ) apresentou bom ajuste em relação à predição realizada por meio do modelo matemático desenvolvido para a densidade de potência (818,36 mV/m2 ).


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  • Microbial energy cells (CEM) are a technology of interest in the current scenario, as they simultaneously enable the biotreatment of waste and the biogeneration of electrical energy.In order to optimize EMF applications, there is interest in investigating the variables that most significantly affect their performance, since these devices are complex systems.Within the scope of this discussion, this work aimed to employ fuzzy logic combined with the experimental planning technique to statistically evaluate how the operating parameters of microbial energy cells influence their performance.Through a bibliographical survey based on publications in the area on the Google Scholar platform over the last 10 years, it was noticed that the variables anode area, external electrical resistance and device volume are the most reported input parameters in research with EMF andthat current density and power density generated are the output parameters most frequently portrayed in these studies, which is why these were the variables selected for statistical investigation.By applying computational simulations and subsequent experimental planning, it was noted that, for both outputs studied, device volume and anode area showed a positive effect, while the external electrical resistance variable showed a negative effect.It was also possible to develop mathematical models that indicated the relationship between each of the input variables and the outputs studied, with statistical significance for the model referring to power density (R2 = 86%).For the laboratory stage, a duplicate test was conducted for 30 days with daily measurement of the potential difference generated in the EMF, from which real power density data were calculated.The comparison of power density obtained in laboratory experiments (818.39 mV/m2) showed a good fit in relation to the prediction made using the mathematical model developed for power density (818.36 mV/m2).

2023
Dissertações
1
  • Welberth Santos Laizo
  • SÍNTESE DE COMPOSITO A BASE DE CARVÃO E ÓXIDO DE ALUMÍNIO, SUA CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO EM TESTE DE ADSORÇÃO DE VERMELHO CONGO EM SOLUÇAO AQUOSA

  • Orientador : ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • LUCAS MEILI
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • Data: 26/04/2023

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  • Carvão vegetal e alumina são compostos amplamente utilizados na indústria, como adsorventes e suportes de catalisadores, podendo atuar de forma isolada ou em conjunto com outros compostos e moléculas. Procurando aliar as capacidades adsorventes desses dois materiais, foi proposta a impregnação de alumínio (Al2O3), por processo sol-gel, dentro de uma matriz carbonácea, objetivando promover aumento na remoção de contaminantes orgânicos em fase aquosa em efluentes sintéticos, comparativamente ao que os componentes, separadamente, podem oferecer. A metodologia empregada iniciou-se com a produção de um adsorvente com base no carvoejamento de capim elefante. Este foi tratado com solução coloidal contendo Tri-sec-butóxido de alumínio (C12H27AlO3), que foi geleificado com vapor d’água, e posteriormente tratado termicamente, obtendo como produto misto final, carvão/alumínio. O adsorvente foi, então, caracterizado quanto à presença de fases cristalinas (Difratometria de Raios X), morfologia (Microscopia Eletrônica de Varredura), área específica e porosidade (método multipontos) e estabilidade térmica (Termogravimetria). Foi possível identificar o alumínio em sua forma boemita, o aumento da área específica (14,42%) e porosidade (17,03%), em relação ao carvão inicial, bem como faixa de estabilidade térmica que foi próxima dos 500°C, além disto a presença do alumínio nos poros se fez presente nas análises de microscopia, assim como sua dispersão por grande parte da superfície das amostras. O processo de produção e impregnação, portanto, se mostrou eficaz para o que foi proposto, sendo agora necessário verificar sua utilização como adsorvente.


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  • Charcoal and alumina are compounds widely used in industry, as adsorbents and catalyst supports, and can act alone or together with other compounds and molecules. Seeking to combine the adsorbent capacities of these two materials, the impregnation of aluminum (Al2O3) was proposed, by sol-gel process, inside a carbonaceous matrix, aiming to promote an increase in the removal of organic contaminants in the aqueous phase in synthetic effluents, compared to what the components separately can provide. The methodology employed began with the production of an adsorbent based on elephant grass charcoaling. This was treated with a colloidal solution containing aluminum Tri-sec-butoxide (C12H27AlO3), which was gelled with water vapor, and subsequently thermally treated, obtaining as a final mixed product, charcoal/aluminum. The adsorbent was then characterized for the presence of crystalline phases (X-Ray Diffraction), morphology (Scanning Electron Microscopy), specific area and porosity (multipoint method) and thermal stability (Thermogravimetry). It was possible to identify aluminum in its boehmite form, the increase in specific area (14.42%) and porosity (17.03%), in relation to the initial coal, as well as a range of thermal stability that was close to 500°C, in addition, the presence of aluminum in the pores was present in the microscopy analyses, as well as its dispersion over a large part of the surface of the samples.
    The production and impregnation process, therefore, proved to be effective for what was proposed, and it is now necessary to verify its use as an adsorbent.

2
  • Juliana Abreu de Freitas
  • AVALIAÇÃO DE PROCESSOS DE REMOÇÃO DE CIANETO DE EFLUENTES HÍDRICOS ORIUNDOS DO BENEFICIAMENTO DE MINÉRIO DE OURO PARA APLICAÇÃO EM ESCALA INDUSTRIAL

  • Orientador : JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • JACKSON DE OLIVEIRA PEREIRA
  • JOSY ANTEVELI OSAJIMA FURTINI
  • Data: 23/05/2023

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  • O processo de extração do minério de ouro passa por diferentes etapas desde a pesquisa mineral
    até as etapas de processamento físico-químico, que utiliza reagentes químicos para extração,
    tais como o cianeto. Este trabalho tem como objetivo a avaliação da remoção de cianeto no
    efluente gerado após processo de beneficiamento de minério de ouro, buscando integrar a parte
    conceitual de literatura com testes em bancada e aplicação industrial, com otimização dos
    resultados. Foram estudadas rotas químicas de tratamento por oxidação utilizando peróxido de
    hidrogênio e processo Fenton e por adsorção em carvão ativado em batelada em aparelho de Jar
    Test. Os processos de oxidação foram, então, escalonados para escala industrial. Foi
    comprovado que estes processos são capazes de remover cianeto aos níveis solicitados para
    recirculação do efluente no processo, 1,0 mg/L de cianeto livre e 30,0 mg/L de cianeto total,
    atingindo remoção de 89% (± 2) de cianeto livre e 90% (± 3) de cianeto total. Foi então realizado
    estudo estatístico utilizando ferramenta DOE para avaliação da interação entre as dosagens de
    peróxido de hidrogênio e cloreto ferroso em diferentes valores de pH, a fim de otimizar a
    dosagem para reduzir os custos operacionais deste processo de descontaminação. Os resultados
    indicaram que é possível remover cianeto em quantidade suficiente para reuso do efluente
    (acima de 96% de remoção), utilizando quantidade 88% menor de peróxido de hidrogênio e
    quantidade 70% menor de cloreto ferroso, trabalhando-se em pH 3, resultando em menor gasto
    operacional para o tratamento do efluente.



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  • Gold ore extraction process goes through different steps, from mineral research to physicalchemical processing steps, which use chemical reagents for extraction, such as cyanide. This
    work aims to evaluate the removal of cyanide in the effluent generated after the gold ore
    beneficiation process, seeking to integrate the conceptual part of the literature with bench tests
    and industrial application, with optimization of results. Chemical treatment routes were studied
    by oxidation using hydrogen peroxide and the Fenton process and by adsorption on activated
    carbon in batches in a Jar Test apparatus. The oxidation processes were then scaled up to an
    industrial scale. It was proven that these processes are capable of removing cyanide at the levels
    required for recirculation of the effluent in the process, 1,0 mg/L of free cyanide and 30,0 mg/L
    of total cyanide, reaching removal of 89% (± 2) of free cyanide and 90 % (± 3) of total cyanide.
    A statistical study was then carried out using a DOE tool to evaluate the interaction between
    the dosages of hydrogen peroxide and ferrous chloride at different pH values, in order to
    optimize the dosage to reduce the operational costs of this decontamination process. The results
    indicated that it is possible to remove cyanide in sufficient quantity to reuse the effluent (higher
    than 96% of removal), using 88% less hydrogen peroxide and 70% less ferrous chloride,
    working at pH 3, resulting in lower operating expenses for effluent treatment.


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  • Deborah Vieira Miranda
  • PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ESPUMAS DE POLIURETANO DERIVADADAS DE ÓLEOS VEGETAIS

  • Orientador : CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • KÁTIA MONTEIRO NOVACK
  • Data: 14/08/2023

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  • Os poliuretanos (PU’s) são uma classe variada de polímeros cujas aplicações podem ocorrer em diversos segmentos industriais (LIMA, 2007). Os PU’s podem ser obtidos através da reação entre um diisocianato com um poliol, normalmente, de origem petroquímica (COSTA, 2007). Na literatura são apresentados estudos relacionados à produção de polímeros a partir de fontes renováveis, em substituição às matérias primas à base de petróleo e que geram impactos ambientais (FERRARO, 2017). A utilização de óleos vegetais para síntese de polióis constitui um forte atrativo na indústria química por representarem matérias-primas abundantes, na maioria atóxica, menor produção resíduos durante a fase de processamento, baixo custo de produção e processamento e serem biodegradáveis (COSTA, 2007).
    Os poliuretanos podem ser utilizados sob a forma de espumas flexíveis, as quais comumente possuem células abertas, sendo permeáveis ao ar, são reversíveis à deformação e podem ser produzidas numa grande faixa de propriedades incluindo maciez, firmeza e resiliência (ACCIOLY, 2008). As espumas flexíveis são materiais versáteis e possuem características adsorventes, podendo ser usadas em diferentes aplicações como na adsorção de herbicidas e de corantes em águas residuárias (VINHAL, 2017; KAMPRAD;GOSS, 2007).
    A adsorção é um fenômeno físico-químico de adesão, essencialmente de superfície, sendo observado quando um componente de fase líquida ou gasosa é transferido para a superfície de um sólido (NUNES, 2014). Este fenômeno constitui uma possibilidade potencialmente versátil e econômica para remoção de substâncias tóxicas de fontes aquosas e para tratamento de diversos tipos de efluentes, como é o caso dos efluentes ricos em compostos farmacêuticos (MARSALEK, 2020). Fármacos de diversas classes têm sido encontrados em efluentes hospitalares e de ETEs, em águas superficiais, águas subterrâneas e águas potáveis em concentrações variáveis (HARO, 2017). A remoção dessas substâncias farmacêuticas do meio ambiente se faz necessária pois o alto consumo de fármacos, associado ao descarte incorreto, tem como consequência impactos irreversíveis como,
    por exemplo, a resistência bacteriana. (HARO, 2017). O processo de adsorção se destaca neste contexto por ser é uma possibilidade amplamente estudada e promissora para remoção dessas substâncias das fontes aquáticas (MARSALEK, 2020). O presente projeto visa estudar a capacidade adsortiva do fármaco paracetamol em solução
    aquosa a espumas de poliuretano produzidas à base de três óleos vegetais distintos. As espumas serão produzidas pelo mecanismo in shot caracterizadas estruturalmente e submetidas a experimentos de adsorção assistidos por técnicas estatísticas de planejamento de experimentos (DOE).


  • Mostrar Abstract
  • Polyurethanes (PU's) are a varied class of polymers whose applications can occurin several industrial segments (LIMA, 2007). Pu's can be obtained by reusing diisocyanato with a polyol, usually of petrochemical origin (COSTA, 2007). In literature studies are presented related to the production of polymers from renewable sources, in substitution of petroleum-based raw materials and which generate environmental impacts (FERRARO, 2017).

    The use of vegetable oils for polyol synthesis is a strong attraction in the chemical products because they represent abundant raw materials, mostly nontoxic, lower production waste during the processing phase, low production and processing cost and be biodegradable (COSTA, 2007).

    Polyurethanes can be used in the form of flexible foams, which commonly open cells, being air-permeable, reversible to deformation, and can be produced in a wide range of properties including softness, firmness and resilience (ACCIOLY, 2008).

     

    Flexible foams are common materials and have adsorbent characteristics, and can be be used in different applications such as the adsorption of herbicides and dyes in water (VINHAL, 2017; KAMPRAD; GOSS, 2007).
    Adsorption is a physical-chemical phenomenon of adhering, essentially surface, being observed when a liquid or gaseous phase component is transferred to the surface of a (NUNES, 2014). 

    This phenomenon is a potentially versatile and for the removal of toxic substances from aqueous sources and for the treatment of various types of effluents, such as effluents rich in pharmaceutical compounds (MARSALEK, 2020). Drugs of various classes have been found in hospital effluents and ETEs, in groundwater and potable water at varying concentrations (HARO, 2017).

    The removal of these pharmaceutical substances from the environment is necessary because the high consumption of associated with incorrect disposal, has irreversible impacts such as, in the face of for example, bacterial resistance. (HARO, 2017). The adsorption process stands out in this context for being is a widely studied and promising possibility for the removal of these substances from aquatic sources (MARSALEK, 2020).

    This project aims to study the adsorptive capacity of paracetamol in solution polyurethane foams produced from three distinct vegetable oils. The foams will be produced by the in shot mechanism structurally characterized and submitted to experiments of adsorption assisted by statistical techniques of design of experiments (DOE).

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  • DANIELA MARQUES PEREIRA
  • Polímeros de compósitos fundidos de polietileno tereftalato com anfibolito como carga

  • Orientador : CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • Data: 05/09/2023

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  • A crescente geração de resíduos inerente à manutenção da vida moderna, leva a busca de alternativas sustentáveis que mitiguem seus impactos ambientais. Vindo ao encontro desse apelo ecológico, compósitos produzidos com material de reuso foram desenvolvidos neste trabalho. Placas poliméricas foram feitas em diferentes proporções mássicas em um reator protótipo através da mistura de PET, glicerina e anfibolito, um resíduo de mineração. Com os materiais desenvolvidos foram testadas suas resistências mecânicas a fim de definir a melhor proporção de matriz polimérica e o reforço que permita ser utilizada como madeira no setor de construção civil. De acordo com a avaliação dos resultados, até um determinado limite, tanto o aumento de glicerina quanto o aumento de anfibolito conferem maior flexibilidade ao material compósito produzido. O modelo matemático sugere que o limite de substituição mássica mineral de anfibolito é 5,9% em peso enquanto o limite do aglutinante glicerina é 5,6% em peso. Nesse ponto máximo otimizado sugere-se realizar novos testes mecânicos para comprovar a idealização das quantidades de cada matéria-prima proposta.

     

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  • The increasing generation of waste inherent in the maintenance of modern life leads to the search for sustainable alternatives that mitiguate its environmental impacts. Coming to meet this ecological appeal, composites produced with reuse material were developed in this work. Polymeric plates were made in different mass proportions in a prototype reactor by mixing PET, glycerin and amphegolasty, a mining residue. With the materials developed, its mechanical strengths were tested in order to define the best proportion of polymer matrix and the reinforcement that allows to be used as wood in the construction sector. 

     
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  • ANDERSEN ESCOBAR SCHLOGL
  • Escalonamento da produção de um revestimento de goma guar com nanoestrutura de ZnO para preservação de frutas no pós-colheita.

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • THIAGO FERREIRA QUILICE
  • Data: 18/12/2023

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  • A tecnologia deste projeto produz revestimentos nanotecnológicos e biodegradáveis para aumento
    do shelf-life de frutas no pós-colheita. As nanoestruturas utilizadas são de oxido de zinco (ZnO) e
    de quitosana. Atualmente a produção dos revestimentos é em escala laboratorial, onde se é
    produzido 10 kg semanais de revestimento com nanoestrutura de ZnO e 10 kg de revestimento
    com nanoestrutura de quitosana. O processo de escalonamento tecnológico em escala laboratorial,
    avançou do TRL 3 ao 6, formulando um protótipo mais robusto, o processo de produção das
    nanoestruturas que gerou uma nanoestrutura de ZnO com 347,7 ± 177,34 nm com um PDI de 1 ±
    0 e foi obtido uma nanodispersão de quitosana de 35,93 ± 4,62 nm. Os mamões que foram
    revestidos com os protótipos, tiveram uma menor perda de massa em relação ao controle, 11,56 %
    e 10,25% respectivamente. Na empresa UGBP os mamões apresentaram uma perda de massa de
    10,77 ± 1,41 %, óxido de zinco, e 10,62 ± 2,58 % para quitosana. Os mamões revestidos com os
    protótipos apresentaram uma taxa de contaminação por fitopatógenos menor e feridas menores em
    relação aos mamões do controle. O processo de escalonamento tecnológico em escala piloto,
    avançou do TRL 6 ao 8. O investimento para implementação completa da planta piloto ficou em
    R$ 113252,476. A nanoestrutura de óxido de zinco (ZnO) produzida na planta piloto utilizando as
    operações unitárias apresentou um tamanho hidrodinâmico de 312,05 ± 82,66 nm e a nanoestrutura
    de quitosana sintetizada de 45,28 ± 10,78 nm.


  • Mostrar Abstract
  • NanoFood, Technology in Food Products, is a startup that produces biodegradable coatings with
    nanostructures to increase the shelf-life of fruit post-harvest, it contains two products in its
    portfolio: coating with nanostructure of zinc oxide (ZnO) and coating with nanostructure of
    chitosan. The technological scale-up process on a laboratory scale progressed from TRL 3 to 6,
    formulating a more robust prototype. The nanostructure production process generated a ZnO
    nanostructure measuring 347.7 ± 177.34 nm with a PDI of 1 ± 0 and a chitosan nanodispersion
    measuring 35.93 ± 4.62 nm. The papayas coated with the prototypes had a lower loss of mass
    compared to the control, 11.56% and 10.25% respectively. In the UGBP company, the papayas
    had a mass loss of 10.77 ± 1.41 % for zinc oxide and 10.62 ± 2.58 % for chitosan. The papayas
    coated with the prototypes showed a lower rate of contamination by phytopathogens and smaller
    wounds compared to the control papayas. The technological scale-up process on a pilot scale
    progressed from TRL 6 to 8. The investment for the complete implementation of the pilot plant
    amounted to R$ 113252.476. The zinc oxide (ZnO) nanostructure produced in the pilot plant using
    the unit operations had a hydrodynamic size of 312.05 ± 82.66 nm and the synthesized chitosan
    nanostructure 45.28 ± 10.78 nm.

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  • JÉSSICA CAROLAINE VIEIRA DE AZEVEDO
  • Remoção de boro de amostra sintética por adsorção em óxido de grafeno modificado com cloreto de cálcio 

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • SERGIO FRANCISCO DE AQUINO
  • Data: 20/12/2023

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  • Os inúmeros estados de oxidação do elemento boro, traz grande desafios em conter sua contaminação em corpos receptores. No decorrer dos anos este cenário aumenta significativamente nos últimos anos devido a ampla utilização dos compostos de boro em diversas indústrias. Por essa razão, a remoção desse contaminante está recebendo atenção mundial. Embora a adsorção seja um método promissor para resolver este problema, encontrar adsorventes adequados com relação custo de aplicação e recuperação e ao mesmo tempo eficientes na remoção do boro, ainda continua sendo desafios constantes. Assim, assim este trabalho teve como principal objetivo avaliar a aplicabilidade do óxido de grafeno puro e modificado com cloreto de cálcio como adsorvente na remoção de boro de soluções aquosas diluídas em sistema de batelada. Foram realizados ensaios de varredura de adsorção em batelada para remoção de boro utilizando bagaço de malte, carvão do bagaço de malte, alginato de cálcio, alginato de cálcio impregnado com flor de musa, óxido de grafeno e óxido de grafeno impregnado com cloreto de cálcio. O adsorvente que apresentou melhores resultados de percentuais de remoção e capacidade adsortiva foi o óxido de grafeno. Observou-se que o processo de adsorção de boro em OG pode ocorrer em ampla faixa de pH, o que é vantajoso em nível industrial devido as variações de seus efluentes reais. Em pH 2,5 o percentual de remoção de boro e capacidade adsortiva foi de 80% 3,43 mg.g-1 e em pH de 8,5 foi de 90% e 3,96 mg.g-1, respectivamente. Posteriormente, serão realizados ensaios mediante um planejamento de experimentos, pelo método do delineamento composto central rotacional (DCCR), buscando encontrar os efeitos do pH, granulometria do adsorvente, tempo de agitação, concentração inicial de boro e razão sólido/líquido na capacidade de adsorção de boro. Os ensaios de adsorção para a obtenção das isotermas serão realizados avaliando-se diferentes razões sólido/líquido (5,0; 10,0; 25,0; 50,0; 75,0; 100,0; 150,0; e 200,0 g de grafeno/kg de efluente) e conduzidos em incubadora shaker, a 25,0±0,1 °C e 150±1 rpm, pelo tempo de equilíbrio determinado nos estudos cinéticos. Já os ensaios para a determinação da cinética da adsorção, termodinâmica e do tempo de equilíbrio serão realizados avaliando-se a razão sólido/líquido otimizada e conduzidos em incubadora shaker, em três temperaturas distintas (15,0±0,1 °C, 25,0±0,1 °C e 35,0±0,1 °C) e 150±1 rpm, por 48 horas.


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  • The numerous oxidation states of the element boron bring great challenges in containing its contamination in receptor bodies. Over the years this scenario increases significantly in recent years due to the widespread use of boron compounds in various industries. For this reason, the removal of this contaminant is receiving worldwide attention. Although adsorption is a promising method to solve this problem, finding suitable adsorbents with cost of application and recovery and at the same time efficient in boron removal, still remains a constant challenge. Thus, this work had as main objective to evaluate the applicability of pure graphene oxide and modified with calcium chloride as adsorbent in the removal of boron from diluted aqueous solutions in a batch system. Batch adsorption sweep tests were carried out to remove boron using malt bagasse, malt bagasse carbon, calcium alginate, calcium alginate impregnated with muse flower, graphene oxide and graphene oxide impregnated with calcium chloride. The adsorbent that showed the best results in terms of removal percentages and adsorptive capacity was graphene oxide. It was observed that the adsorption process of boron in GO can occur in a wide range of pH, which is advantageous at an industrial level due to the variations of its real effluents. At pH 2.5 the percentage of boron removal and adsorptive capacity was 80% 3.43 mg.g-1 and at pH 8.5 it was 90% and 3.96 mg.g-1, respectively. Subsequently, tests will be carried out through a planning of experiments, using the rotational central composite design (DCCR) method, seeking to find the effects of pH, adsorbent granulometry, agitation time, initial concentration of boron and solid/liquid ratio on the adsorption capacity of boron. The adsorption tests to obtain the isotherms will be performed by evaluating different solid/liquid ratios (5.0; 10.0; 25.0; 50.0; 75.0; 100.0; 150.0; and 200 .0 g of graphene/kg of effluent) and carried out in a shaker incubator, at 25.0±0.1 °C and 150±1 rpm, for the equilibrium time determined in the kinetic studies. As for the tests to determine the adsorption kinetics, thermodynamics and equilibrium time, they will be performed by evaluating the optimized solid/liquid ratio and conducted in a shaker incubator, at three different temperatures (15.0±0.1 °C, 25 ,0±0.1 °C and 35.0±0.1 °C) and 150±1 rpm, for 48 hours.

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  • ROMERO TORRES BUENO
  • COMBUSTÃO CATALÍTICA DE ACRILONITRILA SOBRE CATALISADORES CuCeOx-HBETA

  • Orientador : MARCELO DA SILVA BATISTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • ANDRÉ GUSTAVO SATO
  • Data: 20/12/2023

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  • A acrilonitrila (ACN) é um dos monômeros mais utilizados na indústria química, sendo
    empregado na síntese de plásticos, borrachas e fibras acrílicas, por exemplo. No entanto, é
    também um composto orgânico volátil (COV) de elevada toxicidade, que está presente em
    gases de exaustão industriais. Esses gases, portanto, necessitam de tratamento adequado.
    Nesse contexto, a combustão catalítica seletiva (CCS) destaca-se como uma tecnologia
    altamente promissora para a remoção de ACN em efluentes gasosos industriais. Este método
    consiste na utilização de catalisadores visando a redução das temperaturas requeridas para a
    combustão e o controle da formação de subprodutos indesejados, tais como os óxidos de
    nitrogênio (NOx). Assim, este trabalho teve como objetivo o estudo de catalisadores à base de
    zeólita BETA, modificada com cobre e cério (CuCeOx-HBETA), na reação de CCS de ACN.
    Estes materiais foram preparados por impregnação úmida e caracterizados pelas técnicas de
    difratometria de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier
    (FTIR), espectroscopia por reflectância difusa na região do ultravioleta visível (DRS UV-Vis)
    e redução com hidrogênio à temperatura programada (RTP-H2). O desempenho desses
    catalisadores na CCS de ACN foi avaliado a partir de testes catalíticos. Resultados de DRX
    mostraram que os óxidos de cobre e/ou cério estão presentes nos catalisadores como
    nanopartículas. O CeO2 apresentou tamanhos de nanocristais (5,7-8,0 nm) menores que os
    nanocristais de CuO (~20 nm). Pelas análises de FTIR, notou-se grande semelhança entre os
    espectros dos catalisadores CuCeOx-HBETA e o da HBETA, indicando que sua estrutura foi
    preservada após o processo de impregnação úmida e tratamento térmico. Por DRS UV-Vis,
    foram observadas bandas relativas às espécies Cu2+

    , [Cu-O-Cu]2+, CuO, Ce3+ e Ce4+ nos
    espectros dos catalisadores CuCeOx-HBETA. Resultados de RTP-H2 revelaram que a
    dispersão e a redutibilidade de CuO foram melhoradas devido a presença de CeO2. Por fim, os
    testes catalíticos mostraram que os catalisadores CuCeOx-HBETA atingiram altas conversões
    entre 300-350°C. A maior atividade dos catalisadores foi atribuída à presença das espécies de
    CuO altamente dispersas e íons Cu2+ isolados. O catalisador 10Cu10Ce-HBETA, com razão
    cobre/cério igual a 1, foi o mais ativo devido à melhor sinergia entre as espécies de cobre e
    cério. Além disso, os catalisadores apresentaram boa seletividade em relação à formação de
    N2, visto que a formação de NOx foi insignificante.


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  • Acrylonitrile (ACN) is one of the most used monomers in the chemical industry, being used
    in the synthesis of plastics, rubbers and acrylic fibers, for example. However, it is also a
    volatile organic compound (VOC) of high toxicity, which is present in industrial exhaust
    gases. These gases, therefore, require appropriate treatment. In this context, selective catalytic
    combustion (CCS) stands out as a highly promising technology for removing ACN in
    industrial gas effluents. This method consists of using catalysts to reduce the temperatures
    required for combustion and control the formation of unwanted by-products, such as nitrogen
    oxides (NOx). Thus, this study aimed to study catalysts based on BETA zeolite, modified
    with copper and cerium (CuCeOx-HBETA), in the ACN CCS reaction. These materials were
    prepared by wet impregnation and characterized by the techniques of X-ray diffraction
    (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), diffuse reflectance spectroscopy in
    the visible ultraviolet region (DRS UV-Vis) and reduction with hydrogen at the programmed
    temperature (RTP-H2). The performance of these catalysts in ACN CCS was evaluated using
    catalytic tests. XRD results showed that copper and/or cerium oxides are present in the
    catalysts as nanoparticles. CeO2 presented nanocrystal sizes (5.7-8.0 nm) smaller than CuO
    nanocrystals (~20 nm). Through FTIR analyses, a great similarity was noted between the
    spectra of the CuCeOx-HBETA catalysts and that of HBETA, indicating that their structure
    was preserved after the wet impregnation and heat treatment process. By UV-Vis DRS, bands
    related to Cu2+, [Cu-O-Cu]2+, CuO, Ce3+ and Ce4+ species were observed in the spectra of
    CuCeOx-HBETA catalysts. RTP-H2 results revealed that the dispersion and reducibility of
    CuO were improved due to the presence of CeO2. Finally, catalytic tests showed that
    CuCeOx-HBETA catalysts achieved high conversions between 300-350°C. The greater
    activity of the catalysts was attributed to the presence of highly dispersed CuO species and
    isolated Cu2+ ions. The 10Cu10Ce-HBETA catalyst, with a copper/cerium ratio equal to 1,
    was the most active due to the best synergy between copper and cerium species. Furthermore,
    the catalysts showed good selectivity in relation to the formation of N2, since the formation of
    NOx was insignificant.

2022
Dissertações
1
  • LETÍCIA SILVEIRA
  • PRODUÇÃO DE BIOFILME ALGINATO ADITIVADO COM VANILINA PARA APLICAÇÃO COMO BIOCURATIVO

  • Orientador : RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • Data: 13/01/2022

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  • A utilização de polímeros de fontes renováveis é amplamente estudada e esses são, em geral, biodegradáveis, biocompatíveis e podem ser obtidos a custos relativamente baixos. O objetivo desse trabalho foi à síntese de um biopolímero de alginato e vanilina utilizando o glicerol como plastificante e o cloreto de cálcio como agente reticulante. Com o auxílio do planejamento de experimentos diferentes biopolímeros foram produzidos e mediante a análise de solubilidade e grau de intumescimento uma região ótima de acordo com a finalidade de aplicação foi encontrada, a qual corresponde a aquela em que se utiliza a vanilina em concentrações inferiores a 0,015g e o cloreto de cálcio, maiores do que 0,090 g. Obtendo assim, filmes com a solubilidade em torno de 30% e o grau de intumescimento variando de 100 a 120%, mas com valores fixos de 0,85g de alginato. Quanto à otimização do processo, conclui-se que o método NBI pode analisar regiões côncavas, prevendo os pontos ótimos e gerando o gráfico de Pareto com limites equidistantes. O teste antimicrobiano permitiu observar a atividade antimicrobiana dos filmes validados na otimização, bem como a solução de vanilina com cloreto de cálcio e glicerol, comparando os resultados com o filme controle, obtendo um halo de inibição apenas na presença de vanilina. A análise termogravimétrica e DSC demonstraram que o material possui estabilidade térmica. O biofilme produzido apresenta um potencial para aplicação como um biomaterial.


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  • The use of biopolymers from renewable resources is highly studied and they are, in general, biodegradable, biocompatible and can be obtained at low cost. Biopolymers have many applications, for instance in health, known as biomaterial. In this way, this work aims to synthesize a biopolymer of alginate and vanillin using glycerol and calcium chloride as plasticizer and crosslinking agent, respectively. Using design of experiments, different biopolymers were produced and analysing the solubility and the swelling degree, the best region, regarding the application, was found, corresponding to the one using vanillin at concentration up to 0.015 g, and the calcium chloride, values higher than 0.090 g, obtaining films with solubility around 30 % and the swelling degree between 100 and 120 %. Regarding the process optimization it is concluded that the NBI method can analyze concave regions, predicting the optimal points and generating the Pareto chart with equispaced boundaries. The antimicrobial test allowed to observe the antimicrobial activity of the validated films in the optimization, as well as vanillin solution with calcium chloride and glycerol, comparing the results with the control film, obtaining an innibition halo only in the presence of vanillin. Thermal analyses of thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry demonstrated that the material has thermal stability. The biofilm produced shows potential for
    application as a biomaterial.

2
  • EDUARDO ZANITTI ÁVILA COUTO
  • COMBUSTÃO DE ACRILONITRILA SOBRE CATALISADORES (Cu ou Ce)-ÓXIDO e (CuO ou CeO2)-BETA

  • Orientador : MARCELO DA SILVA BATISTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRÉ GUSTAVO SATO
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • Data: 05/03/2022

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  • A emissão da acrilonitrila resultante da sua produção gera graves problemas ambientais e consequentemente à saúde humana. A oxidação catalítica seletiva vem mostrando ser um método pertinente para a solução desse problema, sendo mais eficiente que a combustão convencional. Esse método consiste na utilização de catalisadores capazes de diminuir a energia de ativação da reação e selecionar o produto desejado, minimizando ao máximo os danos causados no processo. Neste trabalho foram utilizados catalisadores CuO, CeO2, CuO-BETA na oxidação catalítica seletiva da acrilonitrila com o objetivo de diminuir a temperatura de operação (<800ºC) e produzir preferencialmente N2, mitigando os danos ambientais. Os catalisadores mássicos de CuO e CeO2 foram obtidos de forma comercial enquanto o suportado CuO-BETA foi preparado pelo método de impregnação incipiente. Posteriormente os quatro catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de DRX, RTP-H2 e espectroscopia no UV-Vis. Os resultados de DRX mostraram picos característicos dos óxidos de cobre (CuO) e de cério (CeO2) nos catalisadores mássicos e suportados. A adição desses óxidos ao suporte pelo método de impregnação incipiente não alterou a morfologia da zeólita-BETA. Os perfis de RTP-H2 indicaram que a óxido de cobre suportado na zeólita BETA levou a diminuição da temperatura de redução das espécies de cobre. As análises de espectroscopia no UV-Vis identificaram a presença dos íons Cu2+, [Cu-O-Cu]2+ e Ce4+, além de nanopartículas de CuO no catalisador CuO-BETA. Os ensaios catalíticos mostraram que os catalisadores apresentam boa atividade para a oxidação seletiva de acrilonitrila, ocasionando em diminuição significativa da temperatura de reação, sendo o CeO2 o mais promissor dentre eles por apresentar menor temperatura de reação e maior seletividade para formação de N2 e CO2.


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  • The emission of acrylonitrile resulting from its production generates serious environmental problems and consequently to human health. Selective catalytic oxidation has been shown to be a relevant method for solving this problem, being more efficient than conventional combustion. This method consists of the use of catalysts capable of reducing the activation energy of the reaction and selecting the desired product, minimizing as much damage as possible to the damage caused in the process. In this work, CuO, CeO2, CuO-BETA catalysts were used in the selective catalytic oxidation of acrylonitrile in order to decrease the operating temperature (<800ºC) and preferably produce N2, mitigating environmental damage. The mass catalysts of CuO and CeO2 were obtained commercially while the supported CuO-BETA was prepared by the incipient impregnation method. Subsequently, the four catalysts were characterized by XRD, TPR-H2 and UV-Vis spectroscopy. XRD results showed characteristic peaks of copper oxides (CuO) and cerium (CeO2) in the mass and supported catalysts. The addition of these oxides to the support by the incipient impregnation method did not alter the morphology of zeolite-BETA. TPR-H2 profiles indicated that the copper oxide supported in beta zeolite led to a decrease in the temperature of reduction of copper species. UV-Vis spectroscopy analyses identified the presence of Cu2+ions, [Cu-O-Cu]2+ and Ce4+, as well as CuO nanoparticles in the CuO-BETA catalyst. The catalytic assays showed that the catalysts present good activity for the selective oxidation of acrylonitrile, causing a significant decrease in reaction temperature, ceo2 being the most promising among them for presenting lower reaction temperature and higher selectivity for N2 and CO2 formation.

3
  • MARCELA MAGALHAES DE PAULA
  • INFLUÊNCIA DO PRECURSOR POLIMÉRICO NA SÍNTESE VIA POLIMERIZAÇÃO EM UMA ETAPA DE CATALISADORES CuO/CeO2 E AVALIAÇÃO NA OXIDAÇÃO CATALÍTICA SELETIVA DA ACETONITRILA

  • Orientador : JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • ADRIANO LOPES DE SOUZA
  • Data: 29/06/2022

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  • Diante da crescente preocupação com a poluição atmosférica provocada pela emissão de gases do efeito estufa e compostos orgânicos voláteis, como amônia, monóxido de carbono e gases nitrilados, tem surgido diversas alternativas para contê-la. Frente as tecnologias já implementadas, no presente trabalho aplicou-se a oxidação catalítica seletiva para tratar a acetonitrila sobre os suportes CeO2 e catalisadores CuO/ CeO2 sintetizados pelo método de polimerização em uma etapa. No qual o enfoque foi avaliar a influência do agente complexante, variando-se os ácidos, em cítrico, málico e oxálico, e a presença do cobre II nas propriedades finais dos catalisadores. Bem como o desempenho catalítico durante a reação e as suas respectivas seletividades em produção de N2 e CO2. Por fim, os efeitos dessas variantes sobre os materiais formados foram averiguados através de técnicas de caracterização físicas, como Análise Termogravimétrica (ATG), Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Difração de raio X (DRX), Fisissorção com N2 (método B.E.T.), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Redução a Temperatura Programada (RTP-H2) e Dessorção a
    Temperatura Programada (DTP-CO2). A partir dos difratrogramas de DRX identificou-se a presença de CeO2 nos catalisadores preparados, notou-se ainda que a deposição de CuO nos materiais sintetizados não alterou a sua estrutura. As análises de fisissorção com N2 proporcionaram perfis de isotermas que variaram entre os suportes e os catalisadores, além de demonstrarem que aqueles sintetizados com ácido oxálico (CeOx e CeOxCu) tiveram as maiores áreas específicas, se comparados àqueles com ácido málico (CeMa e CeMaCu) e cítrico (CeCi e CeCiCu). Sendo que estes, apresentaram maiores volumes e tamanhos de poros como evidenciado no BET, propriedades estas, que foram relacionadas a estabilidade de suas cadeias poliméricas demonstrada pelo ATG. Ademais, nos testes catalíticos conduzidos no intervalo de 100-600 oC durante 1 hora, identificou-se 100% de conversão de acetonitrila para todos os suportes e catalisadores em temperaturas inferiores a 350 oC. Com elevada seletividade em N2 e CO2 para CeMa e CeMaCu.


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  • Given the growing concern about air pollution caused by the emission of greenhouse gases and volatile organic compounds, such as ammonia, carbon monoxide and nitrided gases, several alternatives have emerged to contain it. In view of the technologies already implemented, in the present work selective catalytic oxidation was applied to treat acetonitrile on CeO2 supports and CuO/CeO2 catalysts synthesized by the one-step polymerization method. In which the focus was to evaluate the influence of the complexing agent, varying the acids, in citric, malic and oxalic, and the presence of copper II in the final properties of the catalysts. As well as the catalytic performance during the reaction and their respective selectivities in N2 and CO2 production. Finally, the effects of these variants on the formed materials were investigated through physical characterization techniques, such as Thermogravimetric Analysis (ATG), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Physisorption with N2 (B.E.T. method), Scanning Electron Microscopy (SEM), Programmed Temperature Reduction (TPR-H2) and Temperature Programmed Desorption (TPD-CO2). From the XRD diffratrograms, the presence of CeO2 in the prepared catalysts was identified, it was also noted that the deposition of CuO in the synthesized materials did not change their structure. Physisorption analyzes with N2 provided isotherm profiles that varied between supports and catalysts, in addition to demonstrating that those synthesized with oxalic acid (CeOx and CeOxCu) had the highest specific areas, compared to those with malic acid (CeMa and CeMaCu). and citrus (CeCi and CeCiCu). Since these presented larger volumes and pore sizes as evidenced in the BET, these properties were related to the stability of their polymeric chains demonstrated by the ATG. Furthermore, in catalytic tests conducted in the range of 100-600 °C for 1 hour, 100% conversion of acetonitrile was identified for all supports and catalysts at temperatures below 350 °C. With high selectivity in N2 and CO2 for CeMa and CeMaCu.

4
  • Carla Cristina Araujo Parreira
  • DESENVOLVIMENTO DE UM NOVO EQUACIONAMENTO PARA PREVISÃO DE PARÂMETROS DOS REATORES DE FISSÃO NUCLEAR A PARTIR DA MODELAGEM DINÂMICA E SIMULAÇÃO

  • Orientador : JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • MARCELO CARDOSO
  • Data: 07/07/2022

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  • A viabilidade dos reatores nucleares depende de um sistema de segurança eficiente na operação das unidades de processamento nucleares. Grande parte da segurança dos reatores de fissão nuclear está relacionada com a densidade de nêutrons que necessita de um balanço bem equilibrado entre os nêutrons emitidos e os nêutrons perdidos (via absorção ou fuga de nêutrons), a fim de evitar grandes danos como superaquecimento e possíveis explosões. No presente trabalho foi realizada uma revisão bibliográfica relativa à energia nuclear, à modelagem dinâmica e simulação de um reator nuclear, o desenvolvimento de um novo equacionamento (sistema de equações diferenciais não-lineares) para previsão da densidade de nêutrons, potência e frações mássicas dos grupos precursores de nêutrons atrasados, em um reator de fissão nuclear e aplicação da lógica fuzzy nestes reatores. De acordo com a bibliografia, o sistema de equações diferenciais não lineares proposto por Duderstadt e Hamilton é um dos mais representativos para a previsão da densidade de nêutrons, porém apresenta uma deficiência para o resultado da densidade de nêutrons em sistemas moderados. Neste trabalho foi desenvolvido um novo equacionamento para a previsão da densidade de nêutrons, potência e concentração dos grupos geradores de nêutrons atrasados, através da inserção de novos termos nas equações de Duderstadt e Hamilton.  O sistema de oito equações diferenciais não lineares obtido na modelagem foi resolvido pelo método Runge Kutta de quarta ordem no software livre OCTAVE.  Foram realizadas simulações dinâmicas dos reatores nucleares de fissão e a partir dos resultados foi possível prever o comportamento em regime transiente da densidade de nêutrons, potência do reator e das frações mássicas dos grupos precursores de nêutrons atrasados  para reatores moderados. A validação do novo modelo proposto foi realizada por meio de superposição da plotagem dos resultados das simulações sobre os dados experimentais da literatura para o reator PWR TRIGA do CDTN/UFMG. O novo equacionamento resultou em uma compatibilidade adequada entre o modelo proposto e os dados experimentais, com um coeficiente de correlação de 0.9. O novo modelo proposto é uma ferramenta importante para os projetos de sistemas de controle dos reatores de fissão nuclear e pode ser aplicado em trabalhos futuros. Através da Lógica Fuzzy foi possível realizar uma estimativa numérica em relação aos percentuais de nêutrons no reator. Com essa análise, obteve-se um valor de aproximadamente 60% de nêutrons que devem ser emitidos pela fonte primária no Reator e 41% de nêutrons que devem ser absorvidos pelos moderadores.


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  • The viability of nuclear reactors depends on an efficient safety system in the operation of nuclear processing units. Much of the safety of nuclear fission reactors is related to the neutron density that requires a well-balanced balance between the emitted neutrons and the lost neutrons (via neutron absorption or leakage), in order to avoid major damage such as overheating and possible explosions. In the present work, a literature review on nuclear energy, dynamic modeling and simulation of a nuclear reactor and the development of a new equation (system of non-linear differential equations) for prediction of neutron density, power and fractions was carried out. delayed neutron precursor groups in a nuclear fission reactor and application of fuzzy logic. According to the literature, the system of nonlinear differential equations proposed by Duderstadt and Hamilton is one of the most representative for the prediction of neutron density, but it has a deficiency in the result of neutron density in moderate systems. In this work, the Duderstadt and Hamilton equation was modified with the insertion of new terms in the neutron density, power and concentration equations of the delayed neutron generator groups, generating a system of seven nonlinear differential equations that were solved by the Runge Kutta method. fourth order in the OCTAVE free software. From the proposed model, dynamic simulations of fission nuclear reactors were performed. The simulations resulted in the neutron density, the reactor power estimation and the estimation of the mass fractions of the late neutron precursor groups. The validation of the new proposed model was performed by superimposing the plotting of simulation results on the plotting of experimental data from the literature for the PWR TRIGA reactor at CDTN/UFMG. Through Fuzzy Logic, it was possible to perform a numerical estimate in relation to the percentages of neutrons in the Reactor. With this analysis, we obtained a value of approximately 60% of neutrons that must be emitted by the primary source in the Reactor and 41% of neutrons that must be absorbed by the moderators. The new equation proposed by the author resulted in an adequate compatibility between the proposed model and the experimental data. This new equation is an important tool for the design of control systems for nuclear fission reactors, representing an interesting suggestion for future work.
5
  • Matheus Furlan Pinheiro
  • DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO GERADOR DE MICRO E NANOBOLHAS PARA PROCESSO DE FLOTAÇÃO ASSOCIADO AO DESENVOLVIMENTO DE DEPRESSOR A BASE DE AMIDO MODIFICADO

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • JOSÉ IZAQUIEL SANTOS DA SILVA
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • Data: 11/11/2022

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  • A redução de reservas de alto teor de ferro, junto à necessidade de aproveitamento econômico
    de todos os recursos minerais extraídos em lavras torna a separação de finos e ultrafinos de
    minério motivo de importantes recursos de pesquisa. A flotação é a operação unitária mais
    utilizada na separação das partículas de granulometria entre 10 μm e 300 μm, mas a cominuição
    presente nas etapas iniciais do beneficiamento produz particulado de menor tamanho,
    comumente descartado na forma de rejeito úmido ou seco. A utilização de micro e nanobolhas
    na flotação catiônica reversa, utilizando o amido modificado como depressor, é objetivo de
    pesquisa para melhorar a capacidade de recuperação dos finos por diferentes mecanismos. Este
    trabalho de dissertação busca avaliar a influência da utilização de micro e nanobolhas no
    processo de flotação catiônica reversa, de rejeito do beneficiamento do minério de ferro, junto
    à utilização de amido modificado por associação térmica e alcalina com Hidróxido de Amônio.
    Para a geração das bolhas foi confeccionado sistema de bombeamento, com utilização de tubo
    de venturi para aspiração de ar na sucção da bomba e posterior pressurização do sistema a 5 bar
    em vaso de saturação. Foi aplicado planejamento de experimentos (DOE), para modelagem
    utilizando metodologia de superfície de resposta Central Composite Design (CCD) e
    otimização do processo através do algoritmo Normal Boundary Intersection (NBI), obtendo
    parâmetros de máxima recuperação de finos de minério de ferro.


  • Mostrar Abstract
  • The reduction of high iron content reserves and the need for economic use of all extracted
    mineral resources, makes the separation of fine and ultrafine ore a reason of important research
    resources. Flotation is the unit operation most used in the separation of particles of
    granulometry between 10 μm and 300 μm, but the comminution present in the initial stages of
    processing, produces smaller particles, commonly discarded in the form of wet or dry tailings.
    In this context, the use of micro and nanobubbles in reverse cationic flotation, with gelatinized
    starch as a depressant, has been tested in order to increase the recovery of this particulate by
    different mechanisms. This work seeks to evaluate the influence of the use of micro and
    nanobubbles in the reverse cationic flotation process, of iron ore processing waste, together
    with the use of starch modified by an association of thermal and alkaline treatment, with
    Ammonium Hydroxide. For the bubbles generation, a pumping system was built, using a
    venturi tube for air suction, in the pump suction, and subsequent pressurization of the system at
    5 bar, in a saturation vessel. Design of experiments (DOE) was applied for modeling a Response
    Surface Designd CCD) and process optimization through the Normal Boundary Intersection
    (NBI) algorithm, obtaining parameters of maximum recovery of iron ore fines.

6
  • Gabriela Martins de Paiva
  • PRODUÇÃO DE NANOCELULOSE BACTERIANA A PARTIR DE LEVEDURA RESIDUÁRIA CERVEJEIRA PARA ADSORÇÃO DE Cu(II), Fe(III), Ni(II) e Co(II) DE EFLUENTES DE MINERAÇÃO

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • FERNANDA PALLADINO PEDROSO
  • RITA DE CASSIA SUPERBI DE SOUSA
  • Data: 29/11/2022

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  • O Brasil é um dos principais produtores e exportadores mundiais de minério de ferro com uma produção de 358,0 milhões de toneladas no ano 2021. Devido ao grande volume de produção, há, consequentemente, a geração de um grande volume de resíduos líquidos que precisam ser tratados antes de serem descartados no meio ambiente, por apresentarem elevado teor de metais pesados. Todavia, os tratamentos, até então conhecidos, são onerosos e complexos. Uma alternativa econômica e ambientalmente viável para o tratamento desses resíduos é a utilização de nanocelulose bacteriana como adsorvente dos metais pesados presente na composição dos resíduos, devido às suas propriedades de biocompatibilidade e biodegradabilidade. No entanto, faz-se necessário maior estudo para o aumento da eficiência da produção, alterando parâmetros de fermentação e avaliando a utilização de substratos alternativos. A indústria cervejeira brasileira produz cerca de 14,0 bilhões de litros de cerveja ao ano e, com isso, um grande volume de resíduos ricos nutricionalmente. Com seu alto valor nutricional, os resíduos são excelentes candidatos a substrato para as bactérias produtoras de nanocelulose bacteriana, agregando valor a eles. Diante deste cenário, o presente projeto de pesquisa tem como objetivos (i) a produção estática de nanocelulose bacteriana utilizando como substrato os resíduos da indústria cervejeira, (ii) a obtenção de um adsorvente composto de nanocelulose bacteriana para o tratamento de resíduo da indústria mineradora e (iii) a recuperação de metais pesados e óxido de ferro dos efluentes da indústria mineradora para o reuso nas indústrias. Foi possível obter, aproximadamente, 1532 mg de nanocelulose bacteriana através do sistema em bateladas. Como adsorvente, o material se mostrou muito promissor, obtendo uma capacidade de adsorção máxima para os metais Co (II), Ni (II) e Cu (II) de, respectivamente, 0,0739, 0,2504 e 0,3945 mg·g-1. Para os mesmos metais, o índice de remoção das soluções sintéticas estudadas foi de, respectivamente, 62,56, 39,13 e 61,64%.


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  • Brazil is one of the main producers and exporters of iron ore in the world, with a production of 358.0 million tons in the year 2021. Due to the large volume of production, there is, consequently, the generation of a large volume of liquid waste that needs be treated before being disposed of in the environment, as they have a high content of heavy metals. However, the treatments, hitherto known, are expensive and complex. An economical and environmentally viable alternative for the treatment of these residues is the use of bacterial nanocellulose as an adsorbent of the heavy metals present in the composition of the residues, due to its properties of biocompatibility and biodegradability. However, further studies are needed to increase production efficiency, changing fermentation parameters and evaluating the use of alternative substrates. The Brazilian brewing industry produces around 14.0 billion liters of beer a year and, with that, a large volume of nutritionally rich waste. With its high nutritional value, the residues are excellent substrate candidates for bacteria producing bacterial nanocellulose, adding value to them. Given this scenario, the present research project aims to (i) the static production of bacterial nanocellulose using the brewing industry waste as a substrate, (ii) the obtainment of an adsorbent composed of bacterial nanocellulose for the treatment of waste from the mining industry and (iii) recovery of heavy metals and iron oxide from mining industry effluents for reuse in industries. It was possible to obtain approximately 1532 mg of bacterial nanocellulose through the batch system. As an adsorbent, the material showed to be very promising, obtaining a maximum adsorption capacity for the metals Co (II), Ni (II) and Cu (II) of, respectively, 0.0739, 0.2504 and 0.3945 mg· g-1. For the same metals, the removal rate of the synthetic solutions studied was, respectively, 62.56, 39.13 and 61.64%

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  • Fernanda Carlos Monteiro
  • AVALIAÇÃO DA INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA DE UMA BIORREFINARIA VISANDO À PRODUÇÃO DE ETANOL DE SEGUNDA GERAÇÃO UITLIZANDO ANÁLISE PINCH

  • Orientador : BOUTROS SARROUH
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BOUTROS SARROUH
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • FERNANDO MASARIN
  • Data: 30/11/2022

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  • O presente trabalho foi realizado, a partir de um estudo da integração energética, utilizando a metodologia de análise Pinch em um biorrefinaria, visando à produção de etanol de segunda geração, tendo como matéria-prima o bagaço da cana-de-açúcar, resíduo gerado pela produção de açúcar e álcool. Para comprovar a eficiência da análise Pinch, foi comparado o cenário, utilizando análise Pinch com outros dois diferentes cenários, um cenário no qual a integração energética é na presença de um ciclo com quatro unidades de trocadores de calor e o outro cenário sem nenhum tipo de integração energética. O objetivo deste estudo é avaliar a viabilidade da produção de etanol de segunda geração, por meio da integração energética, utilizando a metodologia de análise Pinch. Primeiro foi elaborado um fluxograma de uma biorrefinaria produtora de E2G, sem integração energética e o cálculo do balanço de massa. Em seguida, as correntes foram selecionadas, de acordo com sua necessidade de aquecimento e resfriamento. As correntes quentes, de saída do filtro prensa, rica em xilose e a de saída do concentrador, contendo concentrado de glicose precisaram ser resfriadas e as correntes frias, contendo solução ácida utilizada para a hidrólise ácida e a de saída da primeira centrifuga, presente no processo, precisaram ser aquecidas. Com as correntes selecionadas, os trocadores de calor para o cenário de integração energética por clico foram posicionados e o balanço de energia e a área de transferência de calor foram calculados. Para a aplicação da análise Pinch, utilizaram-se as mesmas correntes do cenário anterior. Foi possível a elaboração dos gráficos da curva composta e da grande curva composta, como também as utilidades quentes (vapor) e frias (água) requeridas, juntamente com a nova configuração dos trocadores de calor necessários ao processo. Logo, foi possível analisar e comparar as duas metodologias de integração energética. A redução no consumo de utilidade quente foi de 24,46% e de utilidade fria 44,74%, quando utilizada a metodologia por ciclo de trocadores de calor e de 62,20% de utilidades quentes e 92,80% com utilidades frias, quando utilizada a análise Pinch. Logo os resultados obtidos confirmam a viabilidade da integração energética e enfatiza que o uso da análise Pinch é, nesse caso, o melhor método, pois o processo com a implementação da análise Pinch reduziu não só os números de trocadores de calor pela metade, quando comparado ao processo com a presença do ciclo de trocadores de calor, como também os custos com utilidades, e a redução dos impactos ambientais causados pelas grandes industrias deste ramo.

     


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  • The use of sugarcane bagasse for the production of second-generation ethanol is a viable alternative for the destination of bagasse that is not all used within a sugarcane plant, as it adds value to this residue. About 280.33kg/h of sugarcane bagasse generates a total of 886.23kg of ethanol after

    12 hours of operation. With the addition of heat exchangers in the second generation ethanol production flowchart proposed in this work, it was possible to reduce the consumption of hot and cold utilities by 23.60% and 48.84%,

    respectively. With the reduction of utilities, production costs and environmental impacts are also reduced, making production more advantageous when compared to production in which there is no heat exchanger

    present to help preheat or pre-cool system equipment.

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  • KEIVY EVILÁZIO GOMES
  • APLICAÇÃO DA LÓGICA FUZZY NO CONTROLE DE QUALIDADE NA PRODUÇÃO DE CERVEJA

  • Orientador : EDSON ROMANO NUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • ALESSANDRA COSTA VILACA
  • ANDRE AGUIAR MENDES
  • Data: 01/12/2022

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  • O setor cervejeiro, devido ao aumento da atividade produtiva e ao gosto mais exigente do consumidor, tem buscado melhorar a qualidade da cerveja produzida, tendo inclusive utilizado metodologias de inteligência artificial para lidar com a incerteza, a subjetividade e a complexidade associada a esse tipo de problema de engenharia de bioprocessos. O sistema Fuzzy é uma dessas metodologias que, além da generalidade, do poder expressivo e da capacidade para modelar problemas do mundo real, atuam no sentido de contornar a imprecisão implícita em problemas de tomada de decisão. Assim, esta pesquisa teve por objetivo desenvolver dois sistemas de apoio de decisão por meio de um sistema Fuzzy. O primeiro sistema Fuzzy foi desenvolvido para avaliar a qualidade da cerveja Pilsen utilizando três critérios de defuzzificação; e o segundo sistema Fuzzy teve como objetivo identificar diferentes tipos de cerveja. A metodologia envolveu a coleta de informações de usuário sobre os seguintes tipos de cerveja: Pilsen, Trigo, Stout e IPA. O sistema foi desenvolvido nos softwares SCILAB® e INFUZZY e as variáveis de entrada para o primeiro sistema de apoio de decisão foram o CO2, cor, densidade, pH e o teor alcoólico, e a variável de resposta foi a qualidade da cerveja. O sistema desenvolvido teve uma taxa de acerto acima de 90% referente a qualidade da cerveja considerada aprovada, além de ser possível ,pelas superfícies de respostas, identificar as melhores regiões quando se tem o produto considerado aprovado, aprovado com alteração ou reprovada. Além disso, considerando cenários simulados, o segundo sistema Fuzzy previu corretamente, em mais de 99% das vezes, o teor alcoólico, cor e a densidade da cerveja produzida, indicando ao usuário o tipo de cerveja escolhido.


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  • The brewing sector, due to the increase in production activity and the more demanding taste of the consumer, has sought to improve the quality of the beer produced, having even used artificial intelligence methodologies to deal with the uncertainty, subjectivity and complexity associated with this type of bioprocess engineering problem. The Fuzzy system is one of those methodologies that, in addition to generality, expressive power and the ability to model real-world problems, act to circumvent the imprecision implicit in decision-making problems. Thus, this research aimed to develop two decision support systems through a Fuzzy system. The first Fuzzy system was developed to evaluate the quality of Pilsen beer, and the second Fuzzy system aimed to identify different types of beer. The methodology involved collecting user information about the following types of beer: Pilsen, Wheat, Stout and IPA. The system was developed using Scilab® and INFUZZY Software and the input variables for the first decision support system were CO2, color, density, pH and alcohol content, and the response variable was beer quality. . The developed system had a hit rate above 90% for beer approved for consumption and 85% for beer that was not approved. In addition, considering simulated scenarios, the second Fuzzy system correctly predicted, more than 99% of the time, the alcohol content, color and density of the beer produced, indicating to the user the type of beer chosen.

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  • Lívia Mara Cândido
  • RECUPERAÇÃO DO NIÓBIO A PARTIR DOS REJEITOS GERADOS ATRAVÉS DO PROCESSAMENTO DOS MINÉRIOS APATÍTICOS

  • Orientador : JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • MARCELO CARDOSO
  • Data: 02/12/2022

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  • O Brasil possui uma das maiores reservas mundiais de nióbio. Nos processos de beneficiamento da apatita os minerais de nióbio são frequentemente encontrados e possuem uma granulometria extremamente fina e comumente são dispostos em uma barragem. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar através do estudo cinético da flotação, os índices de recuperação metalúrgica do minério de nióbio para diferentes faixas granulométricas e utilizar as técnicas de superfície de resposta e de planejamento estatístico de experimentos. Neste contexto, foram coletadas amostras nos fluxos dos rejeitos do processamento de apatita que possuem elevado teor de nióbio e incorporados às amostras para a flotação do nióbio. Realizou-se os ensaios de flotação em bancada e um posterior ajuste cinético, a partir dos dados de recuperação metalúrgica acumulada. Empregou-se, inicialmente um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (CCRD; Central Composite Rotational Design), que faz parte da metodologia de superfície de resposta (RSM; Response Surface Methodology), com a proposta de encontrar os pontos ótimos das principais variáveis, dada a análise simultânea das três variáveis respostas. Obteve-se como resultados que o maior valor encontrado para a constante cinética foi de 0.0195 s-1, correspondente a granulometria abaixo de 37μm. Ao se utilizar a técnica de superfície de resposta, com a otimização das variáveis, obteve-se uma recuperação metalúrgica de 70% para a faixa granulométrica abaixo de 37μm. Conclui-se que para a otimização do processo de flotação do nióbio, deve-se manter a granulometria, abaixo de 37μm e acima de 5μm, para que não aconteça perdas significativas no processo. A otimização dos resultados e os fatores dosagem de coletor, pH e partição tensoativo/coletor a serem consideradas ótimas foram 881 g/ton, 6,7 e 24%/76%, respectivamente.


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  • Brazil has one of the world's largest reserves of niobium. In apatite beneficiation processes, niobium minerals are often found and have an extremely fine granulometry and are commonly disposed in a dam. The objectives of this work were: to evaluate, through the kinetic study of flotation, the metallurgical recovery rates of niobium ore for different granulometric ranges and to use the response surface techniques and statistical design of experiments. In this context, samples were collected from the apatite processing tailings streams that have a high niobium content and incorporated into the samples for niobium flotation. Bench flotation tests were carried out and a subsequent kinetic adjustment was carried out, based on the accumulated metallurgical recovery data. An experimental design of the type Central Composite Rotational Design (CCRD; Central Composite Rotational Design) was initially used, which is part of the response surface methodology (RSM; Response Surface Methodology), with the proposal of finding the optimal points of the main variables, given the simultaneous analysis of the three response variables. As a result, the highest value found for the kinetic constant was 0.0195 s-1, corresponding to granulometry below 37μm. When using the response surface technique, with the optimization of the variables, a metallurgical recovery of 70% was obtained for the granulometric range below 37μm. It is concluded that for the optimization of the niobium flotation process, the granulometry must be kept below 37μm and above 5μm, so that significant losses do not occur in the process. The optimization of the results and the collector dosage factors, pH and surfactant/collector partition to be considered optimal were 881 g/ton, 6.7 and 24%/76%, respectively

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  • Paula Maricele da Silva
  • SÍNTESE DE GEOPOLÍMEROS PRODUZIDOS A PARTIR DE ALUMINOSSILICATO PROVENIENTE DE ANFIBOLITOS PARA APLICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • GISELLA ROSSANA LAMAS SAMANAMUD
  • MARIANA ARRUDA PEREIRA
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • Data: 07/12/2022

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  • Os geopolímeros são macromoléculas inorgânicas produzidas pela ativação alcalina de materiais de aluminossilicato. Sua utilização na construção civil é uma alternativa promissora para a substituição do cimento Portland (CP), cuja fabricação é responsável por 7% das emissões de CO2 no planeta. Além disso, a produção de geopolímeros é ambientalmente sustentável, pois tem como matéria-prima resíduos industriais que podem ser utilizados e valorizados, em vez de serem descartados. Para o desenvolvimento do geopolímero é necessário um precursor, a exemplo de um mineral aluminossilicato, e um ativador alcalino, como NaOH ou silicato de sódio. Este trabalho teve como objetivo analisar as propriedades mecânicas de um geopolímero produzido a partir dos resíduos de mineração de nióbio, especialmente a rocha anfibolito, usada como precursor. De acordo com a metodologia de arranjo experimental Extreme Vertice de mistura, foram preparados corpos de prova com diferentes razões molares de SiO2/Al2O3, Na2O/SiO2 e H2O/ Na2O, em condições de cura na temperatura ambiente. As amostras foram submetidas a ensaios de resistência à compressão axial e de resistência de aderência à tração. Os resultados obtidos na região de contorno da superfície de resposta variaram de 0,04 a 0,26 MPa para resistência de aderência à tração e de 0,7 a 1,96 MPa para resistência à compressão. A interpretação do modelo de respostas geradas indicou valores ótimos de proporções de NaOH, SiO2 e água para o experimento realizado. Os valores se aproximaram daqueles estabelecidos por normas técnicas para argamassas e cimentos (ABNT, 2005). Portanto, argumenta-se em torno da viabilidade do anfibolito como geopolímero e matéria-prima na construção civil.


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  • Geopolymers are inorganic macromolecules produced by alkaline activation of aluminosilicate materials. Its use in civil construction is a promising alternative to replace Portland cement (PC), whose manufacture is responsible for 7% of CO2 emissions on the planet. In addition, the production of geopolymers is environmentally sustainable, as its raw material is industrial waste that can be used and recovered, rather than being discarded. For the development of the geopolymer, a precursor is needed, such as an aluminosilicate mineral, and an alkaline activator, such as NaOH or sodium silicate. This work aimed to analyze the mechanical properties of a geopolymer produced from niobium mining waste, especially the amphibolite rock, used as a precursor. According to the Extreme Vertices mixture experimental design methodology, specimens were prepared with different molar ratios of SiO2/Al2O3, Na2O/SiO2 and H2O/Na2O, under curing conditions at room temperature. The samples were submitted to axial compressive strength and tensile strength tests. The results obtained in the response surface contour region ranged from 0.04 to 0.26 MPa for tensile bond strength and from 0.7 to 1.96 MPa for compressive strength. The interpretation of the generated response model indicated optimal values of proportions of NaOH, SiO2 and water for the experiment performed. The values were close to those established by technical standards for mortars and cements (ABNT, 2005). Therefore, it is argued that viability of amphibolite as a geopolymer and raw material in civil construction.

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  • Renan Gabriel Condé Santos
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAL MISTO DE CARVÃO DE EUCALIPTO E ALUMINIO PELO MÉTODO SOL-GEL

  • Orientador : ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • Data: 14/12/2022

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  • O carvão vegetal tem uma flexibilidade em suas aplicações, podendo compor desde componentes para pigmentação de tintas até, ao passar por um processo de ativação, ser aplicado em  processos catalíticos e adsortivos. Posteriormente, o carvão pode passar por tratamentos térmicos e químicos, como calcinação e impregnação, para otimizar ainda mais suas características. Um processo de síntese estudado atualmente é o processo sol-gel, na qual é utilizada uma solução coloidal que precipita rapidamente formando um gel e sendo tratado termicamente pode gerar um material micro ou meso-poroso, elevando sua  área específica. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver um suporte para catalisador com base em carvão vegetal e alumina, a qual foi sintetizada nos poros do carvão por meio do método sol-gel utilizando vapor d'água na etapa de hidrólise. A síntese dentro dos poros pode ser verificada por um conjunto de análises tais como: DRX, onde foi possível assumir a presença de estruturas da pseudoboemita e γ-alumina; Termogravimetria indicou  uma redução na perda de massa para o carvão tratado devido à estabilidade térmica da alumina;   Fisissorção de N2  indicou aumento da área específica (8,97%) e  volume total de poro aumentou (9,48%) em relação ao carvão não tratado; MEV/EDS confirmou a presença de óxido de alumínio no interior das paredes dos poros do carvão, bem como em sua superfície, podendo ser observado devido ampliação da amostra e por espectroscopia de energia dispersiva de raios X . Portanto, nos testes realizados há forte indício da produção do material misto de carvão/alumina sol-gel objeto de estudo deste trabalho.


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  • Charcoal has flexibility in its applications, being able to compose from components for pigmentation of paints to, when going through an activation process, to be applied in catalytic and adsorptive processes. Subsequently, the coal can undergo thermal and chemical treatments, such as calcination and impregnation, to further optimize its characteristics. A synthesis process currently studied is the sol-gel process, in which a colloidal solution is used that rapidly precipitates forming a gel and, being heat treated, can generate a micro or meso-porous material, increasing its specific area. This work aimed to develop a support for a catalyst based on charcoal and alumina, which was synthesized in the charcoal pores by the sol-gel method using steam in the hydrolysis step. The synthesis inside the pores can be verified by a set of analyzes such as: XRD, where it was possible to assume the presence of structures of pseudoboehmite and γ-alumina; Thermogravimetry indicated a reduction in mass loss for the treated coal due to the thermal stability of the alumina; Physisorption of N2 indicated an increase in specific area (8.97%) and total pore volume increased (9.48%) in relation to untreated coal; SEM/EDS confirmed the presence of aluminum oxide inside the walls of the pores of the coal, as well as on its surface, which could be observed due to the magnification of the sample and by energy dispersive X-ray spectroscopy. Therefore, in the tests carried out, there is a strong indication of the production of the mixed material of coal/alumina sol-gel object of study of this work.

12
  • Bruna Paloma Ribeiro
  • IMOBILIZAÇÃO DE MICRORGANISMOS EM ESFERAS DE CARRAGENA

  • Orientador : DEMIAN PATRICK FABIANO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • CÍNTHIA MARIA FELÍCIO
  • Data: 22/12/2022

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  • O presente trabalho teve como objetivo sintetizar a esferas de carragena e de imobilizar microrganismos em sua estrutura polimérica. Foram escolhidas duas leveduras Saccharomyces pastorianus e Saccharomyces cerevisiae com microrganismos imobilizados. As leveduras imobilizas foram testadas na fermentação utilizando três substratos diferentes: o açúcar mascavo, o açúcar cristal e a D(+)sacarose. A síntese da esfera de carragena foi alcançada quando houve uma combinação das concentrações de duas soluções: da solução de carragena, na concentração de 10 g.L-1 e da solução de KCl, na concentração de 0,848 mol. L-1. Nessas mesmas concentrações foi possível imobilizar as leveduras na matriz polimérica da carragena e formar esferas. Os resultados das fermentações com as leveduras imobilizadas mostram que o consumo do açúcar ocorre por dois fatores: pela adsorção do açúcar na matriz polimérica da carragena, devido às interações eletrostáticas ocorrido entre eles e também pelo consumo do açúcar pelas leveduras imobilizadas.  A sacarose foi o melhor açúcar para utilizar como substrato. Em relação aos microrganismos pode-se notar que Saccharomyces cerevisiae obteve resultados mais satisfatórios, devido à maior velocidade e maior de consumo de açúcar, em comparação com a outra levedura. Esse maior consumo, podem ser explicados pela maior quantidade de células viáveis presentes dentro das esferas. Além disso, foram realizadas a secagem das esferas com as leveduras imobilizadas no dessecador, em estufa e naturalmente. Entretanto, as células após a reidratação das esferas não se mostram viáveis. Em vista de tudo isso pode-se concluir que células de microrganismos podem ser imobilizadas em esferas de carragena, entretanto, deve-se refinar o processo de imobilização para aumentar a viabilidade celular. Além disso, as células imobilizadas podem ser usadas e reutilizadas em processos biotecnológicos para produção de produtos de interesse.


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  •  

    The present work aimed to synthesize carrageenan spheres and to immobilize microorganisms in their polymeric structure. Two yeasts Saccharomyces pastorianus and Saccharomyces cerevisiae with immobilized microorganisms were chosen. The immobilized yeasts were tested in fermentation using three different substrates: brown sugar, crystal sugar and D(+)sucrose. The synthesis of the carrageenan sphere was achieved when there was a combination of the concentrations of two solutions: the carrageenan solution, at a concentration of 10 g.L-1, and the KCl solution, at a concentration of 0.848 mol. L-1. At these same concentrations, it was possible to immobilize the yeasts in the carrageenan polymeric matrix and form spheres. The results of the fermentations with immobilized yeasts show that the consumption of sugar occurs by two factors: by the adsorption of sugar in the polymeric matrix of the carrageenan, due to the electrostatic interactions between them and also by the consumption of sugar by the immobilized yeasts. Sucrose was the best sugar to use as a substrate. Regarding the microorganisms, it can be noted that Saccharomyces cerevisiae obtained more satisfactory results, due to the greater speed and greater consumption of sugar, in comparison with the other yeast. This higher consumption can be explained by the greater amount of viable cells present within the spheres. In addition, the spheres were dried with immobilized yeasts in the desiccator, in an oven and naturally. However, the cells after rehydration of the beads are not viable. In view of all this, it can be concluded that microorganism cells can be immobilized in carrageenan spheres, however, the immobilization process must be refined to increase cell viability. In addition, immobilized cells can be used and reused in biotechnological processes to produce products of interest.

2021
Dissertações
1
  • ISABELA DE FÁTIMA SILVA VIDAL
  • SENSOR COLORIMÉTRICO COM ANTOCIANINA APLICADO A BIOEMBALAGENS INTELIGENTES PARA DETECÇÃO DO ESTADO DE CONSERVAÇÃO DE CARNE SUÍNA VIA ALTERAÇÃO DO pH

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DALILA MOREIRA DA SILVEIRA
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • JOSÉ ANTÔNIO DE QUEIROZ LAFETÁ JÚNIOR
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • Data: 05/02/2021

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  • A carne suína, atualmente, é uma das proteínas de origem animal mais consumidas no mundo devido ao seu alto valor nutricional e baixo custo. No entanto, trata-se de um alimento perecível, apresentando prazo de validade reduzido diante de condições favoráveis ao crescimento microbiano. Nesse sentido, a embalagem inteligente surge como alternativa capaz de aumentar a conservação e proteção do produto e evitar alterações em suas propriedades organolépticas, validando a segurança de consumo. A incorporação de pigmentos em materiais para a produção de embalagens inteligentes se apresenta como alternativa para identificação de alterações no estado de conservação de um alimento, pela mudança de coloração da embalagem. Nesse estudo, um filme colorimétrico aplicado a embalagens inteligentes foi produzido com composição de carboximetilcelulose, glicerol e antocianinas extraídas do subproduto do arroz negro, para detecção do estado de conservação de carnes suínas. Sistemas filme/carne foram expostos a duas condições distintas: temperatura ambiente (25 °C) e refrigeração, a fim de se investigar alterações na coloração dos filmes em função da deterioração da carne. Parâmetros colorimétricos foram determinados para avaliação do comportamento dos filmes e mudanças visuais foram claramente perceptíveis à medida que o processo de degradação do alimento avançava. Para os sistemas expostos à 25 °C, o filme de coloração avermelhada em um pH de 6,05 ± 0,01, tornou-se roxo-azulado em um pH de 6,52 ± 0,01 e amarelo para um pH de 7,00 ± 0,08. Os filmes armazenados à 4 °C mudaram da coloração avermelhada em um pH de 6,01 ± 0,02 para roxo-azulado em um pH de 6,58 ± 0,01 e tornaram-se amarelados em um pH de 7,12 ± 0,01. Posteriormente, foram realizados testes de caracterização do filme desenvolvido, com valores médios de resistência à tração de 20,28 ± 2,53 MPa, deformação na ruptura de 28,66 ± 0,05%, modulo de elasticidade de 76,32 ± 16,51 MPa e espessura entre 118,80 ± 17,94 e 192,60 ± 8,52 µm. Gramatura e permeabilidade ao vapor d’água apresentaram valores médios de 176,05 ± 2,30 g·m-2 e 2,30 ± 0,06 g·mm·dia-1·kPa-1·m-2, respectivamente. As análises térmicas demonstraram que o material apresenta estabilidade térmica. O sensor produzido demonstra potencial aplicação em embalagens inteligentes para indicação do estado de preservação de carnes suínas. 


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  • Nowadays, pork is one of the most consumed animal proteins in the world due its high nutritional value and low cost. However, it is a perishable food which has a shorter shelf life due the favorable conditions for microorganism growth. In this sense, intelligent packaging emerges as an alternative to improve preservation and protection and avoid property alterations in food, ensuring its security. The incorporation of pigments in materials to produce intelligent packaging, is an alternative to identify changes in food conservation conditions by color modification in packaging. In this work, a colorimetric film applied to intelligent packaging was produced based in carboxymethylcellulose, glycerol, and anthocyanins extracted from black rice byproduct to detect freshness condition of pork. Systems film/meat were exposed to room temperature and refrigeration to investigate coloring film changes in function of pork loin deterioration. Colorimetric parameters were defined to study film behavior and it was possible to clearly perceive visual alterations according to the progress in the pork decomposition process. To the systems exposed to 25 °C, the reddish film at a pH of 6.05 ± 0.01 became bluish-purple at a pH of 6.52 ± 0.01 and yellow at a pH of 7.00 ± 0.08. Films stored at 4 °C turned from reddish at a pH of 6.01 ± 0.02 to bluish-purple at a pH of 6.58 ± 0.01 and then to yellowish at a pH of 7.12 ± 0.01. Posteriorly, some characterization tests were performed with average values to tensile strength of 20.28 ± 2.53 MPa, elongation of 28.66 ± 0.05%, elastic modulus of 76.32 ± 16.51 MPa, and thickness between 118.80 ± 17.94 and 192.60 ± 8.52 µm. Grammage and water vapor permeability exhibited average values of 176.05 ± 2.30 g·m-2 e 2.30 ± 0.06 g·mm·dia-1·kPa-1·m-2, respectively. Thermal analyzes have shown that the material has thermal stability. The developed sensor demonstrated potential application to indicate preservation conditions of pork in intelligent packaging.

2
  • MAYARA REZENDE CARVALHO
  • PROCESSO DE DESTILAÇÃO EXTRATIVA DE ETANOL HIDRATADO: OTIMIZAÇÃO VIA METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA E MONITORAMENTO VIA ANÁLISE POR COMPONENTES PRINCIPAIS POR MEIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL VIA ASPEN PLUS

  • Orientador : EDSON ROMANO NUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO JOSÉ GONÇALVES DA CRUZ
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • GUSTAVO MATHEUS DE ALMEIDA
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • Data: 19/02/2021

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  • O presente trabalho teve como objetivos, a otimização e o monitoramento do processo de destilação extrativa para obtenção de etanol anidro, por meio de simulação computacional no software Aspen Plus®. Para a etapa de otimização, implementou-se um modelo estático do processo, e para a etapa de monitoramento, um modelo dinâmico em malha fechada. O etanol anidro é importante por ser utilizado como aditivo na gasolina para, principalmente, aumentar o índice de octanagem desse combustível. Um desafio refere-se à sua obtenção com teor acima de 99% de graduação alcoólica, para utilização no setor de transporte. Atualmente, no Brasil, um dos processos mais utilizados para a obtenção de etanol anidro é a destilação extrativa. Para otimizar esse sistema, empregou-se, inicialmente, o planejamento fatorial completo 22 com 5 pontos centrais, dentro de planejamento de experimentos (DOE; Design of Experiments), com o objetivo de se investigar os efeitos da temperatura do solvente e da razão de refluxo, além da interação entre ambos os fatores, sobre a concentração de etanol no produto de topo e a carga térmica do refervedor da coluna extrativa. Verificou-se também a questão da curvatura, dado o domínio dos fatores.  O Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), que faz parte da metodologia de superfície de resposta (MSR), foi utilizado para se obter os pontos ótimos de operação do processo, dada a avaliação simultânea de ambas as variáveis respostas.  Verificou-se que o melhor ponto de operação da temperatura do solvente seria de 80°C, e da razão de refluxo, de 0,31. Os valores do teor de etanol no produto de topo e a carga térmica do refervedor são iguais a 99,6% e 1472kW, respectivamente. Em relação ao monitoramento do processo, inicialmente, simulou-se um conjunto de falhas usuais em colunas de destilação extrativa. Avaliaram-se perturbações degrau e com variações no desvio-padrão, com diferentes magnitudes, em variáveis de entrada e intermediárias. Para a detecção dessas falhas, aplicou-se a técnica estatística multivariada denominada Análise por Componentes Principais (PCA; Principal Component Analysis), por meio das estatísticas T2 de Hotteling e Q. PCA é uma técnica de redução de dimensionalidade, comumente aplicada em problemas de monitoramento de processos químicos contínuos. Discutiu-se a maior ou menor dificuldade de detecção das falhas, e buscou-se relacionar essa característica com a operação de colunas de destilação extrativa.


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  • The present work aimed the optimization and the monitoring of the extractive distillation process to obtain anhydrous ethanol, through computer simulation in the software Aspen Plus®. For optimization, a static process model was implemented, and for monitoring, a dynamic closed-loop model. Anhydrous ethanol is important because it is used as an additive in gasoline to mainly increase the octane rating of this fuel. One challenge is to obtain ethanol with content above 99% purity, for use in the transport sector. Currently, in Brazil, one of the most used processes for obtaining anhydrous ethanol is extractive distillation. To optimize this system, initially, a full factorial design 22 with 5 central points was used in order to investigate the effects of solvent temperature and reflux ratio, in addition to the interaction between both factors, on the concentration of ethanol in the top product and reboiler heat duty of the extractive column. The curvature was also verified, given the domain of the factors. The central composite rotational design (CCRD), which is part of the response surface methodology (RSM), was used to obtain the optimum points of operation of the process, given the simultaneous evaluation of both response variables. It was found that the best operating point for the solvent temperature would be 80° C, and the reflux ratio, 0.31. The values of the ethanol content in the top product and the reboiler heat duty are 99.6% and 1472kW, respectively. Regarding the monitoring of the process, a set of usual faults in extractive distillation columns was simulated. Step disturbances and variations in the standard deviation, with different magnitudes, in input and intermediate variables were evaluated. To detect these failures, the multivariate statistical technique called Principal Component Analysis (PCA) was applied, using the T2 of Hotteling and Q. PCA is a dimensionality reduction technique, commonly applied to problems monitoring continuous chemical processes. The degree of difficulty in detecting the failures was discussed, and this characteristic was correlated with the operation of extractive distillation columns.

3
  • MARIANA SIMÕES GUALBERTO
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ESPUMAS DE POLIURETANO A PARTIR DA MISTURA DE POLIÓIS PROVENIENTES DOS ÓLEOS DE SOJA RESIDUAL E MORINGA

  • Orientador : EDUARDO PRADO BASTON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • KÁTIA MONTEIRO NOVACK
  • Data: 23/07/2021

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  • Este trabalho se refere à síntese de polióis a partir do óleo vegetal extraido de sementes de moringa e do óleo de soja residual de 12 e 24 horas de fritura, os quais foram utilizados para a produção de espumas poliuretânicas a partir da sua mistura com proporções previamente determinadas. Os óleos foram funcionalizados através da metodologia hidroxilação perácido in situ. Os óleos precursores e seus polóis foram avaliados por análises físico-químicas, como índices de acidez e hidroxilas, e por técnicas de caracterização como a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectrometria de Massas (EM). Estas análises  permitiram confirmar a conversão dos óleos em polióis, qualificá-los e inferir propriedades, como rigidez/flexibilidade, das espumas a serem formuladas. Os resultados indicaram que  que o tempo de fritura é inversamente proporcional ao teor de insaturação dos óleos precursores e diretamente proporcional ao seu índice de acidez. Os polióis hidroxilados, quando comparados aos seus óleos,  apresentaram aumento do teor de ácidos graxos livres, do números de hidroxilas e dos pesos moleculares. Tais alterações refletiram a funcionalização dos óleos e a aplicabilidade dos polióis para a formação de grupos uretano. O poliol de moringa e os polióis de soja residual, de 12 e 24 horas de fritura, apresentaram índices de acidez inferiores a 5 mg KOH.g-1 e funcionalidade de 2,5 (12h) e 2,9 (24h) para a soja e 4,9 para a moringa.  As micrografias e os valores de densidade confirmaram a flexibilidade/semi-flexibilidade aparente das espumas. Os termogramas mostraram que a perda mássica foi de aproximadamente 50% em temperaturas superiores a 400 °C para a maioria das amostras uretânicas. A maior faixa de degradação térmica ocorreu com decomposição completa  a 927 °C. A utilização de 20% de poliol de moringa na mistura com poliol de origem residual, apresentou-se como o melhor resultado relacionado ao perfil térmico das espumas.


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  • This work refers to the synthesis of polyols from vegetable oil extracted from moringa seeds and residual soybean oil of 12 and 24 hours of frying, which were used for the production of polyurethane foams from their mixture with previously determined proportions. The oils were functionalized using the peracid hydroxylation in situ methodology. The production of residual soybean polyol differs from the methodology applied to moringa oil in that it is preceded by an esterification stage, which aims to reduce the free fatty acids present in large quantities due to the thermal degradation to which the soybean oil was submitted. The precursor oils and their polyols were evaluated by physicochemical analyses, such as acidity and hydroxyl indices, and by characterization techniques such as Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), and Mass Spectrometry (MS), which allowed to confirm the conversion of oils into polyols, qualify them and infer properties of the foams later formulated, such as their stiffness/flexibility. It was possible to observe that the frying time is inversely proportional to the unsaturation content identified in the samples and directly proportional to its acidity index. The hydroxylated polyols, when compared to their oils, showed an increase in the content of free fatty acids, in the numbers of hydroxyls and molecular weights. Such changes reflect the functionalization of the oils and the applicability of the polyols for the formation of urethane groups. The Moringa polyol and the residual soybean polyols, 12 and 24 hours of frying presented acidity indexes below 5 mg KOH.g-1 and functionality of 2.5 (12h) and 2.9 (24h) for soybean and 4.9 for the moringa. These results indicate that polyols have potential in the production of flexible and semi-flexible polyurethane foams.

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  • BRUNA MARIA PATERLINE NOVAIS ABREU
  • USO DE ARGILAS SINTÉTICAS DO TIPO HIDROTALCITAS MODIFICADAS (FeMgAl, CuMgAl, CuFe) PARA REMOÇÃO DE DICLOFENACO DE SÓDIO EM MEIO AQUOSO

  • Orientador : DEMIAN PATRICK FABIANO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • LETÍCIA LEDO MARCINIUK
  • Data: 27/07/2021

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  • Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a capacidade adsorvente das argilas sintéticas do tipo hidrotalcita modificadas com Cu e Fe (CuFe, CuMgAl, FeMgAl), calcinadas em diferentes temperaturas (300, 400 e 500°C), na remoção do fármaco diclofenaco de sódio (DC) em meio aquoso. Os materiais adsorventes foram sintetizados pelo método de coprecipitação e pelo método de coprecipitação a baixa supersaturação e caracterizados pelas das seguintes técnicas: difratometria de raios X (DRX), técnica que confirmou a formação da estrutura hidrotalcita, apresentando picos característicos do material e, sugerindo que os metais de transição Cu e Fe foram incorporados na estrutura da amostra;  fisissorção de nitrogênio (método de BET) que forneceu a área superficial, tamanho médio dos poros e volume de poros das amostras sintetizadas. Dentre as hidrotalcitas sintetizadas, CuFe apresentou maior área superficial (97,3 m2.g-1), CuFe500 apresentou maior tamanho médio dos poros (7,99 nm) e FeMgAl300 maior volume total de poros (48,08 cm3.g-1); e pH no ponto de carga zero (PCZ), realizado para prever a carga superficial efetiva das amostras, sendo o resultado para CuFe, CuMgAl e FeMgAl igual a pH 7,0; 8,59 e 8,56, respectivamente. O tempo de contato e o efeito da temperatura de calcinação na adsorção para remoção do DC foram avaliados. Verificou-se que o processo de adsorção utilizando a argila CuFe atinge o equilíbrio em aproximadamente 30 min, com remoção entre 75‑80% para a amostra sem calcinação; observou-se que o modelo de pseudosegunda ordem foi o mais adequado para descrever o processo de adsorção, gerando um coeficiente R2 próximo da unidade, sendo a capacidade de adsorção (qe) foi de 40,72 mg.g-1, qe(real)=40,94 mg.g-1 e a constante da taxa de adsorção (K2) foi igual a 0,033 g.mg-1.min-1. O estudo da isoterma de adsorção foi realizado para a amostra CuFe, devido à alta taxa de adsorção apresentada, concluiu-se que o modelo de Freudlinch foi o mais adequado para descrever o processo. As hidrotalcitas CuMgAl e FeMgAl não se mostraram eficientes, gerando percentual de remoção de 2-7,5% e 6-10%, respectivamente. Verificou-se, também, que a temperatura de calcinação e a variação do pH inicial não influenciaram no percentual de remoção do DC.

     


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  • This study has as its main goal to evaluate the adsorbing capacity of the hydrotalcite like synthetic clays modified with Cu and Fe (CuFe, CuMgAl, FeMgAl), calcinated in different temperatures (300, 400 and 500ºC), removing the drug Sodium Diclofenate (SD) diluted on aqueous mean. The adsorbing materials were synthetized by the coprecipitation and the coprecipitation at low supersaturation methods and they were characterized by the following techniques: X-ray diffractometry (XRD), which confirmed the formation of the hydrotalcites structure, presenting peaks characteristics of the material and suggested the incorporation of the metals of transition Cu and Fe within the structure of the sample; Nitrogen physisorption (BET method) which provided the superficial area, the average pore size (7,99nm) and larger total volume of pores of FeMgAl300 (48,08 cm³g⁻¹); and ph at the point of zero charge (PZC), used to foresee the effective superficial charge of the samples, resulting in pH of 7,0, 8,59 and 8,56 for CuFe, CuMgAl and FeMgAl, respectively. The time of contact and the effect of the temperature of calcination on the adsorption for the removal of SD were evaluated. It was observed that the adsorption process with the CuFe clay reaches balance at approximately 30 min, removing 75-80% compared to the non-calcinated sample; the pseudo-second order model was the most adequate describing the adsorption process, generating a R2 coefficient close to the unity, having qe=40,72mgg⁻¹, qe(real)=40,94 mgg⁻¹ and K2=0,033gmg⁻¹min⁻¹. The study of the adsorption isotherm was performed for the CuFe sample, due to its high adsorption rate, it was concluded that the Freudlinch model was the most adequate describing the process. The CuMgAl and FeMgAl hydrotalcites appeared to be inefficient, having percentages of removal of 2-7,5% and 6-10% respectively. It was also observed that the temperature of calcination and the variation of the initial pH did not influence the percentual of removal of the SD.

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  • JHONATAN RAFAEL DE OLIVEIRA BIANCHI
  • INCORPORAÇÃO DE ALFA-LA NANOESTRUTURADA EM QUEIJO MINAS FRESCAL PARA A REDUÇÃO DE SÓDIO E MELHORAMENTO FUNCIONAL

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • BRUNO RICARDO DE CASTRO LEITE JUNIOR
  • JANE SELIA DOS REIS COIMBRA
  • Data: 06/08/2021

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  • O uso de proteína α-lactoalbumina em tamanho nano (nano α-la) como substituinte parcial do NaCl na produção de queijo minas frescal foi testado nesse trabalho, para produzir um queijo com menos sódio e com as mesmas propriedades técnico-funcionais dada à necessidade da diminuição do consumo de NaCl que causa danos à saúde humana. O tamanho da nano α-la sintetizado foi de 191,10 ± 21,33 nm e PDI de 0,359 ± 0,059 via espalhamento dinâmico de luz e nanoestruturas esféricas com tamanho de 16,98 ± 2,14 nm por microscopia eletrônica de transmissão. As análises térmicas da nano α-la indicaram um decaimento de massa entre 25 e 84 ºC por termogravimetria (TGA) e a calorimetria diferencial de varredura (DSC) resultou entalpia de -1480 J·g-1 para desnaturação a 57,44 ºC. O incremento e a estabilidade da espuma da nano α-la foi maior quando comparado com a α-la nativa. A atividade de emulsão da proteína α-la nativa e nanoestruturada foram iguais, entretanto o tempo de estabilidade da espuma para a nano α-la foi maior. A nano α-la apresentou atividade antimicrobiano em Listeria monocytogeneses em ensaios de microplaca. A eficiência de encapsulação e a capacidade de ligação foram: de 98,50 ± 0,28 % e 74,32 ± 1,22 % (nano α-la + quercetina), 69,36 ± 0,82 % e 12,38 ± 0,15 % (nano α-la + vitamina B2), 84,47 ± 2,27 % e 28,97 ± 5,96 % (α-la nativa + quercetina) e 74,74 ± 1,92 % e 19,25 ± 1,24 % (α-la nativa + vitamina B2). A presença de bioativos alteram a estabilidade térmica das proteínas pelas análises de TG e DSC. A liberação controlada in vitro simulando fluido gastrointestinal mostrou que a α-la nanoestruturada e nativa liberam os bioativos em fluido gástrico com pH 1,2. A otimização e análise da influência da nano α-la nas características do queijo realizada por planejamento experimental tipo Delineamento Central Composto Rotacional teve como variáveis dependentes parâmetros físico-químicos (pH, acidez titulável, sólidos solúveis totais e condutividade) e análise de perfil de textura, determinando uma metodologia para a produção de queijo minas frescal com 292 µL de nano α-la 2 mg·mL-1, 2,5 g de NaCl e sem adição de KCl para 500 mL de leite. Os queijos com bioativos encapsulados em nano α-la apresentaram características físico-químicas e de perfil de textura compatíveis para queijos minas frescal


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  • The use of nanoprotein α-lactoalbumin (α-la) as a substitute for NaCl in the production of minas frescal cheese was tested in this work, to produce a cheese with less sodium and with the same technical-functional properties given the need to reduce the consumption of NaCl that causes damage to human health. In addition, nano α-la is a bioactive encapsulating agent, which can then make the Minas Frescal cheese a nutraceutical food. The synthesis of nano α-la showed a protein with a hydrodynamic radius of 191.10 ± 21.33 nm and PDI of 0.359 ± 0.059 via Dynamic Light Scattering (DLS) and MET indicates spherical nanostructures with a size of 16.98 ± 2 , 14 nm. The thermal analysis of the nano indicates a mass decay at 84 ºC by the TG and the DSC indicated an enthalpy of -253.2 J · g-1 for denaturation of the nanoprotein at 57.8 ºC. The encapsulation efficiency (EE) and the binding capacity (LC), respectively, 98.50 ± 0.28% EE and 74.32 ± 1.22% LC for quercetin and 69.36 ± 0.82% EE and 12.38 ± 0.15% LC for vitamin B2. The optimization and analysis of the influence of nano α-la on cheese carried out by a Rotational Experimental Design (DCCR) had as dependent variables physical-chemical parameters (pH, titratable acidity, soluble solids, and conductivity) and texture profile analysis (TPA), determining a methodology for the production of minas "frescal" cheese with 292 µL of nano α-la 2 mg · mL-1, 2.5 g of NaCl and 0.0 g of KCl for 500 ml of milk.

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  • HERÁCLITO ALEXANDRE DOS SANTOS
  • MODELAGEM E OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIO-ÓLEO A PARTIR DE EMBALAGENS DE POLIPROLILENO


  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • MARIANA ARRUDA PEREIRA
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • Data: 20/08/2021

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  • O plástico é encontrado nos mais diversos tipos de bens de consumo, seja eles, duráveis ou pouco duráveis; muitas das vezes são descartados de forma incorreta seja em lixões e ou aterro sanitários afetando assim o meio ambiente. Na literatura é possível encontrar diversos estudos relacionados ao desenvolvimento e aplicação de processos tecnológicos que permitam o reuso e tratamento dos resíduos plásticos. Há inúmeras formas de trata-los sendo um método conhecido o 3R (reciclar, reutilizar e reduzir) a geração de resíduos.

    O Uso de técnica de degradação térmica são utilizadas como ferramentas para serem aplicadas em novas tecnologias que busquem compreender os mecanismos de decomposição dos polímeros. A pirólise surge como uma forma de utilizar os produtos plásticos encontrados, transformando-os em gases que após serem condensados produzem bio-óleo. Ela é considerada um processo eficiente e de baixo custo. Este trabalho tem por finalidade obter óleo a partir de polipropileno de embalagens descartáveis, visando a modelagem e otimização do processo de pirólise utilizando o algoritmo Normal Boundary Intersection (NBI), para que, posteriormente, se possa representar um processo de pirólise em escalas maiores. Sendo assim, a partir do exposto a possibilidade de reutilização dos plásticos traz um cunho científico e ao mesmo tempo socioeconômico, de forma que, a fronteira tecnológica possa ser fomentada para produção de energia, que atualmente as fontes são poucas e pouco estratificadas. O insumo para produção de óleo combustível neste trabalho, foi o polipropileno reciclado de ponteiras utilizadas em micropipetas (50gr) sendo adicionado caulim variando a quantidade conforme proposto nos experimentos; a temperatura foi de 512ºC sendo que a rampa de aquecimento/min. também era variada. O tempo de cada experimento foi determinando em 90 min sendo após o processo encerrado. Foi possível verificar que quando utilizado rampas de aquecimento menores, favorecia a um volume de óleo produzido; e, em relação ao uso do caulim, quando utilizado massa maior com rampa de aquecimento mais alta, apresentam fatores que podem prejudicar a produção de bio-óleo.


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  • Plastic is found in the most diverse types of consumer goods, whether they are durable or not very durable; many times they are disposed of incorrectly either in dumps and or in landfills, thus affecting the environment. In the literature it is possible to find several studies related to the development and application of technological processes that allow the reuse and treatment of plastic waste. There are countless ways to treat them, the known method being 3R (recycling, reusing and reducing) the generation of waste. The use of thermal degradation techniques are used as tools to be applied in new technologies that seek to understand the decomposition mechanisms of polymers. Pyrolysis appears as a way to use the plastic products found, transforming them into gases that, after being condensed, produce bio-oil. It is considered to be an efficient and low-cost process. This work aims to obtain oil from disposable packaging polypropylene, aiming at the modeling and optimization of the pyrolysis process using the Normal Boundary Intersection (NBI) algorithm, so that, later, it can represent a pyrolysis process on larger scales. Thus, from the above, the possibility of reusing plastics brings a scientific and socioeconomic aspect, so that the technological frontier can be fostered for energy production, which currently sources are few and little stratified. The input for the production of fuel oil in this work, was the recycled polypropylene of tips used in micropipettes (50gr) being added kaolin varying the amount as proposed in the experiments; the temperature was 512ºC and the heating ramp / min. it was also varied. The time for each experiment was determined in 90 min, after which the process was ended. It was possible to verify that when using smaller heating ramps, it favored a volume of oil produced; and, in relation to the use of kaolin, when using larger mass with a higher heating ramp, they present factors that can harm the production of bio-oil.

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  • SAYMON MENEZES DE SOUZA
  • REMOÇÃO DE BIOFILMES BACTERIANOS ADERIDOS EM SUPERFÍCIES DE AÇO INOXIDÁVEL POR NOVOS PROCESSOS DE SANITIZAÇÃO

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • BOUTROS SARROUH
  • HILARIO CUQUETTO MANTOVANI
  • Data: 14/09/2021

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  • A presença de biofilmes bacterianos em superfícies de aço inoxidável dos equipamentos de indústrias de alimentos, como tanques e tubulações, provoca diversos problemas na indústria, principalmente doenças veiculadas por alimentos. Existem limitações quanto ao uso de tratamentos sanitários industriais e com isso, a nanotecnologia pode ser inserida nesta área, como uma importante ferramenta capaz de revolucionar os processos e produtos, mitigando esta problemática. Portanto, este trabalho visa comparar a eficiência de produtos utilizados por indústrias de alimentos, como hipoclorito de sódio (HS), detergente alcalino LAT 300 PLUS, ácido nítrico (AN), soda cáustica (SC) e álcool em gel, em relação com nanoestruturas de prata (AgNP), de quitosana (NQ), de Carbonato de Cálcio (NC) e de óxido de zinco (ZnOnano), em diferentes concentrações, no controle de biofilmes bacterianos em associação de Listeria monocytogenes com Pseudomonas fluorescens e Escherichia coli com Salmonella typhimurium. Análise antimicrobiana in vitro também foi realizada. Em estágios mais avançados (após 12 dias), os sanitizantes comerciais (HS, LAT, AN e SC)  apresentaram uma redução de no máximo 2,00 ciclos log, enquanto os nanosanitizantes (AgNP, NQ e ZnOnano) foram capazes de reduzir entre 3,00 a 7,59 ciclos log. Em relação a análise in vitro, o HS não foi capaz de inibir o crescimento bacteriano até 5,0 µg/mL, enquanto AN e SC apresentaram valores para Concentração Mínima Inibitória abaixo de 2 µg/mL, e os nanosanitizantes (AgNP, ZnOnano, NQ, NC) até 6 µg/mL. A eficiência obtida pelo álcool em gel foi de ~1,47 ciclos log, enquanto os nanosanitizantes tiveram uma eficiência acima de 3 ciclos log. Estes resultados confirmam a superioridade da eficiência de nanoestruturas no controle de biofilmes formados em superfícies de aço inoxidável


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  • The presence of bacterial biofilms in dairy products, in addition to increasing the rates of surface corrosion, reducing the efficiency of heat transfer, reducing the flow in the pipes, reducing the final quality of the product and generating economic losses, also causes diseases carried by food. Due to the large number of cases of diseases caused by contaminated food, chemical treatments are applied in an attempt to reduce this problem. Despite this, there are limitations regarding the use of these treatments and, with that, nanotechnology can be inserted in this area, as an important tool capable of revolutionizing processes and products, mitigating this problem. Therefore, this work aims to compare the efficiency of sanitizers used by the food industry, such as sodium hypochlorite (HS), alkaline detergent LAT 300 PLUS, nitric acid (AN) and caustic soda (SC) in relation to silver nanostructures (AgNP) , chitosan (NQ) and zinc oxide (ZnOnano), in different concentrations, to control bacterial biofilms, from a simulation of the formation of Listeria monocytogenes and Pseudomonas fluorescens biofilms in stainless steel plates, over 12 days. It was observed a superiority in the growth of L. monocytogenes in relation to P. fluorescens. The nanosanitizers (AgNP, NQ and ZnOnano) were able to reduce the microbial load to a value acceptable by the World Health Organization (3.0 x 102 UFC · mL-1) until the 6th day of analysis, while the AN until the 4th day, and the other commercial sanitizers (HS, LAT, AN and SC) can be considered inefficient in any period of development of the biofilm. Also, in more advanced stages (after 12 days), commercial sanitizers showed a reduction of a maximum of 2.00 log cycles, while nanosanitizers were able to reduce between 3.00 to 7.59 log cycles. This result confirms the superior efficiency of nanostructures in the control of biofilms formed in dairy products.

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  • RAICK SUEL PINHEIRO
  • COMBUSTÃO CATALÍTICA SELETIVA DE ACRILONITRILA SOBRE CATALISADORES (Co, Cu e Fe)-ZSM-5 e (Co, Cu e Fe)-BETA

  • Orientador : MARCELO DA SILVA BATISTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • WAGNER LUIS DA SILVA FARIA
  • Data: 29/11/2021

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  • A acrilonitrila (AN) é amplamente utilizada na produção de borrachas e resinas, mas também é considerado um poluente perigoso em gases de exaustão industrial. Acrilonitrila é cancerígena para humanos e tem um limite de emissão muito baixo. A combustão catalítica seletiva (SCC) apresenta vantagens na eliminação dos resíduos de AN, devido à menor temperatura de operação e à transformação da AN em produtos inofensivos como N2 e CO2. Para isso, uma série de catalisadores zeolíticos, (Co, Cu e Fe)-ZSM-5 e (Co, Cu e Fe)-Beta foram preparados pelo método de troca iônica e avaliados na Combustão Catalítica Seletiva da acrilonitrila (CCS-AN). Propriedades físico-químicas desses materiais foram caracterizadas por DRX, FRX, RTP-H2 e espectroscopia UV-Vis. Pelas análises de DRX verificou-se que a morfologia das zeólitas Beta e ZSM-5 foram preservadas. Também foi possível identificar a presença de CuO nos catalisadores de Cu-Beta e Cu-ZSM-5 e Fe2O3 nos catalisadores de Fe-Beta e Fe-ZSM-5. Para Co-Beta e Co-ZSM-5 não foi possível identificar espécies de óxido de cobalto, possivelmente estão intercambiados e compensando carga nas zeólitas. Com relação às análises de RTP–H2 foi possível identificar duas ou mais etapas de redução para os catalisadores de (Cu e Fe)-Beta e (Cu e Fe)-ZSM-5. Pela UV-Vis detectou-se bandas relativas a Cu2+, CuO e [Cu-O-Cu]2+ para Cu-Beta e Cu-ZSM-5, enquanto que para Fe-Beta e Fe-ZSM-5 identificou-se íons isolados de Fe3+, e Co-Beta e Co-ZSM-5 apresentou bandas relativas a Co2+. A combustão de acrilonitrila aumentou com o aumento da temperatura de reação e a ordem de atividade foi Cu-ZSM-5 > Cu-Beta > Fe-ZSM-5 > Fe-Beta > Co-Beta > Co-ZSM-5. A conversão de 90% de acrilonitrila foi alcançada entre 300-450 °C. Os catalisadores Cu-ZSM-5 e Cu-Beta foram os mais ativos e mostraram a maior formação de N2 e CO2. Esse melhor desempenho foi atribuído aos íons isolados de Cu2+, que foram os principais sítios ativos na CCS-AN. Portanto, foi possível concluir que Cu-ZSM-5 e Cu-Beta foram os catalisadores mais eficientes na CCS-AN.


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  • A wide range of substances is considered toxic, harm the environment and are harmful to human health. Among these substances, Acrylonitrile has these characteristics that makes it a very dangerous pollutant, so the removal of this organic compound is necessary. Two methods are commonly applied for treatment, and among them, Selective Catalytic Combustion appears as a promising technique because it is possible to be operationalized at reduced temperatures in relation to the conventional method, and generates harmless products such as N2 and CO2. For this, a series of zeolytic catalysts (Co, Cu and Fe)-ZSM-5 and (Co, Cu and Fe)-Beta were prepared by the ion exchange method and evaluated in selective catalytic combustion of acrylonitrile (SCC-AN). Physical and chemical properties of these materials were characterized by XRD, TPR-H2 and UV-Vis spectroscopy. XRD analyses showed that the morphology of Beta and ZSM-5 zeolites were preserved. It was also possible to identify the presence of CuO in Cu-Beta and cu-ZSM-5 and Fe2O3 catalysts in Fe-Beta and Fe-ZSM-5 catalysts. For Co-Beta and Co-ZSM-5 it was not possible to identify cobalt oxide species, possibly they are interchanged and offsetting load in zeolites. Regarding the analysis of TPR-H2 it was possible to identify two or more reduction steps for the catalysts of (Cu and Fe)-Beta and (Cu and Fe)-ZSM-5. Uv-Vis showed bands related to Cu2+, CuO and [Cu-O-Cu]2+ for Cu-Beta and Cu-ZSM-5, while for Fe-Beta and Fe-ZSM-5 isolated ions of Fe3+, and Co-Beta and Co-ZSM-5 presented bands related to Co2+. It was observed in the catalytic tests that the catalysts modified with Fe were the most active, where Fe3+ species were the main active sites of SCC-AN. Regarding selectivity at N2 and CO2, (Fe and Co)-ZSM-5 showed better results, however, this presented traces of NO and N2O. Therefore, it is possible to infer that Fe-ZSM-5 presented the best results for SSC-AN because it could combine good conversion, reduced temperature, high selectivity to N2 and CO2 and low formation of undesirable by-products. The other catalysts were somehow less selective to N2 and CO2, or generated some kind of secondary pollution.

2020
Dissertações
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  • BRUNA CARLA SANTOS SILVEIRA
  • TRATAMENTO DAS EMISSÕES DE ACETONITRILA SOBRE CATALISADORES (Cu, Co ou Fe)-ZSM-5 e (Cu, Co ou Fe)-BETA

  • Orientador : MARCELO DA SILVA BATISTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HENRIQUE DOS SANTOS OLIVEIRA
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • Data: 12/06/2020

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  • A Oxidação Catalítica Seletiva tem se destacado como um método energeticamente mais eficiente e seletivo que a combustão tradicional de poluentes. Esse método consiste no uso de catalisadores na reação de combustão, o que reduz as temperaturas requeridas e a formação de subprodutos. Esse trabalho teve como objetivo o estudo de catalisadores (Cu, Fe, Co)-ZSM-5 e (Cu, Fe, Co)-Beta na oxidação catalítica seletiva da acetonitrila visando diminuir a temperatura de combustão tradicional (> 850ºC) e aumentar a formação preferencial de N2. Os catalisadores foram preparados por três trocas iônicas consecutivas e caracterizados pelos métodos de DRX, FRX, RTP-H2, DTP e espectroscopia no UV-VIS. As análises de DRX evidenciaram, através da medida da intensidade dos picos, que a troca iônica não influenciou na cristalinidade da estrutura zeolítica. Os resultados mostraram a presença de CuO nos catalisadores Cu-(ZSM-5 e Beta) e de Fe2O3 nos catalisadores Fe-(ZSM-5 e Beta). A ausência de óxidos de cobalto nos catalisadores Co-(ZSM-5 e Beta) indicou que a maioria das espécies de cobalto está intercambiada na estrutura das zeólitas. Os perfis de RTP-H2 mostraram que os catalisadores (Cu, Fe)-ZSM-5 e (Cu, Fe)-Beta apresentaram reduções das espécies de cobre e cobalto em mais de uma etapa. As análises de espectroscopia no UV-VIS identificaram a presença dos íons Cu2+, (Cu-O-Cu)2+,Fe3+, Co2+ e Co3+ em posição de compensação de carga nas zeólitas preparadas com os esses metais, bem como nanopartículas de CuO e Fe2O3, nos catalisadores (Cu, Fe)-ZSM-5 e (Cu, Fe)-Beta. Os ensaios catalíticos mostraram que Cu-ZSM-5 e Cu-Beta foram mais ativos para a oxidação de acetonitrila, e dentre eles o Cu-Beta apresentou a formação apenas dos produtos de interesse, se destacando como o catalisador mais adequado para a oxidação catalítica seletiva da acetonitrila. De acordo com os resultados de DRX, RTP e UV-VIS para Cu-Beta a maioria das espécies de cobre está presente como nanopartículas de CuO dispersas, que atuam como centro ativo e foram as responsáveis por aumentar a sua conversão e formação preferencial de N2 e CO2.


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  • The Selective Catalytic Oxidation stands out as a more energy efficient and selective method than traditional combustion. This method consists in the use of catalysts in the combustion reaction, which reduces the required temperatures and the formation of byproducts. This work aimed to study (Cu, Fe, Co)-ZSM-5 and (Cu, Fe, Co)-Beta catalysts in the selective catalytic oxidation of acetonitrile to decrease traditional combustion temperature (> 850ºC) and to raise selectivity to N2. The catalysts were prepared by three consecutive ion exchanges and characterized by the methods of XRD, XRF, TPR-H2, TPD and UV-VIS spectroscopy. The XRD analysis showed, by measuring the intensity of the peaks, that the ion exchange did not influence the crystallinity of zeolitic structure. The results showed the presence of CuO in the Cu-ZSM-5 and Cu-Beta catalysts and Fe2O3 in the Fe-ZSM-5 and Fe-Beta catalysts. The absence of cobalt oxides in the Co-ZSM-5 and Co-Beta catalysts indicated that most cobalt species is interchanged in the zeolite structure. The TPR-H2 profiles showed that (Cu, Fe)-ZSM-5 and (Cu, Fe)-Beta catalysts showed reductions of copper and cobalt species in more than one step. The spectroscopy analysis in UV-VIS identified the presence of Cu2+, (Cu-O-Cu)2+,Fe3+, Co2+ and Co3+ ions in compensation position on zeolites prepared with these metals. As well as, identified nanoparticles of CuO and Fe2O3, in the catalysts (Cu, Fe)-ZSM-5 and (Cu, Fe)-Beta. The catalytic tests revealed that Cu-ZSM-5 and Cu-Beta were more active for acetonitrile oxidation. The Cu-Beta leaded to the formation of only interest’s products, standing out as the most suitable catalyst for the selective catalytic oxidation of acetonitrile. According to the DRX, TPR and UV-VIS spectroscopy results for Cu-Beta most copper species are present as dispersed CuO nanoparticles acting as the active center. They were responsible for increasing their conversion and preferential formation of N2 and CO2.

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  • CARLOS ALBERTO DOS SANTOS VAZ
  • DESENVOLVIMENTO DE UMA UNIDADE DE TRATAMENTO DE LIXIVIADO DE ATERRO SANITÁRIO POR MEIO DE COAGULAÇÃO FLOCULAÇÃO E OZONIZAÇÃO CATALÍTICA

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • MESSIAS BORGES SILVA
  • Data: 07/07/2020

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  • O lixiviado de aterro sanitário contém elevada concentração de matéria orgânica recalcitrante, como, substâncias húmicas (SH), nitrogênio amoniacal (N-NH3) e outras substâncias de elevado potencial poluidor a cursos receptores. Já foi comprovado que tratamentos baseados em processos biológicos e combinados com o tratamento de esgoto não são eficazes em adequá-lo aos padrões de descarte exigidos pela legislação ambiental. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo propor e avaliar um processo de tratamento combinado com coagulação-floculação e ozonização catalítica em um Rotating Packed Bed Reactor (RPB), no lixiviado de aterro sanitário da cidade de Conselheiro Lafaiete, Minas Gerais. Metodologia de superfície de resposta foi utilizada para modelar o problema e Normal Boundary Intersection (NBI) foi empregada para determinar as condições otimizadas do processo. O pH, velocidade de agitação e dosagem de cloreto férrico, como coagulante em Jar test, foram analisados com o objetivo de reduzir a demanda química de oxigênio (DQO) e o carbono orgânico total (COT). As condições das variáveis que forneceram o melhor tratamento com coagulação-floculação foram pH 4,7, 40 rpm e 0,8 g L-1 de FeCl3, reduzindo em média 34% e 46% de DQO e COT, respectivamente. Esse foi o ponto de partida para o tratamento com ozonização catalisada por MgO suportado em carvão ativado granulado (CAG) em RPB. As reações foram realizadas em um reator com volume útil de 0,25 L, alimentado por um gerador de ozônio e 1 g de massa de catalisador por vez, durante 3 h. O pH do lixiviado, velocidade de agitação do reator e vazão de ozônio foram avaliados para determinar as remoções de DQO, COT, carbono inorgânico (CI), N-NH3 e Abs254. Na ozonização catalítica foram obtidas remoções de 63% de DQO, 78% de COT, 68% de N-NH3 e 41% de Abs254.Com base nas condições otimizadas para os processos de tratamento obtidos neste trabalho e na taxa de geração e carga orgânica para o lixiviado do aterro sanitário estudado, foi realizado o dimensionamento para a extrapolação de escala de laboratório para escala real, como uma aplicação efetiva de solução para um problema comum em processos de tratamento convencionais deste efluente.


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  • Landfill leachate contains a high concentration of recalcitrant organic matter, such as humic substances (HS), ammoniacal nitrogen (N-NH3) and other substances with a high polluting potential in receiving streams. It has been proven that treatments based on biological processes and combined with sewage treatment are not effective in adapting it to the disposal standards required by environmental legislation. In this context, the present study aimed to propose and evaluate a treatment process combined with coagulation-flocculation and catalytic ozonation in a Rotating Packed Bed Reactor (RPB), in the landfill leachate in the city of Conselheiro Lafaiete, Minas Gerais. Response surface methodology was used to model the problem and Normal Boundary Intersection (NBI) was used to determine the optimized process conditions. The pH, agitation speed and dosage of ferric chloride, as a coagulant in Jar test, were analyzed in order to reduce the chemical oxygen demand (COD) and the total organic carbon (TOC). The conditions of the variables that provided the best treatment with coagulation-flocculation were pH 4,7, 40 rpm and 0,8 g L-1 of FeCl3, reducing on average 34% and 46% of COD and TOC, respectively. This was the starting point for the treatment with ozonation catalyzed by MgO supported on granulated activated carbon (GAC) in RPB. The reactions were carried out in a reactor with a useful volume of 0,25 L, powered by an ozone generator and 1 g of catalyst mass at a time, for 3 h. The leachate pH, reactor agitation speed and ozone flow were evaluated to determine COD, TOC, inorganic carbon (IC), N-NH3 and Abs254 removals. In catalytic ozonation, removals of 63% COD, 78% TOC, 68% N-NH3 and 41% Abs254 were obtained. Starting from the optimized conditions for the treatment processes obtained in this work and the rate of generation and organic load for the leachate of the studied landfill leachate, the dimensioning for the extrapolation from laboratory scale to real scale was performed, as an effective solution for a common problem in conventional treatment processes for this effluent.

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  • BRUNNA D ONOFRE COUTO
  • PRODUÇÃO DE QUEIJO TIPO MINAS FRESCAL COM REDUZIDO TEOR DE SÓDIO E SUPLEMENTADO COM QUERCETINA E VITAMINA B2 ENCAPSULADOS COM NONOESTRUTURAS DE β-LACTOGLOBULINA 

  • Orientador : IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIELA LEITE FABRINO
  • DELAINE MEIRELES GOUVÊA BOGGIONE
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • Data: 14/07/2020

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  • O consumo excessivo de sal pode levar a adversidades na saúde. Por isso, houve uma determinação da redução de sódio pelo Ministério da Saúde às indústrias. Assim, a indústria de laticínios busca alternativas promissoras para redução e/ou substituição do sódio, sem alterar a qualidade do produto final. Portanto, o objetivo deste trabalho foi produzir o queijo tipo minas frescal suplementado com nanoestruturas de β-lactoglobulina (β-lg) com e sem bioativos - quercetina e vitamina B2 - visando à redução do teor de sódio e o melhoramento funcional do alimento. Os queijos foram produzidos via planejamento experimental de delineamento composto central rotacional (DCCR) 23, sendo as variáveis independentes as concentrações de NaCl, KCl e nanoestrutura de β-lg, com três repetições no ponto central. Posteriormente, foi realizado o melhoramento funcional do alimento via encapsulamento dos bioativos quercetina e vitamina B2. As nanoestruturas sintetizadas apresentaram tamanho médio de 109,95 ± 0,68 nm e índice de polidispersividade (PDI) de 0,4078 ± 0,0539. Armazenadas a 4°C por 60 dias, mantiveram os valores de tamanho e de potencial zeta (-18,1 ± 1,1 mV), caracterizando um sistema coloidal semi-estável. As nanoestruturas apresentaram propriedades espumante e emulsificante melhoradas quando comparadas à proteína em sua forma nativa. Foi possível realizar o encapsulamento dos bioativos quercetina e vitamina B2 à nanoestrutura de β-lg, apresentando 96,50% e 36,39% de eficiência, respectivamente. No queijo minas frescal produzido, as variáveis pH, sólidos solúveis totais, acidez titulável, firmeza, coesividade, elasticidade, dureza e mastigabilidade não foram significativas estatisticamente para o modelo, porém, quando comparados aos queijos isentos de nanoestrutura, apresentaram 60,12% de redução dos valores de ácido lático e 47,64% e 49,03% de incremento nos valores de firmeza superior e lateral, respectivamente. A condutividade e adesividade foram significativas estatisticamente, sendo o KCl e NaCl o fator de maior influência, respectivamente. Os queijos produzidos com nanoestrutura e bioativo não apresentaram alterações nas propriedades físico-químicas e de textura. É uma alternativa promissora à redução do NaCl, visto que a substituição de 50% de NaCl por KCl deste trabalho concomitantemente com a adição da nanoestrutura manteve as propriedades físico-químicas e reológica do produto.


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  • Excessive consumption of salt can lead to health adversities. Therefore, there was a determination of sodium reduction by the Ministry of Health to the industries. Thus, the dairy industry seeks promising alternatives for reducing and / or replacing sodium, without changing the quality of the final product. Therefore, the objective of this work was to produce Minas fresh cheese supplemented with β-lactoglobulin (β-lg) nanostructures with and without bioactives - quercetin and vitamin B2 - reducing the sodium content and improving  food functionally. The cheeses were recovered via central rotational composite design (DCCR) 23, with the independent variables being concentrations of NaCl, KCl and β-lg nanostructure, with three repetitions at the central point. Subsequently, the functional improvement of the food was carried out the encapsulation of the bioactive quercetin and vitamin B2. As synthesized nanostructures, average size of 109.95 ± 0.68 nm and polydispersity index (PDI) of 0.4078 ± 0.0539. Stored at 4 ° C for 60 days, they maintained the values of size and zeta potential (-18.1 ± 1.1 mV), featuring a semi-stable colloidal system. The nanostructures sparkling and emulsifying properties improved, when compared to protein in its native form. It was possible to encapsulate the bioactive quercetin and vitamin B2 to the β-lg nanostructure, such as 96.50% and 36.39% efficiency, respectively. In the Minas fresh cheese produced, the variables pH, total soluble solids, titratable acidity, firmness, cohesiveness, elasticity, hardness and chewability were not statistically relevant for the model, however, when compared to nanostructure-free cheeses, odd 60.12 % reduction in lactic acid values and 47.64% and 49.03% increase in upper and lateral firmness values, respectively. Conductivity and adhesiveness were statistically significant, with KCl and NaCl being the most influential factor, respectively. The cheeses available with nanostructure and bioactive are not transferred in physical-chemical and texture properties. It is a promising alternative to the reduction of NaCl, since the replacement of 50% of NaCl by KCl of this work concomitantly with the addition of the nanostructure maintained the physical-chemical and rheological properties of the product.

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  • DIEGO BERTOLDO FRANCISCO
  • ANÁLISE EXPERIMENTAL E COMPUTACIONAL DA CAMADA DE INTERDIFUSÃO NA INTERFACE AÇO C-Mn/INCONEL 625

  • Orientador : EDUARDO PRADO BASTON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VICENTE BRAZ DA TRINDADE FILHO
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • Data: 15/07/2020

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  • Na indústria de óleo e gás, tubulações de aço C-Mn são utilizadas com muita frequência, em várias etapas do processo de extração e condução do petróleo, sendo aplicados como revestimento de poços. Estas aplicações chegam a grandes profundidades onde as operações são mais complexas devido a esforços internos e externos além da corrosão que é potencializada pelas altas concentrações de sulfeto de hidrogênio ( ) e o dióxido de carbono ( ) presentes no petróleo. Para atender essa demanda, se faz necessário à busca por novos materiais e processos de produção que apresentem características de resistências aos esforços mecânicos e à corrosão, a fim de garantir a segurança dessas operações, prevenindo de impactos ambientais. Neste contexto esse estudo foi realizado utilizando amostras de tubos de aço C-Mn com revestimento de uma superliga de níquel denominada Inconel 625, preparadas por aspersão térmica combinando o processo tratamento térmico no conjunto metal base e revestimento, variando-se o tempo de aquecimento (10, 30, 60 e 120 min) e temperatura do forno (950 e 1050 °C). Após o experimento, foram realizadas análises microestruturais, análises do perfil de composição química e curvas de fração mássica. De acordo com os resultados obtidos desenvolveu-se um modelo matemático a partir da Segunda Lei de Fick, aplicado a um software de simulação, para validação dos resultados obtidos no laboratório com o objetivo de estimar os coeficientes de difusão para cada um dos elementos (Fe, Ni e Cr) contidos nas amostras, na área de interface entre o substrato e revestimento. Os resultados demonstram que o aumento da temperatura durante o processo de tratamento térmico aumentou a região de interdifusão entre o substrato e o revestimento e que as diferenças encontradas para os coeficientes de difusão do Fe, Ni e Cr, presentes nas amostras, com outros estudos encontrados na literatura estão relacionadas aos seguintes fatores: presença de diferentes elementos e concentrações no material, interferindo na movimentação dos compostos estudados e, também, à difusão em contornos de grãos que, devido aos arranjos desordenados das estruturas interferem diretamente na resistência ao transporte, consequentemente, nos resultados dos coeficientes de difusão. 


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  • In the oil and gas industry, C-Mn steel pipes are used very often, in many stages of the process of extraction and conduction of oil, being applied as casing for wells. Those applications reach great depths where the operations are more complex due to internal and external efforts in addition to corrosion that is enhanced by high concentrations of hydrogen sulphide ( ) and carbon dioxide ( ) that are present in oil. With the purpose of understanding this demand, it was necessary to search for new materials and processes of production that have aspects of resistance to mechanical efforts and corrosion, in order to guarantee the security in the operations, preventing environmental impacts. In this context this study was conducted using samples of C-Mn steel pipes coated with a nickel-based super alloy denominated Inconel 625. The materials were prepared by thermal spraying, combining the thermal treatment process, varying the time taken to heat (10, 30, 60 and 120 minutes) and temperature (950 and 1050 °C). After the experiment, microstructural analyses were performed, the pattern of chemical composition and mass fraction curves were analyzed. According to the results, a mathematical model was developed from Flick’s Second Law, which was applied to a software of simulation, for the validation of the results obtained in the laboratory to estimate the diffusion coefficients of each element (Fe, Ni and Cr) present in the samples, in the interface area between substrate and coating. The results show that the increase of temperature during the process of thermal treatment increased the interdiffusion region between substrate and coating and the differences found in the diffusion coefficients of Fe, Ni e Cr, present in the samples, in correlation with studies of the literature related to the subject, are connected to two factors: the presence of different elements and concentrations in the material, interfering in the movement of the studied compounds and also the diffusion on grain boundary that, because of structural disorderly arrangements interfere directly in the resistance to transportation, consequently, in the results of diffusion coefficients.

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  • DIEGO BERTOLDO FRANCISCO
  • ANÁLISE EXPERIMENTAL E COMPUTACIONAL DA CAMADA DE INTERDIFUSÃO NA INTERFACE AÇO C-Mn/INCONEL 625

  • Orientador : EDUARDO PRADO BASTON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • VICENTE BRAZ DA TRINDADE FILHO
  • Data: 15/07/2020

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  • Na indústria de óleo e gás, tubulações de aço C-Mn são utilizadas com muita frequência, em várias etapas do processo de extração e condução do petróleo, sendo aplicados como revestimento de poços. Estas aplicações chegam a grandes profundidades onde as operações são mais complexas devido a esforços internos e externos além da corrosão que é potencializada pelas altas concentrações de sulfeto de hidrogênio ( ) e o dióxido de carbono ( ) presentes no petróleo. Para atender essa demanda, se faz necessário à busca por novos materiais e processos de produção que apresentem características de resistências aos esforços mecânicos e à corrosão, a fim de garantir a segurança dessas operações, prevenindo de impactos ambientais. Neste contexto esse estudo foi realizado utilizando amostras de tubos de aço C-Mn com revestimento de uma superliga de níquel denominada Inconel 625, preparadas por aspersão térmica combinando o processo tratamento térmico no conjunto metal base e revestimento, variando-se o tempo de aquecimento (10, 30, 60 e 120 min) e temperatura do forno (950 e 1050 °C). Após o experimento, foram realizadas análises microestruturais, análises do perfil de composição química e curvas de fração mássica. De acordo com os resultados obtidos desenvolveu-se um modelo matemático a partir da Segunda Lei de Fick, aplicado a um software de simulação, para validação dos resultados obtidos no laboratório com o objetivo de estimar os coeficientes de difusão para cada um dos elementos (Fe, Ni e Cr) contidos nas amostras, na área de interface entre o substrato e revestimento. Os resultados demonstram que o aumento da temperatura durante o processo de tratamento térmico aumentou a região de interdifusão entre o substrato e o revestimento e que as diferenças encontradas para os coeficientes de difusão do Fe, Ni e Cr, presentes nas amostras, com outros estudos encontrados na literatura estão relacionadas aos seguintes fatores: presença de diferentes elementos e concentrações no material, interferindo na movimentação dos compostos estudados e, também, à difusão em contornos de grãos que, devido aos arranjos desordenados das estruturas interferem diretamente na resistência ao transporte, consequentemente, nos resultados dos coeficientes de difusão. 


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  • In the oil and gas industry, C-Mn steel pipes are used very often, in many stages of the process of extraction and conduction of oil, being applied as casing for wells. Those applications reach great depths where the operations are more complex due to internal and external efforts in addition to corrosion that is enhanced by high concentrations of hydrogen sulphide ( ) and carbon dioxide ( ) that are present in oil. With the purpose of understanding this demand, it was necessary to search for new materials and processes of production that have aspects of resistance to mechanical efforts and corrosion, in order to guarantee the security in the operations, preventing environmental impacts. In this context this study was conducted using samples of C-Mn steel pipes coated with a nickel-based super alloy denominated Inconel 625. The materials were prepared by thermal spraying, combining the thermal treatment process, varying the time taken to heat (10, 30, 60 and 120 minutes) and temperature (950 and 1050 °C). After the experiment, microstructural analyses were performed, the pattern of chemical composition and mass fraction curves were analyzed. According to the results, a mathematical model was developed from Flick’s Second Law, which was applied to a software of simulation, for the validation of the results obtained in the laboratory to estimate the diffusion coefficients of each element (Fe, Ni and Cr) present in the samples, in the interface area between substrate and coating. The results show that the increase of temperature during the process of thermal treatment increased the interdiffusion region between substrate and coating and the differences found in the diffusion coefficients of Fe, Ni e Cr, present in the samples, in correlation with studies of the literature related to the subject, are connected to two factors: the presence of different elements and concentrations in the material, interfering in the movement of the studied compounds and also the diffusion on grain boundary that, because of structural disorderly arrangements interfere directly in the resistance to transportation, consequently, in the results of diffusion coefficients.

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  • SARAH ARAÚJO VALVERDE
  • REMOÇÃO DE BORO DE AMOSTRA SINTÉTICA POR ADSORÇÃO EM CARVÃO DE OSSOS BOVINOS UTILIZANDO INTERSECÇÃO NORMAL DE FRONTEIRA COMO MÉTODO DE OTIMIZAÇÃO MULTIVARIADA

  • Orientador : PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • KÁTIA CECÍLIA DE SOUZA FIGUEIREDO
  • Data: 02/10/2020

  • Mostrar Resumo
  • O boro, além de ser um micronutriente essencial para plantas, seres humanos e animais, é um componente importante usado em várias indústrias. Juntamente com a ampla disseminação da aplicação de boro, cada vez mais resíduos de boro poluem as fontes de água e levam a uma série de problemas ambientais e de saúde. As contaminações de boro são agravadas pelo fato desse contaminante não ser removido por tratamentos convencionais de água e sua separação ainda é considerada um desafio. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a remoção de boro em um efluente sintético pelo processo de adsorção em carvão de ossos bovinos. O planejamento de experimentos foi realizado utilizando o método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) com otimização dos resultados através dos métodos do Gradiente Reduzido Generalizado (GRG) e da Intersecção Normal de Fronteira (NBI). Os resultados do modelo otimizado mostraram que nas condições de pH inicial do efluente de 7,72, razão sólido-líquido de 59,95 gcarvão.kg-1efluente e concentração inicial de boro de 18,63 mg.L-1, foi possível atingir 43% de remoção de boro com variância de 2%². O pré-tratamento com vapor no carvão de osso também foi avaliado e não causou alterações estruturais significativas no adsorvente nem influenciou na adsorção do boro. O estudo de equilíbrio mostrou que os dados experimentais melhor se ajustaram aos modelos de Freundlich e Henry quando comparados à isoterma de Langmuir, Temkin e Langmuir-Freundlich, sugerindo um processo reversível. O modelo de cinética de adsorção de pseudo-segunda ordem melhor ajustou os dados experimentais e os parâmetros termodinâmicos revelaram um processo endotérmico (ΔH= +15,17 kJ.mol-1), espontâneo e controlado por entropia (ΔS= +0,07 kJ.mol-1.K-1) .


  • Mostrar Abstract
  • Boron is an essential micronutrient for plants, humans and animals, which is also an important component used in various industries. Along with the widespread of boron application, more and more boron waste pollutes the drinking water sources, and leads to a series of environment and health problems. Boron contaminations are aggravated by the fact that it cannot be removed by conventional water treatments and its separation still remains an issue. In this context, the goal of this paper was to explore boron removal in a synthetic effluent through the adsorption process in bovine bone char. Design of experiments was carried out using the Central Composite Design (CCD). Optimization was carried out by Generalized Reduced Gradient (GRG) and Normal Border Intersection (NBI) methods. At initial effluent pH of 7.72, solid-liquid ratio of 59.95 gbone char.kg-1effluent and an initial boron concentration of 18.63 mg.L-1, it was possible to reach 43% of boron removal, with a variance of 2%². Steam pre-treatment for bone char was also evaluated and neither caused significant structural changes in the adsorbent nor influenced the adsorption of boron. The equilibrium study showed that Freundlich and Henry models described better the system, compared to Langmuir, Temkin and Langmuir-Freundlich isotherms, suggesting a reversible process. Pseudo-second order adsorption kinetics model best fitted experimental data and the thermodynamic parameters revealed an endothermic (ΔH = +15.17 kJ.mol-1), spontaneous and controlled by entropy (ΔS = +0.07 kJ.mol-1.K-1) process.

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  • KAREN SARTORI JEUNON GONTIJO
  • BIODEGRADAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL POR FUNGOS FILAMENTOSOS E MODELAGEM DO PROCESSO

  • Orientador : EDSON ROMANO NUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • ENIO NAZARE DE OLIVEIRA JUNIOR
  • ANA PAULA FONSECA MAIA DE URZEDO
  • KARINA ARRUDA ALMEIDA
  • Data: 03/11/2020

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  • A evolução tecnológica proporcionou vários benefícios, como facilidade na comunicação, transporte, entre outros. Entretanto, junto com a evolução veio a degradação ambiental pelo descarte indevido do óleo de cozinha. Este trabalho teve como objetivo utilizar fungos filamentosos para a biodegradação do óleo de cozinha e em conjunto realizar a modelagem do processo utilizando um sistema inteligente. Para a realização dos experimentos, foi usado um meio sintético e quatro fungos filamentosos. Sendo que três apresentaram produção enzimática (P. crysogenum, P. aculeatus e A. niger). Após o teste de produção enzimática, os fungos que produziram a enzima de interesse no óleo foram o A. niger e P. aculeatus (onde o valor foi de 0,6 g/L e aproximadamente 0,4g/L respectivamente). Por esses fungos terem apresentado melhores resultados, passaram pela etapa da curva de crescimento e observou que o fungo P. aculeatus apresentou o melhor resultado de crescimento (aproximadamente 0,38g/L). Na etapa de modelagem do processo, usou um sistema inteligente que é a lógica fuzzy visando obter como resultado o crescimento do fungo e biodegradação, e assim realizar uma comparação com os dados experimentais. Através os resultados, pode-se observar que os dados apresentados em laboratório foram condizentes com os resultados apresentados pela lógica fuzzy.


  • Mostrar Abstract
  • Technological developments have provided several benefits, such as ease of communication, transportation, among others. However, along evolution came environmental degradation due to improper disposal of cooking oil. The objective of this work was to use filamentous fungi for the biodegradation of cooking oil and jointly carry out the process modeling using an intelligent system. To carry out the experiments, a synthetic medium and four filamentous fungi were used, which three showed enzymatic production (P. crysogenum, P. aculeatus and A. niger). After enzymatic production test, the fungi that produced the enzyme of interest in the oil were A. niger and P. aculeatus (where the value was 0.6 g.L-1 and approximately 0.4 g.L-1 respectively). With those better results, they passed through the growth curve stage and P. aculeatus showed the best growth result (approximately 0.38 g.L-1). In the process modeling stage, it is used fuzzy logic aiming to obtain as a result the growth of the fungus and biodegradation, and thus to make a comparison with the experimental data. Through the results, it can be observed that the data presented in the laboratory were consistent with the results presented by the fuzzy logic.

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  • ANA PAULA SILVA ARTUIR
  • AVALIAÇÃO DA CORROSÃO POR ENSAIOS DE IMERSÃO E SIMULAÇÃO EM JUNTAS SOLDADAS DE AÇO INOXIDÁVEL LEAN DUPLEX UNS S32304

  • Orientador : DALILA MOREIRA DA SILVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DALILA MOREIRA DA SILVEIRA
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • VANESSA DE FREITAS CUNHA LINS
  • Data: 24/11/2020

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  • Os aços inoxidáveis duplex são constituídos por uma mistura volumétrica aproximadamente igual de austenita e ferrita epor apresentam elevada resistência a corrosão sua aplicabilidade tem aumentado no cotidiano das indústrias. O aço inoxidável Lean Duplex UNS S32304, material de estudo nesta pesquisa, quando comparado a outros tipos de aços inoxidáveis duplex, tem um custo de obtenção relativamente inferior, por causa da substituição parcial do níquel por nitrogênio como elemento de ligas. Este trabalho teve como objetivo analisar a resistência a corrosão do aço inoxidável Lean Duplex UNS S32304 no tempo de 4 e 8 meses imersos em uma solução de NaCl 3,5% m/v fazendo uso das técnicas eletroquímica e polarização anódica potenciodinâmica e impedância eletroquímica nos processos de soldagem GMAW, FCAW, SMAW e no metal base.Os resultados demonstram que o potencial de corrosão, das juntas soldadas pelo processo GMAW, apresentou valores mais elevados, indicando a menor tendência à corrosão destas amostras, quando comparados aos demais processos de soldagem, isso ocorreu provavelmente devido ao menor nível de inclusões não metálicas do processo GMAW.Quanto ao teste de taxa de corrosão percebeu-se que todas as amostras tiveram um grau de corrosividade no mínimo moderada, exceto o metal base que teve um grau de corrosividade baixo. As amostras que tiveram a taxa de corrosão mais elevada foram as da solda FCAW demonstrando que o meio estudado foi mais corrosivo para amostras soldadas por esse processo. Nos resultados simulados quando comparados aos obtidos experimentalmente e com a literatura foram coerentes, entretanto na parte simulada não é possível identificar qual o tipo de solda e por isso esta informação só é obtida experimentalmente, mas a simulação foi muito importante, pois apresenta informações gerais do processo corrosivo e sua aplicação em condições específicas traz resultados similares aos encontrados experimentalmente em um tempo de retorno muito menor. Esse processo de simulação ainda permite uma noção geral do comportamento de corrosão em uma mesma condição experimental com dois materiais diferentes.


  • Mostrar Abstract
  • Duplex stainless steels are constituted by an approximately equal volumetric mixture of austenite and ferrite and because of their high resistance to corrosion, their applicability has increased in the daily life of industries. The lean duplex stainless steel UNS S32304, study material in this research, when compared to other types of duplex stainless steels, has a relatively lower cost of obtaining, due to the partial substitution of nickel for nitrogen as an alloy element. This work hat to objective analyze the corrosion resistance of lean duplex stainless steel UNS S32304 in time 4 and 8 months immersed in a 3.5%m/v NaCl solution using electrochemical techniques and anodic potentiodynamic polarization and electrochemical impedance in welding processes GMAW, FCAW, SMAW and the base metal. The results demonstrate that the corrosion potential of the joints welded by the GMAW process showed higher values, indicating the smallest tendency of corrosion of these samples, when compared to the other welding processes, this probably occurred due to the lower level of non-metallic inclusions of the GMAW process. As for the corrosion rate test, it was noticed that all samples had a degree of corrosivity at least moderate, except the base metal, which had a low degree of corrosivity. The samples that had the elevated corrosion rate were those of the FCAW weld, demonstrating the environment this studied was more corrosive for samples welded by this process. In the simulated results when compared to those obtained experimentally and with the literature they were consistent, however in the simulated part it is not possible to identify which type of weld and therefore this information is only obtained experimentally, but the simulation was very important, as it presents general information of the corrosive process and its application under specific conditions brings results similar to those found experimentally in a much shorter return time. This simulation process still allows a general notion of the corrosion behavior in the same experimental condition with two different materials.

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  • MICHELLE LAYRA CUNHA REZENDE
  • ADAPTAÇÃO DA METODOLOGIA 5220-D DO STANDARD METHODS PARA A DETERMINAÇÃO DA DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO (DQO), SEM DIGESTÃO POR AQUECIMENTO ARTIFICIAL DA AMOSTRA

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANE MEDINA FINZI QUINTAO
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • LARISSA CARVALHO SOARES AMARAL
  • Data: 27/11/2020

  • Mostrar Resumo
  • A demanda química de oxigênio (DQO) é um parâmetro global utilizado como indicador de conteúdo orgânico em águas residuárias e superficiais bem como para o monitoramento de estações de tratamento de efluentes líquidos. Dessa forma, o novo método proposto para análise de DQO em amostras visa contribuir e facilitar o processo de determinação de matéria orgânica em estações de tratamento de efluentes a fim de poupar gastos e tempo.
    Atualmente, o método para determinar a Demanda Química de Oxigênio (DQO) mais empregado para refluxo fechado é a Metodologia 5220D do Standard Methods, no qual tubos com amostras contendo biftalato de potássio, sulfato de mercúrio, dicromato de potássio e água destilada são levados a um digestor e posteriormente deixados para resfriar antes de suas respectivas absorbâncias serem medidas e sua DQO calculada. Esse processo apresenta alguns inconvenientes no que diz respeito à digestão, pois as amostras devem ser digeridas por um período de aproximadamente 2 horas antes de ler suas absorbâncias.
    Com o intuito de otimizar o tempo de análise desse método, o presente modelo de utilidade foi desenvolvido, por meio do qual as absorbâncias das amostras são obtidas através de uma equação que correlaciona as absorbâncias das mesmas logo após sua oxidação, sem passar pelo processo de digestão.
    Além disso, é proposto também, a validação da metodologia através de testes de exatidão, precisão, robustez, linearidade, seletividade e sensibilidade independente do material orgânico a ser analisado. A principal vantagem desse modelo é a economia de tempo, de gasto com a compra do equipamento e também a redução de energia elétrica, devido à não utilização do bloco digestor.


  • Mostrar Abstract
  • Chemical oxygen demand (COD) is a global parameter used as an indicator of organic content in wastewater and surface water as well as for the monitoring of wastewater treatment plants. Thus, the new method proposed for analyzing COD in samples aims to contribute and facilitate the process of determining organic matter in wastewater treatment plants in order to save costs and time.
    Currently, the method used to determine the Chemical Oxygen Demand (COD) most used for closed reflux is the Standard Methods 5220D Methodology, in which tubes with samples containing potassium biftalate, mercury sulfate, potassium dichromate and distilled water are carried out. a digester and then left to cool before their respective absorbances are measured and their COD calculated. This process has some disadvantages regarding digestion, as samples must be digested for a period of approximately 2 hours before reading their absorbances.
    In order to optimize the analysis time of this method, the present utility model was developed, whereby the absorbances of the samples are obtained through an equation that correlates the absorbances of the samples right after their oxidation, without going through the process of digestion.
    In addition, it is also proposed to validate the methodology through tests of accuracy, precision, robustness, linearity, selectivity and sensitivity independent of the organic material to be analyzed. The main advantage of this model is the saving of time, expenses with the purchase of the equipment and also the reduction of electrical energy, due to the non-use of the digestor block.

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  • GABRIELLE PÂMELA SILVA PINTO
  • REMOÇÃO DE FLUORETO DE EFLUENTE DA PRODUÇÃO DE COQUE POR ADSORÇÃO UTILIZANDO CARVÃO DE OSSOS BOVINOS

  • Orientador : PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • ELBERT MULLER NIGRI
  • Data: 11/12/2020

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  • O flúor tem se tornado um desafio para alguns setores industriais, como o siderúrgico, devido à sua alta carga em alguns processos, o que exige tratamento específico para remoção. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar a capacidade de adsorção do carvão de osso bovino para a remoção de flúor de efluentes reais gerados na produção de coque. O Delineamento Composto Central (DCC), bem como o Planejamento de Mistura, foram realizados para definir as melhores condições de pH e razão sólido / líquido para melhorar a remoção percentual de fluoreto e a capacidade de adsorção do carvão de osso. O método de Desarability foi utilizado para otimização dos resultados. O carvão de osso bovino, com tamanho de partícula de 12 a 32 mesh (0,5 a 1,4 mm) e estrutura mesoporosa, apresentou grande potencial para remoção de fluoreto de águas residuárias de produção de coque, principalmente após pré-tratamento com ácido clorídrico. Um aumento de 75% em sua área superficial (145,91 m².g-1), em comparação com o carvão de osso não tratado (83,33 m².g-1), permitiu maior acesso do flúor aos sítios ativos para troca de fosfato da hidroxiapatita (HAP). A adsorção com 20,0 g carvão de osso bovino pré-tratado. Kg-1 efluente, capacidade adsortiva de 3,24 mg.g-1, representou um aumento de 42%, em relação ao carvão de osso não tratado. O equilíbrio foi bem representado pelo modelo de Freundlich, sugerindo a formação de múltiplas camadas heterogêneas na superfície do carvão de osso. A cinética de adsorção foi favorecida (pois foi possível remover até 75% do flúor na primeira hora de contato adsorvente-adsorvato) e modelada em pseudo-segunda ordem. A estimativa dos parâmetros termodinâmicos indica um processo endotérmico (ΔH = + 28,357 KJ.mol-1), espontâneo (ΔG = -15,291 KJ.mol-1; ΔG = - 17,052 KJ.mol-1; ΔG = -18,212 KJ.mol-1) e de entropia favorecida (ΔS = + 0,146 kJ.mol- 1.K-1).


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  • Fluoride has become a challenge for some industrial sectors such as steel, due to its high load over some processes, which requires specific treatment for removal. In this context, this study aimed at investigating the adsorption capacity of bovine bone char to remove fluoride from real coke production wastewater. Central Composite Design (CCD) as well as a Mixture Design were performed to set the best conditions of pH and solid / liquid ratio to improve fluoride percentage removal and bone char adsorptive capacity. Desirability method was used for optimization of the results. Bovine bone char, particle size 12 to 32 mesh (0.5 to 1.4 mm), mesoporous structure, showed great potential for fluoride removal from steel wastewater, especially under previous acid pre-treatment. A 75% increase in its surface area (145.91 m².g- 1), compared to non-treated bone char (83.33 m².g-1), allowed greater access of fluoride onto the active sites for hydroxyapatite (HAP) phosphate exchange. At 20.0 g pre- treated bovine bone char.Kg- 1 effluent, adsorptive capacity achieved 3.24 mg.g-1, representing an increase of 42%, compared to non-treated bone char. Equilibrium was well represented by Freundlich model, revealing the formation of multiple heterogeneous layers on bone char surface. Adsorption kinectis was favored (as it was possible to remove up to 75% of fluoride in the first hour of adsorbent-adsorbate contact) and pseudo-second order modeled. Thermodynamics parameters estimation indicates an endothermic (ΔH = + 28.357 KJ. mol-1), spontaneous (ΔG = -15,291 KJ.mol-1; ΔG = - 17,052 KJ.mol-1; ΔG = -18,212 KJ.mol-1) and entropy favored (ΔS = + 0.146 kJ. mol- 1.K-1) process.

2019
Dissertações
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  • DIÊGO HENRIQUÊS AGUIAR DE MELO
  • OTIMIZAÇÃO DO TRATAMENTO DE LIXIVIADO DE ATERRO SANITÁRIO VIA OZONIZAÇÃO EM REATOR DE LEITO GIRATÓRIO EM ESCALA DE BANCADA

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BOUTROS SARROUH
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • Data: 29/05/2019

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  • Os aterros sanitários são considerados pela maioria dos países como a melhor forma de dispor os rejeitos sólidos. Porém, apenas a disposição desses rejeitos, não impede a geração de grandes volumes de lixiviado, que devido a sua elevada carga poluente, é motivo de muita preocupação às populações do mundo todo. Devido a alta carga orgânica presente, aos compostos tóxicos e não assimiláveis por microrganismos presentes no lixiviado, seu tratamento biológico pode ficar prejudicado, tornando necessária a adoção de um pré-tratamento de baixo custo e acessível, afim de reduzir a concentração destes compostos tóxicos e recalcitrantes, assim melhorando a eficiência do tratamento biológico. Neste sentido, o presente trabalho estuda o comportamento da ozonização do lixiviado de aterro sanitário em reator RPB (Rotating Packed Bed) catalisado com vermiculita impregnada com ferro. As variáveis rotação do leito, pH inicial e vazão de ar comprimido foram analisados via planejamento experimental, e o processo otimizado via técnica otimização multiobjetivo. No ponto ótimo, a remoção de DQO e cor alcançaram valores de 16,05 e 40,54%, respectivamente, nas condições de rotação do leito a 915 rpm, pH de 5,8 e vazão de ar comprimido de 3,9 L.min-1, utilizando-se de 0,25 g.L-1 de vermiculita impregnada por volume de lixiviado a ser tratado. O modelo matemático gerado foi considerado válido (Radj=98%), representando com baixa variância os valores experimentais. Observou-se que biodegradabilidade do efluente tratado por uma hora nessas condições (DBO5/DQO) aumentou de 0,13 para 0,49 comprovando que o processo é capaz de melhorar a biodegradabilidade do lixiviado de aterro sanitário utilizando o mínimo de recursos possível, além de ter como suporte catalítico um material de baixo custo e fácil acesso. Analisando-se o comportamento das variáveis foi possível constatar que o reator RPB melhorou a difusão do gás no efluente. O pH, juntamente com o catalisador, se mostrou um dos principais responsáveis na produção de radicais hidroxila em meio ácido colaborando para a remoção de carga orgânica. Comparando com alguns trabalhos na literatura, o tratamento proposto por este trabalho se mostrou capaz de tratar o lixiviado de aterro sanitário melhorando sua biodegradabilidade utilizando menos regentes e materiais de baixo custo. Os resultados são considerados promissores, contribuindo para o tratamento do lixiviado de aterro sanitário em processos biológicos combinados futuramente.


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  • In most countries the landfill leachate is used to deal with the solid waste that does not have another use. Despite numerous advantages, the leachate generation is a present concern both for its volume generated and for its chemical composition. Due to the high organic matter content and toxic compounds that microorganisms cannot metabolize, biological treatment may be impaired. It is necessary to elaborate an inexpensive and accessible pre-treatment in order to reduce the concentration of these harmful compounds, thus improving the efficiency of any subsequent biological treatments. The present work aimed to study the landfill leachate ozonization in a RPB (Rotating Packed Bed) reactor, its main variables and their interactions (bed rotation speed, pH and compressed air flowrate), as well as to find and optimum point and the biodegradability improvements. Vermiculite impregnated with iron was studied as a possible catalyst to the ozonation process in low pH aiming enhance the COD and color removals, responses studied in this work. Using experimental designing tools it was possible to analyses the variables, generate a mathematical model considered statistically valid (Radj=98%), and assure that the catalyst is significant to the process improving the responses. The optimal point, given by the method NBI (Normal Boundary Intersection), was fount using a speed rotation of 915 rpm, pH of 5.8 and an air flowrate of 3.9 L.min-1 , using 0.25 g.L-1 of vermiculite per volume of lendfill leachate in the reactor. The COD and color removals were 16.05% and 40.54% at the optimal point. The BOD5/COD raised from 0.13 to 0.49, proving that the proposed process increased the biodegradability of the landfill leachate. The variable analyses showed that the RPB reactor improved the gas diffusivity according to the rotation speed and the pH, along with the catalyst, are responsible to improve the COD removal by adding more hydroxyl radicals to the process in acid medium. Comparing with many researches, the proposed process was able to treat the landfill leachate improving its biodegradability using less resources and an affordable catalyst. Subsequent biological treatments may be applied to remove the remaining nutrients and excessive organic matter, but now with a higher effectiveness compared with the biological treatment performed in a non-treated leachate.

2
  • DAIANA DE MORAIS
  • Tratamento de lixiviado de aterro sanitário com extrato de flor de Musa sp. e otimização por meio do algoritmo de interseção normal de fronteira

  • Orientador : FABIANO LUIZ NAVES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIANO LUIZ NAVES
  • JUAN CANELLAS BOSCH NETO
  • MATEUS DE SOUZA AMARAL
  • PATRICIA DA LUZ MESQUITA
  • Data: 29/05/2019

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  • Devido à grande problemática nos países emergentes de disposição de resíduos sólidos e os coprodutos gerados a partir da decomposição ocorrida durante o tempo de “maturação” do lixiviado nos aterros sanitários, torna-se necessária a busca de tecnologias que atenuem os impactos ambientais causados, quando descartados ou dispostos de forma inadequada. Diante disso a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência do processo de tratamento do lixiviado, utilizando a técnica de coagulação, floculação e sedimentação, fazendo uso de um biocoagulante extraído a partir da flor de Musa sp. Os experimentos foram realizados em equipamento padrão de Jar Test, adotando os fatores rotação, dosagem de coagulante e potencial hidrogeniônico - pH modelados por uma superfície de resposta Delineamento Composto Central Rotacional – DCCR. O processo de coagulação foi realizado em duas etapas sendo a primeira com rotação estabelecida de acordo com o DCCR e a segunda foi mantida fixa em 40 rpm. O processo apresentou-se promissor na redução percentual de carga orgânica de 50,15% e 92,20% medidos em termos de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e turbidez respectivamente, na superfície de resposta. Observou-se também que dos fatores analisados, o pH e a rotação obtiveram maior influência no resultado final. Foram avaliados individualmente, bem como em suas interações. Não houve falta de ajuste no modelo visto que o valor encontrado foi acima 0,05 e este se ajustou bem aos dados experimentais explicado por meio do valor de R² Ajustado próximo a 99% para as duas respostas analisadas. O processo de otimização foi realizado segundo algoritmo interseção normal de fronteira (Normal Boundary Intersection - NBI), aplicado a processos multi-objetivos e multivariados, na construção de uma fronteira de Pareto que por sua vez apresentou dependência linear entre as funções e consequentemente, correlação entre as respostas, forte e positiva, e por isso a inversão da fronteira. No entanto, foi necessário remover esta correlação e reverter a inversão para análise dos resultados obtidos. Sendo assim, observou-se a maximização da remoção das respostas analisadas e de modo conjunto, a minimização da variabilidade do processo.


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  • Due to the great problem in the emerging countries concerning solid waste disposal and the co-products generated from the decomposition that occurred during the "maturation" time of the leachate in landfills, it becomes necessary to search for technologies that mitigate the environmental impacts caused, when they are laid or disposed in an inapropriate manner. The present research aimed to evaluate the efficiency of the leachate treatment process, using the coagulation, flocculation and sedimentation technique, using a biocoagulant extracted from the Musa flower sp. The experiments were performed in standard equipment of Jar Test, adopting the factors of rotation, coagulant dosage and hydrogen - pH potential modeled by a response Central Composite Design (CCD). The coagulation process was performed in two stages, the first with the rotation being established according to the CCD and the second was held at 40 rpm. The process presented promising in the percentage reduction of organic load of 50.15% and 92.20% measured in terms of Chemical Oxygen Demand (COD) and turbidity, respectively, on the surface response. It was also observed that of the factors analyzed, pH and rotation had a greater influence on the final result. They were assessed individually as well as in their interactions. There was no lack of adjustment of the model since the value found was above 0.05 and this fits well to the experimental data, explained by means of the Adjusted R² value close to 99% for the two analyzed responses.The optimization process was performed according to the Normal Boundary Intersection (NBI), applied to multi-objective and multivariate processes, in the construction of a Pareto frontier that, in its turn, presented linear dependence between the functions and, consequently, correlation between the responses, strong and positive, and therefore the inversion of the border. However, it was necessary to remove this correlation and reverse the inversion to analyze the results obtained. Thus, it was observed the maximization of the removal of the analyzed, jointly, the minimization of the variability of the process

3
  • PAULO HENRIQUE DA SILVA
  • Tratamento das emissões de acetonitrila sobre os catalisadores (Cu, Co ou Fe)-Beta e (Cu, Co ou Fe)-óxidos.

  • Orientador : MARCELO DA SILVA BATISTA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRÉ GUSTAVO SATO
  • HENRIQUE DOS SANTOS OLIVEIRA
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • Data: 04/07/2019

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  • Tratamento das emissões de acetonitrila sobre os catalisadores (Cu, Co ou Fe)-Beta e (Cu, Co ou Fe)-óxidos.


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  • Treatment of acetonitrile emissions on catalysts (Cu, Co or Fe) -Beta and (Cu, Co or Fe) -oxides.


4
  • ANA PAULA MAGALHAES PINTO
  • Avaliação da influência do acabamento superficial em aço P25BM na resistência à corrosão por PITE

  • Orientador : DALILA MOREIRA DA SILVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DALILA CHAVES SICUPIRA
  • DALILA MOREIRA DA SILVEIRA
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • Data: 10/07/2019

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  • Avaliação da influência do acabamento superficial em aço P25BM na resistência à corrosão por PITE


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  • Evaluation of the influence of P25BM steel surface finish on corrosion resistance by PITE


5
  • LUDMILA NASCIMENTO
  • Produção de cerveja artesanal utilizando torta residual de macaúba (Acrocomia aculeata) e avaliação da qualidade via lógica Fuzzy

  • Orientador : EDSON ROMANO NUCCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA PAULA FONSECA MAIA DE URZEDO
  • EDSON ROMANO NUCCI
  • KARINA ARRUDA ALMEIDA
  • Data: 12/07/2019

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  • Produção de cerveja artesanal utilizando torta residual de macaúba (Acrocomia aculeata) e avaliação da qualidade via lógica Fuzzy


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  • Craft beer production using macauba residual cake (Acrocomia aculeata) and quality evaluation via Fuzzy logic


6
  • GUSTAVO CARDOSO DA MATA
  • Catalisadores de Ni/Y2O2 - Y2O3 sintetizados a partir de polimerização em uma etapa: efeito de precursor polimérico

  • Orientador : JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • KARINA ARRUDA ALMEIDA
  • MARCELO DA SILVA BATISTA
  • Data: 15/07/2019

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  • Catalisadores de Ni/Y2O2 - Y2O3 sintetizados a partir de polimerização em uma etapa: efeito de precursor polimérico


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  • Ni / Y2O2 - Y2O3 catalysts synthesized from one-step polymerization: polymeric precursor effect

7
  • MARCELO DE CASTRO KNOP
  • Estudo da influência da sacarose, casca de laranja e carvão de capim elefante como aditivos orgânicos na propriedades metalúrgicas de pelotas de minério de ferro.

  • Orientador : ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE BOSCARO FRANCA
  • GUILHERME LIZIERO RUGGIO DA SILVA
  • JESSIKA MARINA DOS SANTOS
  • RENATA CAROLINA ZANETTI LOFRANO
  • Data: 15/07/2019

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  • Estudo da influência da sacarose, casca de laranja e carvão de capim elefante como aditivos orgânicos na propriedades metalúrgicas de pelotas de minério de ferro.


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  • Study of the influence of sucrose, orange peel and elephant grass charcoal as organic additives on the metallurgical properties of iron ore pellets.


8
  • KARINE ROCHA XAVIER
  • Catalisadores de cério-nióbio, magnésio-nióbio aplicados na reação de oxidação da anilina

  • Orientador : EDUARDO PRADO BASTON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • HUMBERTO VIEIRA FAJARDO
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • Data: 16/07/2019

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  • Catalisadores de cério-nióbio, magnésio-nióbio aplicados na reação de oxidação da anilina


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  • Cerium-niobium, magnesium-niobium catalysts applied in the aniline oxidation reaction


9
  • BRUNA SILVA KANSAON
  • Comportamento Termodinâmico de Hidrogéis Superabsorventes resultantes da Copolimerização de Acrilamida, Metacrilato de sódio e N,N’-metilenobisacrilamida

  • Orientador : JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MARIA ELISA SCARPELLI RIBEIRO E SILVA
  • ROBERTO FERNANDO DE SOUZA FREITAS
  • Data: 19/07/2019

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  • No presente trabalho, foi feito um estudo do comportamento termodinâmico de hidrogéis superabsorventes. Os hidrogéis foram sintetizados a partir dos monômeros acrilamida, metacrilato de sódio e N,N’-metilenobisacrilamida (agente reticulante), utilizando-se persulfato de amônio como iniciador e N,N,N’,N’-tetrametilenodiamina como acelerador. Foram obtidos trinta e seis hidrogéis, variando-se a concentração de monômeros totais (de 10%m/v a 30%m/v), a concentração de reticulante (de 0,38%m/m a 1,43%m/m) e a concentração de monômero iônico (de 0%m/m a 57,2%m/m). Os graus de expansão dos hidrogéis, no equilíbrio, foram determinados, a partir do contato com água à temperatura de 25oC e pH igual a 6,5. Dos trinta e seis hidrogéis sintetizados, vinte e nove deles tiveram graus de expansão superiores a 100g/g, qualificados, pois, como hidrogéis superabsorventes (SAPs). Dois deles com expansão superior a 530g/g. A presença do monômero iônico é essencial para uma maior absorção de água. Os resultados obtidos para o aumento da concentração de monômero iônico, fixando-se as concentrações de monômeros totais e de reticulante foram termodinamicamente consistentes e demonstraram que esses hidrogéis não apresentam comportamento anômalo. Todos os resultados foram qualitativamente discutidos, considerando-se o compromisso entre as variáveis de síntese na determinação da estrutura da rede polimérica e a correlação entre essa estrutura e o comportamento termodinâmico. Para o estabelecimento dessa correlação, como contribuição ao estado-da-arte, relativamente ao tema, foi feita uma mudança na abordagem, classicamente feita, descrevendo-se o comportamento a partir da introdução do conceito de “estoque entrópico”. A densidade de reticulação e a concentração de monômeros totais são as variáveis que, de forma isolada, em todos os níveis estudados, mais influenciam esse “estoque entrópico”. A “carga” iônica das cadeias tem uma influência significativa, de forma isolada, até um certo nível, influência essa que passa a ser modulada pelas outras variáveis, a partir desse nível. Os resultados obtidos, no presente trabalho, à luz da abordagem termodinâmica feita, possibilitam, com razoável aproximação, a síntese de hidrogéis customizados, com graus de expansão específicos, para aplicações específicas.


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  • In this work, the thermodynamic behavior of superabsorbent hydrogels was studied. The hydrogels were synthesized through the copolymerization of acrylamide, sodium methacrylate and N,N’-methylenebisacrylamide (crosslinking agent). Ammonium persulfate was used as initiator and N,N,N’,N’- tetramethylenediamine as accelerator. A total of thirty-six gels were obtained by varying the total monomer concentration (from 10%w/v to 30%%w/v), the crosslinking agent (from 0.38%w/w to 1.43%w/w) and the ionic monomer concentration (from 0%w/w to 57.2%w/w). The hydrogels were swollen in water, at 25oC and pH equals 6.5, and the degree of swelling, at equilibrium, were determined. From the total, twenty-nine hydrogels presented a degree of swelling over 100g/g, which means that they can be considered as superabsorbent polymers (SAPs). Two of them had a degree of swelling over 530g/g. The presence of the ionic monomer is essential for a higher water absorption. The results, obtained by keeping the total monomer and the crosslinking agent concentration constant, and by increasing the ionic monomer concentration, were thermodynamically consistent, showing the non- anomalous behavior of the gels. All the results were qualitatively discussed, considering the compromise among the syntheses parameters in the determination of the polymer network structure as well as the correlation of such structure and the thermodynamic behavior. In order to establish this correlation, as a contribution to the state of the art, concerning the subject, it was proposed a completely different approach, compared to the one that is usually carried out. The thermodynamic behavior was described by introducing a concept of “entropy stock”. The variables that, separately, most influence such “entropy stock” are the crosslinking density and the total monomer concentration. The ionic content of the polymer chains, greatly, influence, separately, the “entropy stock”, up to a certain level. Over such level, it is modulated by the other variables. Considering the thermodynamic approach that was taken, the obtained results allow, with a reasonable certainty, the synthesis of “tailor-made” hydrogels, with specific degrees of swelling, for specific applications.

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  • DENNIS JÚNIOR LARA FALEIRO DE REZENDE
  • Estudo de catalisadores de níquel em zircônia promovidos com lantânio, utilizados na reforma seca do metano

  • Orientador : JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO PRADO BASTON
  • JORGE DAVID ALGUIAR BELLIDO
  • VINICIUS DANTAS DE ARAUJO
  • Data: 20/07/2019

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  • Estudo de catalisadores de níquel em zircônia promovidos com lantânio, utilizados na reforma seca do metano


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  • Study of zirconia nickel catalysts promoted with lanthanum, used in dry methane reform

11
  • LUIZ GUSTAVO DA CUNHA SILVA
  • Conversão de etanol em 1,3-butadieno com catalisadores MgO/CuO/SiO2 e MgO/CuO/[Si]MCM-48

  • Orientador : DEMIAN PATRICK FABIANO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA PAULA FONSECA MAIA DE URZEDO
  • DEMIAN PATRICK FABIANO
  • KARINA ARRUDA ALMEIDA
  • Data: 23/07/2019

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  • Conversão de etanol em 1,3-butadieno com catalisadores MgO/CuO/SiO2 e MgO/CuO/[Si]MCM-48


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  • Conversion of ethanol to 1,3-butadiene with MgO / CuO / SiO 2 and MgO / CuO / [Si] MCM-48 catalysts


12
  • GUILHERME AMORIM GOMES
  • Sistema de visão computacional para medição de nível e classifição de regimes de operação de leito fluidizado.

  • Orientador : GUSTAVO MATHEUS DE ALMEIDA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO HENRIQUE GROENNER BARBOSA
  • EDGAR CAMPOS FURTADO
  • GUSTAVO MATHEUS DE ALMEIDA
  • LEONARDO ADOLPHO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 30/09/2019

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  • Sistema de visão computacional para medição de nível e classifição de regimes de operação de leito fluidizado.


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  • Computer vision system for level measurement and classification of fluidized bed operation regimes.


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