Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316401.pdf: 1031128 bytes, checksum: 26bce3380bec13fa9e5818de6c78c70d (MD5) / A indústria petrolífera é considerada uma das principais responsáveis pela poluição das águas, visto que os efluentes gerados por ela possuem alto teor de contaminantes, como os metais pesados. O chumbo, um dos metais pesados presente nos efluentes petroquímicos, apresenta risco para a saúde humana e para o meio aquático mesmo em baixas concentrações. Muitos estudos para a remoção de chumbo em efluentes são realizados por adsorção com carvão ativado, reconhecido como um ótimo adsorvente para purificação de águas. Este trabalho teve como objetivo remover chumbo de efluentes sintéticos por processo adsortivo utilizando carvão ativado de ossos bovinos como adsorvente. Foram realizados ensaios de caracterização físico-química do carvão, a avaliação das condições ótimas para os parâmetros pH e tempo de contato, os estudos cinéticos e isotérmicos de equilíbrio, bem como o estudo para reutilização do adsorvente. Observou-se a necessidade de realização de tratamento químico para o carvão ativado, pois este apresentava alta porcentagem de grupos carbonatos e fosfatos. O tratamento químico com HNO3, além de remover fósforo e cálcio da composição química elementar, aumentou a área superficial significativamente, bem como sua microporosidade. O carvão ativado apresentou concentração de grupos funcionais de superfície ácidos maior que dos grupos básicos, dando-lhe característica de bom trocador catiônico. O pHpcz determinado foi igual a 4,0 e o tempo mínimo de contato foi de 6 horas para a realização dos ensaios. Foi observado que o tempo para o equilíbrio cinético diminui com o aumento da concentração inicial de metal na solução e os valores encontrados para qexp foram de 32,1, 50,1, e 42,3 mg.g-1 para concentração de 100, 150 e 200 mg.L-1, respectivamente. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem representou melhor os dados experimentais para todas as concentrações iniciais estudadas, apresentando bons coeficientes de correlação linear. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para ajustar os dados experimentais e estes apresentaram boa correlação, sendo o modelo de Langmuir o que melhor descreveu o equilíbrio, apresentando melhor R2. Verificou-se que a dessorção com HCl apresentou maior eficiência, o tempo mínimo para o equilíbrio de dessorção foi de 3 horas e a recuperação é de aproximadamente 50%.<br> / Abstract : The oil industry is considered one of the main causes of water pollution since the effluents generated by it have high levels of contaminants such as heavy metals. Lead, one of the heavy metals present in the petrochemical effluents, presents a risk to human health and to water environments even at low concentrations. Many studies for lead removal in wastewater are carried out by adsorption with activated carbon, recognized as an excellent adsorbent for water purification. This work's objective was to remove lead from synthetic wastewater by adsorptive process using activated carbon from bovine bones as adsorbent. Tests of physical-chemical characterization of coal were made, as well as the evaluation of optimum conditions for the pH and contact time parameters, kinetic and isothermal equilibrium studies, and the study for reuse of the adsorbent. It was observed a need for conducting chemical treatment for activated carbon, since it had a high percentage of carbonate and phosphate groups. The chemical treatment with HNO3, besides removing the calcium and phosphorus from the chemical composition, also increased the surface area significantly, as well as its microporosity. The activated carbon presented a concentration of surface functional groups of acids higher than basic groups, giving it a good cation exchanger characteristic. The determined pHpcz was equal to 4.0 and the minimum contact time was 6 hours for the tests to be made. It was observed that the kinetic equilibrium time decreases with the increase of initial metal concentration in the solution and the values found for qexp were 32.1, 50.1 and 42.3 mg.g-1 for concentrations of 100, 150 and 200 mg.L-1, respectively. The pseudo-second order kinetic model best represented the experimental data for all initial concentrations studied, presenting good linear correlation coefficients. The Langmuir and Freundlich models were used to adjust the experimental data and these showed good correlation, being the Langmuir model the one that best described the balance, showing better R2. It was verified that the desorption with HCl presented the highest efficiency, the minimum time for desorption equilibrium was 3 hours and the recovery is approximately 50%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319998.pdf: 2966511 bytes, checksum: 3f467234978a925bca3e7e17dc9ddf10 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este estudo teve como objetivo principal remover o íon metálico Al3+ presente em água de abastecimento utilizando o biopolímero quitosana como material adsorvente. A Portaria n0 2.914/2011 do Ministério da Saúde estabelece que a concentração máxima admitida deste íon na água potável é 0,2 mg/L. No entanto, na região carbonífera de Santa Catarina foram identificados diversos pontos onde a água subterrânea apresenta valores superiores ao estabelecido por esta Portaria referente ao parâmetro Al3+. Este fato torna-se preocupante à medida que estudos associam a ingestão de alumínio a males neurológicos, podendo ser um fator desencadeante da doença de Alzheimer. Visando remover Al3+ da água destinada ao consumo humano foram realizados estudos de adsorção com solução sintética e água natural de poço artesiano utilizando o biopolímero quitosana. A quitosana é um material abundante, atóxico e biodegradável, sendo amplamente utilizada em estudos de remoção de metais devido à sua propriedade adsorvente e capacidade para formar complexos com íons metálicos de transição devido à presença de grupos amino em sua estrutura. Para realização dos estudos utilizou-se água natural de poço artesiano coletada na cidade de Araranguá - SC, pertencente à bacia carbonífera do Estado. Neste local a concentração de Al3+ encontra-se na faixa de 0,6 mg/L, valor este três vezes superior ao estabelecido pela legislação vigente. Inicialmente foram realizados ensaios preliminares, em batelada, de remoção com distintas soluções sintéticas contendo Al3+, Fe2+/Fe3+ e Mn2+. Estes ensaios demonstraram que a quitosana apresenta boa capacidade de remoção de Al3+ e Fe2+/Fe3+, embora para uma satisfatória remoção de Fe2+/Fe3+, seja requerido maior teor de quitosana comparada ao Al3+. Já o íon metálico Mn não foi removido pela quitosana. A partir dos resultados preliminares de remoção, realizaram-se ensaios isotérmicos de adsorção de Al3+ e Fe2+/Fe3+, onde a partir dos resultados obtidos pode-se verificar que a remoção tanto de Al quanto de Fe pela quitosana apresenta um comportamento compatível ao modelo de isoterma de Sips, indicativo de um mecanismo de adsorção via fisiossorção a baixas concentrações e via quimiossorção a concentrações mais elevadas. Para este modelo as capacidades máximas de adsorção calculadas foram de 45,52 mg Al/g Quit e 12,30 mg Fe/g Quit. Avaliou-se também o mecanismo cinético que rege a adsorção de Al3+ pela quitosana, sendo o modelo que melhor descreve esta adsorção o modelo cinético de pseudo segunda-ordem, o qual sugere um mecanismo via quimiossorção. A partir destes ensaios de adsorção foram avaliados dois métodos distintos de remoção de Al3+ através da técnica de Extração em Fase Sólida (EFS): i) Impregnação de um material suporte com quitosana, e ii) Colunas preenchidas com quitosana. A primeira técnica proposta foi efetuada através da impregnação com quitosana de um material suporte de não-tecido composto de viscose, polipropileno e poliéster. Após a impregnação deste material, o mesmo foi disposto em um tanque onde o ensaio foi conduzido em batelada até obtenção da saturação da quitosana. Realizou-se também um ensaio similar denominado de Branco, utilizando somente o material, sem a quitosana impregnada, no qual observou-se capacidade de adsorção associada ao material não-tecido. Realizaram-se três ensaios, dois com solução sintética e um com água de poço. Estes ensaios apresentaram bons resultados de remoção de Al3+ (26-30 mg Al3+/g Quit). Após término do ensaio foram realizadas análises de MEV e EDX das fibras após saturação com Al3+ as quais demonstraram incrustações contendo alumínio sobre o filme de quitosana. Os ensaios realizados em coluna preenchida por quitosana foram conduzidos com solução sintética e água de poço, nas mesmas condições. Estes ensaios também apresentaram bons resultados de remoção, sendo as capacidades de adsorção obtidas de 37,76 e 15,23 mg Al3+/g Quit, para solução sintética e água de poço, respectivamente. Realizaram-se, após término do ensaio, análises de MEV, EDX e FTIR. Observou-se que quando a quitosana está saturada de Al3+, a espectroscopia FTIR sugere a formação de compostos de coordenação Al/Fe-Quit. Com este estudo pode-se verificar que em ambas as técnicas propostas observaram-se boa capacidade de remoção de Al3+ pela quitosana. Devido às propriedades atóxicas e biodegradáveis da quitosana, além de a sua abundância, este biomaterial é uma boa opção para a remoção de Al3+ em águas para abastecimento que contenham baixas concentrações (~ 0,6 mg Al3+ /L) deste íon metálico. <br> / Abstract: This dissertation aimed to remove the metal ion Al3+ present in the water supply using the biopolymer chitosan as adsorbent material. The Ordinance of the Ministry of Health N0 2.914/2011 states that the maximum concentration allowed of this ion in the water supply is 0,2 mg/L. However, in the coal exploring area of Santa Catarina several points were identified where the groundwater has values higher than the one established by this Ordinance, concerning parameters of Al3+. This fact becomes worrying as research associates aluminum intake to neurological ailments, which may even trigger Alzheimer's disease. Aiming to remove Al, at low concentrations, adsorption studies were performed with synthetic solution and natural artesian water using the biopolymer chitosan. Chitosan is an abundant material, non-toxic and biodegradable, and it is widely used in studies of metal removal because of its adsorbent property and ability to form complexes with transition metal ions due to the presence of amino groups in its structure. For these studies natural artesian water was collected in the city of Araranguá-SC, which is part of the coal basin of the state, where the Al concentration is approximately 0.6 mg/L, a value three times higher than the one established by the current legislation. Preliminary removal assays were carried out in batches with different synthetic solutions containing Al, Fe and Mn. These trials showed that chitosan presents a good capacity to remove Fe and Al, though for a satisfactory removal of Fe a higher content of chitosan is required, compared to Al. Yet, the removal of Mn by chitosan did not happen. After the preliminary removal results, isothermal adsorption assays of Al and Fe were performed, where it could be verified that the removal of both Al and Fe by chitosan presents a model of behavior compatible to the one of Sips. For this model the maximum capacities of adsorption calculated were of 45.52 mg Al/g Quit, and 12,30 mg Fe/g Quit. The kinetic mechanism which reacts to the adsorption of chitosan by Al was also evaluated, and the model that best describes this adsorption is the kinetic model of the pseudo-second order, which suggests a mechanism via chemisorption. Based on these adsorption tests two different methods of removing Al using the technique of Solid Phase Extraction (SPE) were assessed: i) impregnating a support material with chitosan and ii) Columns filled with chitosan. The first proposed technique was performed by impregnating a support material consisting of non-woven viscose, polypropylene and polyester. After the impregnation of this material, it was arranged in a tank where the trial was conducted in batches. A similar assay was performed, called White, using only the material, without the impregnated chitosan, in which it was observed an adsorption capacity associated with the non-woven material. Three tests were performed: two synthetic solution and one with well water. These tests showed good results of Al3+ removal (26 - 30 mg Al3+ / g Quit). After this assay, analysis were conducted concerning the SEM and EDX of the fibers after saturation with Al3+ which showed aluminum incrustations on the film containing chitosan. The tests with columns filled with chitosan were conducted with synthetic solution and wellwater under the same conditions. These assays also showed good removal results, the adsorption capacities obtained were 37,76 and 15,23 Al3+ mg/g Quit for synthetic solution and water well, respectively. Analyzes of SEM, EDX and IFTR were performed after the test. It was observed that when chitosan is saturated with Al, IFTR spectroscopy suggests the formation of coordination compounds Al-Quit, which evidences a chemisorption process. With this study it could be verified that both proposed techniques had a good capacity of removal of Al3+ by chitosan. Due to nontoxic and biodegradable properties of chitosan, and its abundance, this biomaterial is a good option for the removal of Al3+ in water supplies which contain low concentrations of this metal ion.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339909.pdf: 959344 bytes, checksum: 53b80009ac027b0e081df258021678dd (MD5) Previous issue date: 2016 / Um método analítico foi desenvolvido para a determinação de enxofre como molécula de monossulfeto de estanho (SnS) em óleo cru usando espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua em forno de grafite (HR-CS GF MAS). A absorvância molecular da molécula SnS foi medida usando o comprimento de onda em 271,624 nm e as amostras de óleo cru foram preparadas como microemulsões devido a sua alta viscosidade. Vários modificadores químicos (Ir, Pd, Ru e Zr) foram avaliados e Pd foi escolhido por apresentar o melhor desempenho. O programa de temperatura foi otimizado por comparação entre as curvas de pirólise e vaporização obtidas para o padrão aquoso de S e uma microemulsão de material de referência certificado (CRM) de óleo cru. As temperaturas ótimas de pirólise e vaporização foram 600 e 2000 °C, respectivamente. O limite de detecção e a massa característica encontrados para o método desenvolvido foram 5,8 e 13,3 ng S. A exatidão e a precisão do método foram avaliadas usando dois CRM de óleo cru (NIST SRM 2721 e NIST SRM 2722) e mostraram boa concordância entre os valores encontrados e certificados.<br> / Abstract: An analytical method for the determination of sulfur, as the tin mono-sulfide (SnS) molecule, in crude oil has been developed using high-resolution continuum source graphite furnace molecular absorption spectrometry (HR-CS GF MAS). The molecular absorbance of the SnS has been measured using the wavelength at 271.624 nm and the crude oil samples were prepared as micro-emulsions due to their high viscosity. Several chemical modifiers (Ir, Pd, Ru, Zr) were tested and palladium was chosen, because it exhibited the best performance. The heating program was optimized by comparing the pyrolysis and vaporization curves obtained for an aqueous sulfur standard and a micro-emulsion of a certified reference material. The optimum pyrolysis and vaporization temperatures were found to be 600 and 2000 ºC, respectively. The limit of detection (LOD) and the characteristic mass (mo) using micro-emulsion analysis of crude oil samples were 5.8 and 13.3 ng S. Accuracy and precision of the method has been evaluated using certified crude oil reference materials (NIST SRM 2721 and NIST SRM 2722), showing good agreement with the informed or certified values.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:13:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342961.pdf: 1909629 bytes, checksum: 0eb8077be79f1473cbf87c47421fe989 (MD5) Previous issue date: 2016 / A propriedade oligodinâmica é um efeito letal que os íons metálicos de algumas espécies químicas exercem sobre bactérias, fungos e outros microrganismos. Este estudo envolve a promoção da propriedade oligodinâmica dos íons zinco a micropartículas de vidro por processos de troca iônica. O desempenho antimicrobiano do vidro dopado com zinco aumenta com a concentração inicial de zinco empregada no meio iônico até atingir um valor máximo, onde o adsorvente satura de soluto. Este trabalho tem como objetivo modelar o comportamento das operações unitárias adsorção dos íons zinco da solução para o adsorvente vítreo e dessorção dos íons zinco do vidro dopado para um meio aquoso, com vistas na otimização da propriedade antimicrobiana. Os dados de equilíbrio foram ajustados por três modelos isotérmicos de equilíbrio para adsorção: Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson. Em termos de cinética de adsorção, os dados experimentais foram substituídos por três modelos cinéticos: pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Elovich. Os modelos de Langmuir e de pseudo-segunda ordem foram os que melhor ajustaram os dados de equilíbrio e os dados cinéticos, respectivamente, para o sistema vidro-zinco. A operação de adsorção apresentou tempo de equilíbrio de 1000 min e capacidade máxima de incorporação qe = 1,919 mmol Zn2+·g-1 de vidro. A curva de concentração de zinco em função do tempo para a operação de dessorção em água deionizada também foi obtida, apresentando tempo de equilíbrio de 2100 min para esta operação. A quantidade de zinco incorporada no vidro em cada ensaio foi determinada por análise em absorção atômica e balanço de massa dos processos de adsorção e de dessorção. Amostras foram preparadas nas condições de equilíbrio da adsorção e da dessorção, e submetidas a análise microbiológica ? teste de disco-difusão e concentração inibitória mínima com as bactérias E. coli, P. aeruginosa e S. aureus e o fungo C. albicans. O vidro-zinco apresentou propriedade bacteriostática e fungistática para os microrganismos testados, mesmo após a dessorção de equilíbrio.<br> / Abstract : Oligodynamic property is a lethal effect that metallic ions of some chemical species exert on bacteria, fungi and other microorganisms. This study involves the promotion of zinc oligodynamic property to glass microparticles by ionic exchange processes. The antimicrobial performance of glass doped with zinc increases with the zinc ion initial concentration employed in the ionic medium until reaching a maximum value where the adsorbent saturated with the solute. This work aims to model the behavior of unit operations zinc ions adsorption from solution into the vitreous adsorbent and zinc ions desorption from doped glass to an aqueous medium in order to optimize the antimicrobial property. Equilibrium data were adjusted for three equilibrium isotherm models for adsorption: Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson. In terms of adsorption kinetic experiments, the experimental data were replaced by three kinetic models: pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich. The Langmuir and pseudo-second order models were the best fit to equilibrium data and kinetic data respectively for the zinc-glass system. The adsorption operation showed 1000 min equilibrium time and maximum incorporation capacity qe = 1,919 mmol Zn2+·g-1 glass. Zinc concentration versus time curve for desorption operation in deionized water was also obtained showing 2100 min equilibrium time for this operation. Zinc amount incorporated in the glass in each assay was determined by atomic absorption analysis and mass balance of adsorption and desorption processes. Samples were prepared in the adsorption and desorption equilibrium conditions and subjected to microbiological analysis ? disk diffusion test and minimum inhibitory concentration with E. coli, P. aeruginosa and S. aureus bacteria and the C. albicans fungus. Zinc-glass showed bacteriostatic and fungistatic properties for the tested microorganisms even after equilibrium desorption.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-24T03:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343414.pdf: 2673908 bytes, checksum: 1b6bbb9a4e7a4574ff0c3dc8bb9cfa18 (MD5) Previous issue date: 2016 / Com o intuito de alcançar as metas estabelecidas na remoção de enxofre de óleos lubrificantes, estudos vêm sendo realizados visando aperfeiçoar o processo de purificação de combustíveis através de melhorias de processos tradicionais de hidrotratamento (HDT), bem como o desenvolvimento de novas tecnologias. A presença de compostos orgânicos de enxofre no petróleo e posteriormente nos combustíveis é altamente indesejada, devido aos mais diversos problemas causados, dentre os quais pode-se citar a taxa de corrosão dos equipamentos e tubulações, o envenenamento de catalisadores empregados no tratamento catalítico, além do fato que esses compostos liberarem dióxido de enxofre (SO2), um dos principais poluentes atmosféricos e responsável pela chuva ácida. Dessa forma, vem sendo dada uma atenção especial aos estudos de processos adsortivos para a remoção de compostos sulfurados, especialmente devido ao fato que a adsorção pode ser realizada em temperaturas e pressões mais baixas, além de não utilizar hidrogênio. Logo, o desafio dessa abordagem é desenvolver adsorventes com alta capacidade de adsorção para compostos sulfurados. À vista disso, este trabalho pautou-se em estudar a adsorção de enxofre, na forma de dibenzotiofeno (DBT), presente em óleo lubrificante sintético (decahidronaftaleno, DHN), avaliando-se a eficiência do carvão ativado betuminoso (CAB) e do carvão ativado da casca de coco (CAC), nas granulometrias de 10?14 mesh e 20?30 mesh, com e sem modificação superficial. Para a conclusão deste trabalho, foram realizados testes com óleo real. Os resultados demostraram que os carvões ativados em estudo foram eficientes no que diz respeito a capacidade adsortiva de DBT. Inicialmente, através do planejamento experimental realizado para CAB e CAC de ambas granulometrias, obteve-se uma melhor capacidade adsortiva para o CAB e CAC com a granulometria 20?30 mesh. As modificações superficiais realizadas no CAB e no CAC com granulometria 20?30 foram promissoras quando a amostra foi acidificada e calcinada para ambos os carvões em estudo, atingindo resultado superior ao carvão sem tratamento prévio. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem representou melhor os dados experimentais cinéticos para todos os adsorventes estudados. Os estudos das isotermas mostraram que o modelo de Langmuir-Freundlich foi o que melhor descreveu o equilíbrio termodinâmico para as amostras em estudo. Por sua vez, o procedimento numérico para a solução do modelo de transferência de massa demonstrou que o modelo proposto é adequado ao sistema analisado. Por fim, pode-se afirmar que o teste comóleo naftênico médio obteve resultados satisfatórios em termos de capacidade adsortiva, sendo, pois, alcançado o objetivo do trabalho em questão: trazer à tona mais uma possibilidade de proporcionar a produção de óleos lubrificantes limpos, com o menor custo possível.<br> / Abstract : In order to achieve the goals set in the removal of sulfur from the lubricants oils, studies have been accomplished with the view to meliorate the process of fuel purification through improvements in the traditional hydrotreating process (HDT), as well as the development of new technologies. This happened because of the presence of organic sulfur compounds in the oil that comes into fuel is highly undesirable, due to various problems caused, among which we can mention the rate of equipament corrosion and piping, the poisoning of catalysts used in the treatment catalystic, other than the fact that these compounds releasing sulfur dioxide (SO2), a major atmospheric pollutant and responsible for acid rain. Thus, it has been given a special attention to study the adsorptive processes which aims to the removal of sulfur compounds. The use of adsorption has advantages, because it can be accomplished at lower temperatures and pressures, besides this process doesn?t use hydrogen. Before long, the challenge of this approach is to develop adsorbents with high adsorption capacity for sulfur compounds.Based on this, such task was guided to study the sulfur adsorption, more precisely in dibenzothiophene (DBT) form, that is present in synthetic lubricant oil (decahydronaphthalene, DHN), with the purpose of evaluating the efficiency of activated carbon bituminous (CAB), as well, of the activated carbon that becomes from the coconut shell (CAC), in grit sizes mesh of 10?14 and 20?30, both the surface modified samples as also in those not modified and, to top and aprimorate the study, there were done tests using real oil. The obtained results showed that the activated carbon studied was effective in regard to the adsorption capacity of DBT. Initially, through experimental design performed for the CAB and CAC samples from both granulometry, it was realized that the best adsorption capacity becomes from the CAB and the CAC with 20?30 mesh particle size. The superficial changes made in the CAB and in the CAC samples with particle size from 20?30, were promising when the sample was acidified and calcined for both carbon under observation, reaching better results than untreated activated carbon. While, the pseudo-second order of kinetic model shows a better kinetic experimental data for all the adsorbents studied; the analysis of the isotherms demonstrated that the model Langmuir-Freundlich was the best in describing the thermodynamic equilibrium for the samples analyzed. In turn, the numerical procedure for the mass transfer model solution exhibits that the model is appropriate for the analyzed system. Finally, we can say that the test made with medium naphthenic oilobtained satisfactory results in terms of adsorption capacity, and therefore is was achieved the objective of the task in question: to bring up another possibility of providing the production of clean lubricating oil, with lowest possible activated carbon.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195999.pdf: 2170522 bytes, checksum: 2dc4f92995a6050718b47dde8a0f98bb (MD5) / Microesferas de quitosana foram convertidas para a forma de um trocador aniônico fracamente básico (RNH3+NO3-) e empregadas no estudo de adsorção de ânions em solução aquosa. Os estudos de troca iônica foram conduzidos empregando os íons cloreto, brometo, iodeto e fosfato. A partir da definição de tempo de contato e faixa ótima de pH foram obtidas isotermas de troca. Os dados experimentais obtidos no estudo de adsorção dos ânions pelas microesferas de quitosana foram interpretados empregando modelo matemático de Langmuir. A capacidade máxima de troca estimada foi em torno de 1 mmol de ânion por grama de microesferas. A afinidade dos íons estudados pelo trocador aniônico foi determinada a partir da estimativa do coeficiente de seletividade pelo trocador. Após obtenção dos resultados dos estudos de troca, o trocador aniônico foi convertido em três diferentes formas: R-NH3+NO3-, R-NH3+Cl- e R-NH3+HCO3- com o objetivo de ser empregado na extração de fósforo disponível em solos (H2PO4-) e posteriormente ser comparado ao método da resina de troca iônica comercial (amberlite IRA 400). Neste experimento foram utilizados quatro diferentes solos com relação à fertilidade e textura (granulometria): Latossolo Vermelho eutroférrico, Organossolo Mésico, Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico e Organossolo Mésico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192226.pdf: 2079891 bytes, checksum: de610f2536e823ded91cd80d56e6dac5 (MD5) / Carvões ativados são empregados industrialmente para o tratamento de águas, efluentes líquidos e gases de exaustão. Diversos materiais carbonáceos podem ser utilizados na produção de carvão ativado. No presente trabalho foram preparados carvões ativados com vapor d#água tendo como precursor uma turfa da região de Araranguá (SC) avaliando-se suas características texturais e químicas. A amostra de turfa ativada a 15% de conversão, C15, apresentou área superficial de aproximadamente 700 m2/g e volume de microporos de 0,321 cm3/g, da mesma ordem de grandeza que carvões ativados comerciais como o Norit PK 3-5. Com o propósito de demonstrar sua utilização como adsorvente, foram realizados testes de adsorção para remoção de fenol em solução aquosa e de NO em fase gasosa. A capacidade de adsorção de fenol em solução aquosa foi de 76,6 mg/g para o carvão ativado C15 enquanto o Norit PK 3-5 apresentou uma capacidade de adsorção de 40,3 mg/g. Os carvões ativados também adsorveram NO. O equilíbrio de adsorção de NO foi descrito com um modelo linear. A capacidade de adsorção K a temperatura de 318K foi de 0,0226; 0,0106 e 0,0021 L/g para os carvões PK 3-5, C15 e C0 respectivamente. O Norit PK 3-5 apresentou maior capacidade de adsorção devido a maior concentração de grupos oxigenados em sua superfície. Devido ao baixo custo do processo e aplicabilidade da turfa, abundante e pouco utilizada em Santa Catarina, espera-se que este trabalho seja uma contribuição à sua utilização na preparação de carvões ativados para remoção de poluentes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195366.pdf: 1374429 bytes, checksum: b2a9eea18d4cd670e8ec0498feca4ce9 (MD5) / O leito móvel simulado é um processo de separação de compostos por adsorção, que atua de forma contínua e contracorrente, apresentando vantagens frente aos processos convencionais. O objetivo deste trabalho é estudar a separação de compostos petroquímicos em leito móvel simulado, utilizando-se a modelagem e simulação deste processo como ferramenta para identificar as principais características do mesmo, prever o comportamento de uma unidade de separação e projetar as melhores condições de operação. As equações resultantes são resolvidas numericamente aplicando-se o Método de Volumes Finitos. O estudo é desenvolvido visando a determinação dos parâmetros ótimos de operação e configuração da unidade, para uma dada separação. A partir da determinação das vazões em cada seção da unidade pode-se chegar a uma condição de completa separação dos compostos desejados, baseando-se em critérios de eficiência de separação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-19T09:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211676.pdf: 1326789 bytes, checksum: 06a99612b5a9f321b8319d6f149e1ae4 (MD5) / Assim como em muitos setores, a refinaria de óleos tem se adaptado às exigências do mercado através de técnicas apropriadas para manter a qualidade de seus produtos. Sendo assim, o refinamento do óleo é indispensável para que o mesmo adquira características desejáveis para o seu consumo. Dentre as etapas de refino, destaca-se o processo de clarificação, que é responsável pela retirada de impurezas que conferem cor e instabilidade ao óleo, o qual se dá através de adsorção, utilizando-se argilas ativadas como adsorventes. A fim de explorar esta etapa e prever melhores condições operacionais dos equipamentos envolvidos, e preencher a lacuna de dados cinéticos na literatura, foram realizados ensaios de clarificação dos óleos de soja e milho, por estes despertarem interesse das refinarias da região. Com isto, propõe-se um modelo cinético baseado na aplicação de uma nova abordagem (desativação catalítica) ao processo de adsorção de óleos vegetais, considerando como uma etapa irreversível, fazendo-se analogia entre os sítios envenenados irreversivelmente com o processo de adsorção. Utilizou-se como adsorventes duas argilas comerciais e uma argila preparada em laboratório (designada MC20) para a clarificação do óleo de soja, e uma argila comercial para a clarificação do óleo de milho. As energias de ativação encontradas a partir da equação de Arrhenius para os sistemas óleo de soja/argila comercial, óleo de soja/argila MC20 e óleo de milho/argila comercial foram 75 kJ/mol, 78kJ/mol e 52 kJ/mol respectivamente. Obtendo-se os parâmetros cinéticos do modelo, desenvolveu-se a modelagem dos equipamentos envolvidos nas etapas referentes ao processo industrial de clarificação de óleos vegetais comestíveis a qual foi avaliada através de simulação matemática.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:26Z : No. of bitstreams: 1 000844414.pdf: 967370 bytes, checksum: 972f4c382a7b528076da51584f0a8024 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O entendimento das interações entre polieletrólitos e macroíons de carga oposta se faz patente devido aos inúmeros processos biológicos e avanços tecnológicos em que estão relacionados. Nesse contexto o processo conhecido como adsorção apresenta grande importância, o que motivou uma série de estudos teóricos, experimentais e teórico-computacionais para sua melhor compreensão. Em sistemas com geometria plana o problema possui solução analítica, entretanto para as geometrias esférica e cilíndrica isso já não ocorre, devido ao problema da não existência de soluções analíticas para os potencias eletrostáticos nessas geometrias. Os experimentos mostram que existe uma relação de escala entre a concentração de espécies iônicas contidas na solução eletrolítica em que o sistema macroíon-polieletrólito se encontra e a densidade superficial de carga do macroíon e do polímero. Neste trabalho foi utilizado o conceito de fatoração provinda da Mecânica Quântica Supersimétrica aplicado à equação de Edwards de modo a obter para o caso esférico uma solução analítica aproximada que apresente concordância com o observado experimentalmente / Understanding the interactions between polyelectrolytes and oppositely charged macroíons is important due to the great number of biological processes and technological advances in which they are related. In this context the process known as adsorption is quite important, which led to a series of theoretical, experimental and theoretical-computational studies for his better understanding. On systems with plane geometry the problem has analytical solution, however for spherical and cylindrical geometry this no longer occurs due to the problem of lack of analytical solutions for the electrostatic potential in these geometries. The experiments show that there is a scaling relation between the concentration of ionic species contained in the electrolytic solution in which the polyelectrolyte-macroíon system lies and the surface charge density of the polymer and macroíon. In this study we used the concept of factorization, stemmed on the Supersymmetric Quantum Mechanics, applied to Edwards equation to obtain an approximate analytic solution for the spherical case in an agreement with the experimentally observed