CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Os resÃduos agroindustriais tÃm sido testados em pesquisas como adsorventes de metais tÃxicos, em efluentes aquosos, devido ao seu baixo custo, alta disponibilidade e eficiÃncia para essa finalidade. Nesse trabalho, utilizou-se o resÃduo da indÃstria do coco, o pà da casca de coco verde, proveniente da EMBRAPA, como material adsorvedor dos Ãons metÃlicos cobre, nÃquel e zinco de soluÃÃes aquosas, em escala piloto. Primeiramente, foi feita a determinaÃÃo granulomÃtrica do material, sendo que cerca de 85% se encontrou na faixa de 10 a 60 mesh. Em seguida, foi verificada a influÃncia do tratamento fÃsico-quÃmico na adsorÃÃo dos metais. Os dois tratamentos escolhidos foram com Ãgua e NaOH 0,1 mol.L-1, devido a alta capacidade de adsorÃÃo dos metais em estudo. Prosseguiu-se para os testes de coluna. Na otimizaÃÃo dos parÃmetros operacionais, a vazÃo de 200 mL.min-1 e altura de leito 100 cm, foram escolhidas devido a praticidade, menor tempo de execuÃÃo e facilidade de operaÃÃo, alÃm das elevadas capacidades de adsorÃÃo. O tempo de detenÃÃo hidrÃulica (TDH) resultante desses parÃmetros foi de 15min. ApÃs as otimizaÃÃes dos parÃmetros operacionais, foi investigada a influÃncia do tratamento fora da coluna e na prÃpria coluna. Foi observado que, de modo geral, a capacidade de adsorÃÃo do pà da casca de coco verde aumenta quando o material à submetido ao tratamento com NaOH 0,1 mol.L-1 na prÃpria coluna em relaÃÃo aos tratamentos com Ãgua fora e na coluna, e com NaOH fora da coluna. As capacidades de adsorÃÃo do sistema multielementar para o tratamento com NaOH na coluna foram de: 32,2 mg.g-1 para o cobre, 10,8 mg.g-1 para o nÃquel e 7,9 mg.g-1 para o zinco. Foi notado tambÃm que a soluÃÃo resultante desse tratamento necessita de correÃÃo de pH e tratamento da DQO para descarte. A capacidade de adsorÃÃo aumentou quando se passou de um sistema multielementar para um sistema monoelementar, resultando em: 39,3 mg.g-1 para o cobre, 21,9 mg.g-1 para o nÃquel e 20,6 mg.g-1 para o zinco. A dessorÃÃo utilizando como eluente HNO3 0,5 mol.L-1 necessitou de aproximadamente 20 L para remover os metais adsorvidos no pà da casca de coco verde tratado. / The agro-industrial residues have been used in research as adsorbents of toxic metals from aqueous effluents due to its low cost, high availability and efficiency for this purpose. In this study, residues from coconut shell industry was used, the coconut husk, from EMBRAPA, as adsorbent material of copper, nickel and zinc from aqueous solutions on a pilot scale. First, was made the determination of particle size material, showing that about 85% was found in the range of 10 to 60mesh. Then, the effects of physical and chemical treatment on the metals adsorption. The two treatments selected was NaOH 0.1 mol.L-1 and water, because there was an increase in the adsorption capacity. Then, was proceeded the column tests. In the optimization of operating parameters, the flow of 200mL.min-1 and bed height 100 cm, were chosen because of convenience, shorter execution time and ease of operation, and high adsorption capacities. The resulting TDH of parameters was 15min. After the optimization of operating parameters, we investigated the influence of treatment outside and inside the column. It was observed that, in general, the adsorption capacity increased when the material is subjected to treatment with 0.1 M NaOH inside the column in relation to water treatments in and ouside the column and NaOH outside the column. The adsorption capacity of multielement system for the treatment with NaOH in the column were: 32.2 mg.g-1 for copper, 10.86 mg.g-1 for nickel and 7.97 mg.g-1 for zinc. It was also seen that the solution resulting from this treatment requires correction of pH and COD treatment for disposal. The adsorption capacity increased for monoelementar system in comparison with a multielement system, resulting in: 39.37 mg.g-1 for copper, 21.9 mg.g-1 for nickel and 20.6 mg. g-1 for zinc. The desorption using HNO3 0.5 mol.L-1- as eluent needed about 20 L to remove the metals adsorbed on the shell powder coconut treated.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / SÃlicas mesoporosas do tipo SBA-15 funcionalizadas com amino (âNH2) foram preparadas para o desenvolvimento de adsorventes de metais pesados em Ãguas residuais. A funcionalizaÃÃo com grupos orgÃnicos tem sido realizada por dois mÃtodos distintos, pÃs-sÃntese e co-condensaÃÃo. Neste trabalho a matriz foi preparada por co-condensaÃÃo e dois grupos orgÃnicos foram selecionados para serem incorporados aos sÃtios de grupos amino: cisteÃna (HSâCH2âCH(NH2)âCOOH) e fenilisotiocianato (C6H5âNCS). Os materiais foram caracterizados por difraÃÃo de raios X em baixo Ãngulo (DRX), Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV), Microscopia EletrÃnica de TransmissÃo (MET),RMN no estado sÃlido, AdsorÃÃo-dessorÃÃo de nitrogÃnio, anÃlise tÃrmica (TG/DTG) e Espectroscopia na RegiÃo do Infravermelho (FT-IR). O material hÃbrido SBA-15_NH2 exibiu Ãrea superficial BET de 451 m2/g e volume total de poros de 0,15 cm3/g. FT-IR, RMN no estado sÃlido e TG/DTG confirmaram a incorporaÃÃo das cadeias orgÃnicas da cisteÃna e fenilisotiocianato nos materiais. As anÃlises indicaram que todas as amostras sintetizadas apresentaram estrutura hexagonal, caracterÃstica dos materiais mesoporosos do tipo SBA-15, com boa ordenaÃÃo dos poros, elevada Ãrea superficial e estreita distribuiÃÃo de tamanhos de poros. Todas as amostras modificadas foram submetidas a processos de sorÃÃo de Ãons Cu2+. A capacidade de adsorÃÃo mÃxima foi de 21 mg/g para o material modificado com fenilisotiocianato. A isoterma de Langmuir ajustou-se melhor aos dados experimentais e associado com o modelo de pseudo-segunda ordem descreveu bem o processo cinÃtico de adsorÃÃo. Os resultados sugerem que esses materiais podem ser usados como adsorventes para remoÃÃo de Ãons de metais traÃos em sistemas aquosos contaminados. / SBA-15 Mesoporous silica functionalized with amine (â NH2) hat been prepared in this work for the purpose of the development of heavy metals adsorbents from wastewater. The functionalization with organic groups has been performed by two different methods, post-synthesis and co-condensation. In this work, the matrix was prepared by co-condensation. Two organic groups were selected to be incorporated with specific reactions sites containing amino groups, cysteine (HSâCH2âCH(NH2)âCOOH) and phenylisotiocianate (C6H5âNCS). The materials were characterized by X-ray Diffraction at low angle (XRD), Scanning Electronic Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Nuclear Magnetic Resonance Solid State (NMR), Nitrogen adsorption-desorption (BET), Thermal Analysis (TG/DTG) and Spectroscopy of the Infrared (FT-IR). The hybrid material SBA 15_NH2 exhibit BET surface area of 451 m2/g and total pore volume 0,15 cm3/g. FT-IR, NMR, TG confirmed the incorporation of organic groups, cisteine and phenylisotiocianate in the materials. The analysis indicated that all synthesized materials showed hexagonal structure, characteristic of mesoporous materials like SBA-15 with good ordering of the pores, high surface area and narrow pore size distribution. All modified samples were subjected of sorption processes of Cu+2. The maximum adsorption capacity was 21 mg/g for the material modified with phenylisotiocianate. The Langmuir isotherm model fitted well to the experimental data together of pseudo-second order model kinetic process of adsorption. The results suggest that these materials can be used as adsorbents to remove trace metal ions in contaminated aqueous systems.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The tururi and buriti fibers, and the castor bean stalks are extremely efficient to sorption of metal ions from aqueous solutions. In this study, the adsorbents were activated with different concentrations of alkali solutions (5, 7, 10 and 15% w/v). The materials were characterized by analytical techniques as infrared, X-ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetry analysis. The infrared spectra revealed that associated groups to macromolecules of hemicellulose and lignin after alkaline activation have less intensity compared to the initial samples. The XRD revealed, that after castor bean stalks alkaline activation, the presence of the cellulose type II peaks, which did not occur with tururi and buriti fibers. The fluorescence X-ray data showed that the cations present in the initial adsorbents, K+ and Ca2 + are exchanged by Cu (II), Ni (II), Cd (II) and Pb (II) in the sorption process. Studies of the influences of variables: mass of adsorbent; agitation rate; the initial pH and concentration using a fractional factorial design 24-1 demonstrated that all variables affect the response (adsorption capacity mg g-1). As a result for a larger value of qtotal, conditions were observed while maintaining the pH at 5.5; mass of the adsorbent 50 mg; agitation at 200 rpm and the initial concentration: 500 mg L-1. The adsorption kinetics revealed fast adsorption process, about 30 minutes, and good fitting to pseudo-second-order theoretical model to all adsorption process studied. Intraparticle diffusion models as Weber-Morris and Boyd were testes in order to study the limiting steps of the process.The results showed that for tururi and buriti fibers (with the exception of nickel ions) the rate-limiting step is not the intraparticle diffusion, while for the castor bean stalks, it was found that the rate-limiting step of the process is the intraparticle diffusion. The study of monoelement and multielement systems were performed at pH 5.5, initial concentrations from 20-500 mg L-1, which the experimental data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Sips theoretical models. The tururi fibers adsorption capacities (mg g-1) in monoelementar and multielement system follows the order Pb (188.79)> Cd (92.20)> Cu (32.82)> Ni (22.23) and Cd (77.53)> Pb (43.93)> Cu (24.99)> Ni (19.51), respectively. Buriti fibers adsorption capacities (g-1 mg) in monoelementar and multielement systems follows the order of Cu (143.1)> Pb (112.1)> Ni (103.7)> Cd (86.33) and Pb (69.12)> Cu (49.28)> Ni (45.10)> Cd (24.95), respectively. Castor bean stalks adsorption capacities (g-1 mg) in in monoelementar and multielement systems follows the order of Pb (175.1)> Cd (124.8)> Ni (111.1)> Cu (89.23) and Cu (56.78)> Pb (55.82)> Cd (44.72)> Ni (43.48), respectively. The results showed a better fit for the Sips model, relating to a heterogeneous adsorption. Fixed bed studies using castor bean stalks checking the influence of variables adsorbent flow (1, 2 and 3 mL min-1), the height of the column (5, 7 and 10 cm) and initial concentration (100 , 200, 300 mg L-1) by the Box-Behnken planning revealed that there were no influence between the variables in the studied. The breakthrough curves were well fitted to the Thomas model. The study in real effluent with Cu (II) (galvanoplastic sector) was carried out using the optimized condition: flow (1 ml min-1); bed height (10 cm) initial concentration: (245.5 mg L-1) and it was found adsorption capacity of 32.42 mg g-1. The mamoneira stalks adsorbent was used for five cycles to verify their potential reuse, and it was found no significant efficiency losses. / As fibras tururi, buriti e talos da mamoneira sÃo resÃduos lignocelulÃsicos extremamente eficientes na sorÃÃo de metais de soluÃÃes aquosas. Neste trabalho, eles foram ativados com diferentes concentraÃÃes de soluÃÃes alcalinas (5, 7, 10 e 15% m/v). Os materiais foram caracterizados pelas tÃcnicas analÃticas de Infravermelho, DifraÃÃo de Raios-X (DRX) e Termogravimetria. Os espectros de infravermelho revelaram que os grupos associados Ãs macromolÃculas de hemicelulose e lignina diminuem em intensidade ou desaparecem apÃs a ativaÃÃo alcalina. Os DRX revelaram que apÃs a ativaÃÃo alcalina, os talos da mamoneira apresentaram picos de celulose tipo II, o que nÃo ocorreu com as fibras de tururi e buriti. O dados de FluorescÃncia de Raios-X revelaram que os cÃtions presentes nos adsorventes como Na(I) e Ca(II) sÃo trocados pelos Ãons Cu(II), Ni(II), Cd(II) e Pb(II) no processo de sorÃÃo. Os estudos das influÃncias das variÃveis: massa do adsorvente; taxa de agitaÃÃo; pH e concentraÃÃo inicial utilizando planejamento experimental fracionÃrio 24-1 demostrou que todas as variÃveis afetaram a resposta (capacidade de adsorÃÃo mg g-1). Como resultado para um maior valor de qtotal, as condiÃÃes observadas foram mantendo o pH em 5,5; massa do adsorvente em 50 mg; taxa de agitaÃÃo em 200 rpm e concentraÃÃo inicial 500 mg L-1. A cinÃtica de adsorÃÃo revelou rÃpida adsorÃÃo, cerca de 30 minutos em geral, seguindo o modelo de pseudo-segunda ordem em todos os processos adsortivos. Modelos de difusÃo intrapartÃcula como de Webber-Morris e Boyd foram estudados a fim de determinar as etapas limitantes do processo. Os dados evidenciaram que para as fibras de tururi e buriti (com exceÃÃo dos Ãons nÃquel) a etapa limitante da velocidade nÃo à a difusÃo intraporo, enquanto para os talos de mamoneira foi verificado que a etapa limitante do processo à a difusÃo intrapartÃcula. O estudo com sistema monoelementar e multielementar foi realizado em pH 5,5, concentraÃÃes variando de 20-500 mg L-1, nos quais os dados foram aplicados aos modelos de Langmuir, Freundlich e Sips. As capacidades de adsorÃÃo (mg g-1) em sistema monoelementar e multielementar das fibras de tururi segue a ordem Pb(188,79)> Cd(92,20)> Cu(32,82)> Ni(22,23) e Cd(77,53)> Pb(43,93)> Cu(24,99)> Ni(19,51), respectivamente. As capacidades de adsorÃÃo (mg g-1) das fibras de buriti em sistema monoelementar e multielementar segue a ordem Cu(143,1)> Pb(112,1)> Ni(103,7) > Cd(86,33) e Pb(69,12)> Cu(49,28)> Ni(45,10)> Cd(24,95), respectivamente. As capacidades de adsorÃÃo (mg g-1) dos talos de mamoneira em sistema monoelementar e multielementar segue a ordem Pb(175,1)> Cd(124,8)> Ni(111,1)> Cu(89,23) e Cu(56,78)> Pb(55,82)> Cd(44,72)> Ni(43,48), respectivamente. Em geral, os resultados evidenciaram melhor aplicabilidade ao modelo de Sips, o qual prediz que os sÃtios disponÃveis para adsorÃÃo sÃo heterogÃneos. Em relaÃÃo ao estudo de adsorÃÃo em leito fixo utilizando talos de mamoneira, a verificaÃÃo da influÃncia das variÃveis: fluxo do adsorvente (1, 2 e 3mL min-1), altura da coluna (5, 7 e 10 cm) e concentraÃÃo inicial (100, 200, 300 mg L-1) pelo planejamento de Box-Behnken, revelou que nÃo hà influencia mutua entre as variÃveis no intervalo estudado. As curvas de ruptura experimentais foram bem aplicadas ao modelo teÃrico de Thomas. O estudo com efluente real de Ãons Cu (II) (setor galvanoplÃstico) utilizando a condiÃÃo otimizada: fluxo (1mL min-1); altura de leito (10 cm) e concentraÃÃo inicial: (245,5 mg L-1) obteve 32,42 mg g-1 de capacidade de adsorÃÃo O adsorvente talos de mamoneira foi utilizado por cinco ciclos para verificar seu potencial de uso, nÃo havendo perdas significativas de eficiÃncia.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho teve como objetivo estudar a adsorÃÃo de compostos poliaromÃticos em materiais nanoporosos para avaliar a reduÃÃo do teor destes compostos em misturas complexas de hidrocarbonetos. O destilado naftÃnico estudado neste trabalho foi produzido a partir de diferentes tipos de petrÃleos naftÃnicos nacionais, este produto tem alta aplicabilidade na indÃstria sisaleira (produÃÃo de fibras) por ser estÃvel e com alto ponto de fulgor, o que oferece seguranÃa no seu manuseio. Entretanto, por nÃo sofrer nenhum tratamento, o produto possui uma alta concentraÃÃo de compostos aromÃticos. Desta forma, Ã importante reduzir as concentraÃÃes desses compostos, sobretudo dos poliaromÃticos, para tornar os produtos menos perigosos Ãs pessoas que trabalham com o seu manuseio. AtravÃs de vÃrios mÃtodos analÃticos, foi possÃvel traÃar o perfil dos compostos aromÃticos presentes nas amostras da carga. Foram pesquisados e testados vÃrios adsorventes comerciais, dentre os materiais, destacaram-se os carvÃes ativados. AtravÃs dos experimentos em coluna, foi possÃvel avaliar a capacidade de adsorÃÃo em leito fixo dos carvÃes ativados, estimar parÃmetros de transferÃncia de massa e simular o comportamento breakthrough dos sistemas estudados. A dinÃmica de adsorÃÃo em leito fixo com misturas sintÃticas de poliaromÃticos foi utilizada para avaliar a capacidade dos melhores materiais (AC1 e AC2) e verificar a difusividade efetiva no interior das partÃculas. Foram avaliadas as propriedades fisico-quÃmicas e o teor de poliaromÃticos apÃs o tratamento. Os resultados confirmaram a eficiÃncia dos carvÃes ativados para utilizaÃÃo em processos de modulaÃÃo do teor de compostos poliaromÃticos do destilado naftÃnico estudado. / The removal of aromatics from mineral naphthenic oil by adsorption was studied. Commercial adsorbents were evaluated using batch experiments. The equilibrium data were fitted using the Langmuir equation. Column experiments were performed for three activated carbons samples that presented the best batch adsorption properties. A simulation model was used to predict the breakthrough curves for adsorption and desorption runs. After three cycles of adsorption/desorption, using n-hexane as eluent, only a slight decrease in aromatics capacity was observed. Activated carbon seemed to be adequate for aromatics removal in this system. Textural properties and detailed study of adsorption was performed using synthetic mixtures of pyrene. The adsorption capacities of adsorbents were obtained by batch experiments in three different temperatures and the isotherms were well adjusted by Langmuir equation. The dynamic adsorption was evaluated by successive breakthrough curves. The dynamic adsorption isotherms were well obtained from these experiments and were also well adjusted by Langmuir equation. The general model that account both internal and external resistances of mass transfer were used to predict the breakthrough curves and estimate the pore diffusivity.

Neste trabalho foram realizados estudos para avaliaÃÃo e modificaÃÃo de derivados de petrÃleo e de bioderivados. Na primeira parte deste estudo foi avaliada a seletividade de adsorÃÃo de C8 aromÃticos em peneiras moleculares comerciais. A separaÃÃo dos isÃmeros de xilenos à um importante processo na indÃstria petroquÃmica. As tÃcnicas de cromatografia em headspace e pulsos cromatogrÃficos foram utilizadas para obtenÃÃo de dados experimentais de equilÃbrio de adsorÃÃo. Esta abordagem pode ser muito Ãtil para a seleÃÃo de adsorventes, bem como para investigar a variaÃÃo na seletividade em relaÃÃo à composiÃÃo e temperatura do processo. As seletividades de adsorÃÃo de misturas multicomponentes determinadas atravÃs do mÃtodo de pulsos cromatogrÃficos confirmaram os valores obtidos utilizando os experimentos de cromatografia em headspace. Os valores indicaram o carÃter de para-seletividade dos zeolitos Y (αpx/ox ~ 4) e beta (αpx/ox ~ 2) e de orto-seletividade para os zeolitos mordenita (αox/px ~ 1,5). Na segunda parte deste trabalho foi estudado o processo de adsorÃÃo de poliaromÃticos com misturas modelo e com amostras de Ãleos naftÃnicos pesados (ONP). Os experimentos com as misturas modelo serviram para estudar a capacidade de adsorÃÃo de poliaromÃticos dos materiais, avaliar os parÃmetros de processo e selecionar os materiais mais promissores (Norit 830W e Norit 1240 plus) para avaliaÃÃo com amostras de ONP. As amostras de ONP foram caracterizadas e apresentaram altos teores de poliaromÃticos (8,2% m/m). AtravÃs dos experimentos em coluna, foi possÃvel avaliar a capacidade de adsorÃÃo dos carbonos ativados, estimar parÃmetros de transferÃncia de massa e simular o comportamento breakthrough dos sistemas estudados. Foram avaliadas as propriedades fÃsico-quÃmicas e o teor de poliaromÃticos apÃs o tratamento. Os resultados confirmaram a eficiÃncia dos carbonos ativados para utilizaÃÃo em processos de reduÃÃo do teor de compostos poliaromÃticos de ONP. Na terceira e Ãltima parte deste trabalho foram estudadas as propriedades fÃsico-quÃmicas e resistÃncia oxidativa de bioderivados (biodiesel e biolubrificantes) do Ãleo de mamona. O uso de antioxidantes aumentou de 6 a 15 vezes a estabilidade das amostras de biodiesel. Os estudos de estabilidade dos biolubrificantes hidrogenados com os melhores antioxidantes mostraram elevaÃÃo do perÃodo de induÃÃo em 10 vezes. / In this work, the methods for evaluation and modification of petroleum-based and bio-based products were studied. In the first part of this study, the adsorption of C8 aromatics in commercial molecular sieves was evaluated. The separation of xylene isomers is an important issue in the petrochemical industry. Headspace and chromatographic pulse techniques were used to measure experimental equilibrium data. This approach is very useful for the selection of adsorbents, as well as in the investigation of selectivity variation, with respect to composition and process temperature. The adsorption selectivities of multicomponent mixtures determined by the chromatographic pulse method were in agreement with the values obtained using headspace technique. The aforementioned values indicate the character of para-selectivity in zeolites Y (αpx/ox ~ 4) and beta (αpx/ox ~ 2), as well as the ortho-selectivity for the mordenite zeolites (αox/px ~ 1.5). In the second part of this study, we studied the adsorption of polyaromatics using model samples and heavy naphthenic oils (HNO). The experiments with model solutions were used to study the capacity of polycyclic aromatic adsorption to evaluate the process parameters and to select the most promising adsorbents (Norit 830W and Norit 1240 Plus), with samples for the evaluation of the HNO. Therefore, the samples were characterized and the HNO had a high content of polyaromatics hydrocarbons (8.2% m/m). Through column experiments, it was possible to evaluate the adsorption capacity of activated carbons, estimating parameters and mass transfers to simulate the breakthrough behavior of the above systems. We evaluated the physicochemical properties and the content of polyaromatics after treatment. The results confirmed the efficiency of activated carbons as an alternative process to reduce polyaromatics content of a HNO. In the third part of this study, we analyzed the physicochemical properties and the oxidation resistance of bio-based products (biodiesel and biolubricants) of the castor oil. Hence, the use of antioxidants increased from 6 to 15 times the stability of castor oil biodiesel. Stability studies of hydrogenated biolubricants with the best antioxidants showed an elevation of the induction period by 10 times.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As substÃncias denominadas desreguladores endÃcrinos (DE) sÃo uma categoria recente de poluentes ambientais que interferem nas funÃÃes do sistema endÃcrino, sendo encontradas no meio ambiente em concentraÃÃes na ordem de μg L-1 e ng L-1. Os efluentes de ETEs sÃo importantes fontes de lanÃamento desses compostos no ambiente aquÃtico uma vez que os processos convencionais de tratamento de Ãgua e esgoto nÃo removem totalmente esses micropoluentes. Neste trabalho avaliou-se a eficiÃncia da argila pilarizada utilizando o diÃxido de estanho como agente pilarizante para remoÃÃo de DE (de diferentes classes) em matrizes ambientais. Foi utilizado o planejamento experimental para avaliaÃÃo dos fatores que afetaram o processo adsortivo. Para etapa de otimizaÃÃo do mÃtodo analÃtico anteriormente validado foi estudada a eficiÃncia de trÃs cartuchos SPE comerciais. Foram obtidas concentraÃÃes afluentes, efluentes e eficiÃncias de remoÃÃo em duas estaÃÃes de tratamento de esgotos que operavam em escala real (UASB + cloraÃÃo). Por fim, foram realizados experimentos de adsorÃÃo de DE em sistemas mono e multicomponentes, assim como de regeneraÃÃo do adsorvente. Os cartuchos Oasis e Strata-X mostraram elevada eficiÃncia e capacidade seletiva, entretanto apenas o cartucho Strata-X foi o selecionado neste trabalho, uma vez que o mesmo mostrou maiores valores de recuperaÃÃo (%) de 50 (Sulfamethoxazol); 83 (Trimetoprima); 171 (Diclofenaco); 183 (Estrona); 14 (17β-estradiol) e 82 (Bisfenol-A). O mÃtodo cromatogrÃfico mostrou-se seletivo para todos os compostos estudados, exceto para o hormÃnio estriol. Os valores de limite de quantificaÃÃo (1,28-29,97 ng L-1) e limite de detecÃÃo (0,42-9,89 ng L-1) obtidos neste trabalho foram considerados baixos. A maioria dos valores de recuperaÃÃo encontrados foi menor que 100%. Foi possÃvel observar que o esgosto afluente Ãs ETEs estudadas ainda apresentam em seus efluentes quantidades considerÃveis de DE, com valores mÃdios efluentes entre 21,94-311,79 ng L-1 para ETE Aracapà e 4,41-123,47 ng L-1 para ETE Mondubim, o que evidencia a necessidade de uma etapa de pÃs-tratamento nas ETEs estudadas. Foram encontradas maiores eficiÃncias de tratamento para os compostos bisfenol A (90,8%) e 17α-etinilestradiol (76,6%) na ETE Mondubim. Jà para os compostos sulfametoxazol e estrona foi observado um incremento nos valores efluentes de 18,9 e 28,6%, respectivamente para a ETE AracapÃ. A argila pilarizada mostrou maior capacidade de adsorÃÃo quando comparada à argila natural, devido ao alargamento do espaÃo interlamelar da argila e aumento no volume de mesoporos como comprovado pelas tÃcnicas de caracterizaÃÃo. ApÃs anÃlise dos resultados do planejamento fatorial foi fixado os valores Ãtimos encontrados das variÃveis no processo para compor os estudos de cinÃtica e isoterma de adsorÃÃo, os quais foram Temperatura â 25 ÂC; AgitaÃÃo â 300 rpm; Massa do adsorvente: 300 mg e pH â 3. O estudo cinÃtico indicou tempo de equilÃbrio de 1 hora, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem o que melhor se ajustou aos dados. O mecanismo de difusÃo intrapartÃcula nÃo foi a etapa determinante da velocidade e no processo de transferÃncia de massa. A maioria dos compostos DE estudados obteve maior remoÃÃo em sistema multicomponente quando comparados aos estudos monocomponentes. Os dados experimentais de isoterma de adsorÃÃo melhor se ajustaram ao modelo de Freundlich com exceÃÃo aos referentes aos compostos TMP e BPA. Os testes de regeneraÃÃo do adsorvente indicaram significante reduÃÃo da capacidade de adsorÃÃo da argila pilarizada no 2 ciclo de adsorÃÃo para os compostos TMP e BPA, com reduÃÃo de 99,5 e 79,2 %, respectivamente. Para os compostos E2 e E1, a adsorÃÃo foi afetada apÃs o 3 ciclo. / The substances called endocrine disruptors (ED) are a new category of environmental pollutants that interfere in the functions of the endocrine system, being found in the environment at concentrations in the order ug L-1 and L-1 ng. The WWTP effluent release are important sources of such compounds in the aquatic environment since the conventional methods of water treatment and sewage not completely remove these micropollutants. In this study we assessed the efficiency of pillared clay using tin dioxide as an agent for removing pilarizante DE (of different classes) in environmental matrices. Experimental design was used to evaluate the factors affecting the adsorptive process. For optimization step of the previously validated analytical method it was studied the effectiveness of three commercial SPE cartridges. Tributaries concentrations were obtained, effluents and removal efficiencies of two sewage treatment plants operating in full scale (UASB + chlorination). Finally, DE adsorption experiments were performed in single and multicomponent systems as well as regenerating the adsorbent. The Oasis and Strata-X cartridge efficiency showed high and selective ability, however, only Strata-X cartridge was selected in this study, since it showed higher recovery values (%) 50 (Sulfamethoxazol); 83 (Trimethoprim); 171 (diclofenac); 183 (estrone); 14 (17β-estradiol) and 82 (Bisphenol A). The chromatographic method was selective for all compounds studied, except for the hormone estriol. The quantification limit values (1.28 to 29.97 ng L-1) and detection limit (from 0.42 to 9.89 ng L-1) obtained in this study were low. Most of the recovery values was less than 100%. It was observed that the esgosto tributary of the studied WWTPs still present in their waste considerable amounts of DE, with average values of effluents from 21.94 to 311.79 ng L-1 for ETE Aracapà and 4.41 to 123.47 ng L 1 to ETE Mondubim, which highlights the need for a step of post-treatment in the studied WWTPs. They have found greater efficiencies treatment for compounds bisphenol A (90.8%) and 17α-ethinylestradiol (76.6%) ETE Mondubim. As for the compounds sulfamethoxazole and estrone it was observed an increase in effluent values of 18.9 and 28.6% respectively for the ETE AracapÃ. The pillared clay showed higher adsorption capacity compared to the natural clay, due to enlargement of the interlayer space of the clay and increased volume of mesopores as evidenced by the characterization techniques. After analyzing the results of the factorial design was set optimum values of the variables found in the process to make the studies of kinetics and adsorption isotherm, which was temperature - 25  C; Agitation - 300 rpm; Mass of adsorbent: 300 mg and pH - 3. The kinetic study indicated 1 hour equilibration time, with the model of pseudo-second order which best fit to the data. The intraparticle diffusion mechanism was not the determining step of the speed and mass transfer process. The majority of the DE compounds obtained greater removal in multicomponent system when compared to single-component studies. The experimental data better adsorption isotherm set the model Freundlich except to refer to the TMP and BPA compounds. The sorbent regeneration tests indicated a significant reduction in the adsorption capacity of pillared clay in the 2nd adsorption cycle for TMP and compounds BPA, with a reduction of 99.5 and 79.2%, respectively. For E2 and E1 compounds, adsorption was affected after the 3rd cycle.

A geraÃÃo de ResÃduos SÃlidos Urbanos (RSU) vem aumentando a cada ano no PaÃs, sendo a fraÃÃo orgÃnica normalmente responsÃvel por mais da metade da quantidade total de RSU gerada. Entre as alternativas existentes para o aproveitamento dos resÃduos sÃlidos orgÃnicos, destaca-se a digestÃo anaerÃbia, uma soluÃÃo atrativa, tendo em vista que hà produÃÃo de biogÃs durante o processo. Entretanto, para que suas possibilidades de aplicaÃÃo sejam mais abrangentes, à necessÃrio que o biogÃs seja purificado e posteriormente submetido a um processo de upgrade, a fim de que adquira caracterÃsticas similares ao do gÃs natural. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar Carbonos Ativados (CAs) a partir de endocarpo de coco seco (Cocos nucifera), de coco babaÃu (Orbignya speciosa) e a partir de vagem de flamboyant (Delonix regia) por meio de ativaÃÃo com diÃxido de carbono em Ãnica etapa. As caracterÃsticas texturais das amostras foram determinadas por meio de isotermas de adsorÃÃo de N2 a -196 ÂC. Os maiores valores de Ãrea superficial especÃfica e volume de microporos foram obtidos para o bioadsorvente sintetizado a partir do coco seco, com valores de 1452 m2/g e 0,60 cm3/g, respectivamente. Foram selecionados os CAs de coco seco e de coco babaÃu para a anÃlise de suas eficiÃncias na separaÃÃo de misturas CO2/CH4 para aplicaÃÃo no upgrade de biogÃs. Para tanto, ensaios de equilÃbrio de adsorÃÃo dos componentes puros (CO2 e CH4) e da mistura (30% vol. CO2, 70% vol. CH4) foram realizados a 20 ÂC utilizando uma balanÃa de suspensÃo magnÃtica. A capacidade de adsorÃÃo de CO2 pouco se diferenciou entre as duas amostras, apresentando o CA de coco seco melhores resultados. Essa amostra apresentou valores bem maiores de captura de metano a pressÃes acima de 3,0 bar. Os dados experimentais foram comparados com os obtidos pelo ajuste do modelo de TÃth e da IAST (Teoria da SoluÃÃo Adsorvida Ideal) para os dados mono e multicomponentes, respectivamente. Os ajustes de TÃth foram bastante precisos, enquanto os da IAST se adequaram moderadamente. As seletividades das amostras para o CO2 em relaÃÃo ao CH4 foram determinadas e comparadas com a de outros adsorventes comerciais. O CA do coco seco apresentou resultados melhores que o coco babaÃu a baixas pressÃes, com valor de seletividade de 4,2 a 1,0 bar, indicando ser um material competitivo para a aplicaÃÃo proposta. / The generation of Municipal Solid Waste (MSW) is increasing every year in Brazil, being the organic matter responsible for more than half of the total MSW generated. Among the current alternatives to the use of organic solid waste, the anaerobic digestion is the most attractive as biogas production occurs in the process. Nevertheless, to increase its usage possibilities, biogas has to be purified and upgraded, in order to acquire characteristics similar to that of natural gas. The present work aims to prepare activated carbons (ACs) from coconut endocarp (Cocos nucifera), babassu coconut (Orbignya speciosa) and flamboyant pods (Delonix regia) by one step CO2 activation. The textural characteristics were determined by N2 adsorption isotherm at -196 ÂC. The best results of BET surface area and micropore volume were obtained for bioadsorbent synthesized from coconut shell, with values of 1452 m2/g and 0.6 cm3/g, respectively. ACs from coconut shell and babassu coconut were selected to analyze their efficiency in CO2/CH4 separation mixture for biogas upgrading application. Therefore, pure component (CO2 and CH4) and mixture (30% vol. CO2, 70% vol. CH4) adsorption equilibria were performed at 20 ÂC using a magnetic suspension balance. The CO2 adsorption capacity slightly differed between samples, presenting the AC from coconut shell better results. This sample had higher methane uptake above pressures of 3.0 bar. The experimental data were compared with the fit of Toth and IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) models for mono and multicomponent data, respectively. The Toth fitting was fairly accurate, while the IAST fit was moderate. The samples selectivity to CO2 over CH4 were calculated and compared with another commercial adsorbent. The AC from coconut shell presented better results than babassu coconut at low pressures, with a selectivity value of 4.2 at 1.0 bar, indicating to be a competitive material for the proposed application.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo teÃrico-experimental da separaÃÃo dos aÃÃcares presentes no suco de caju. Os materiais utilizados foram soluÃÃes frutose / glicose sintÃticas e suco de caju clarificado. A caracterizaÃÃo foi realizada atravÃs das anÃlises de pH, sÃlidos solÃveis totais (ÂBrix), condutividade elÃtrica, cor, turbidez, densidade, viscosidade, proteÃnas solÃveis e taninos. A adiÃÃo de resinas de troca iÃnica (Dowex 50WX2-100 e Dowex  1X8-100) e carvÃo ativado (119-8X30 da Carbomafra S/A), em cerca de 1% p/v cada, causou uma reduÃÃo significativa na cor e turbidez, apesar do teor de aÃÃcares ter diminuÃdo entre 6 e 10%. Duas colunas foram empacotadas com as resinas DOWEX MTO 99Ca e DIAION UBK 555 para os experimentos de separaÃÃo de aÃÃcares. A capacidade de adsorÃÃo da resina DOWEX MTO 99Ca foi mantida constante, por outro lado, o desempenho da resina DIAION UBK 555 foi significativamente afetado apÃs seu contato com suco de caju clarificado. / The objective of this work was to perform a theoretical and experimental study for the separation of the sugars present in clarified cashew apple juice. The materials used were synthetic fructose/glucose solutions and clarified cashew apple juice.. The characterized according to the following analyses: pH, ÂBrix, electrical conductivity, color, turbidity, density, viscosity, soluble proteins and tannins. It was found that the addition of ion-exchange resins (Dowex 50WX2-100 and Dowex  1X8-100) and activated carbon (119-8X30 from Carbomafra S/A) at about 1% wt/vol, each, caused a significant reduction in color and turbidity, although sugar content was also reduced from 6 to 10%. Two beds were packed with resins DOWEX MTO 99CA and DIAION UBK 555 for sugar separation experiments. The adsorption capacity of resin DOWEX MTO 99CA was kept constant in spite of the contact with cashew apple. On the other hand, the performance of DIAION UBK 555 resin was significantly affected after the contact with cashew apple juice.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O objetivo desta dissertaÃÃo foi de otimizar a reaÃÃo de esterificaÃÃo para a produÃÃo de biodiesel por meio da aplicaÃÃo de tÃcnicas de adsorÃÃo. A aplicaÃÃo da adsorÃÃo teve o intuito de remover a Ãgua formada no processo, uma vez que a mesma leva a desativaÃÃo do catalisador e desloca o equilÃbrio quÃmico para reaÃÃo de hidrolise. A presenÃa de Ãgua reduz o rendimento da reaÃÃo de esterificaÃÃo, o que torna necessÃrio a utilizaÃÃo de elevadas concentraÃÃes de Ãlcool no meio reacional. Para tanto, foi realizado dois planejamentos experimentais para as reaÃÃes de esterificaÃÃo sem e com adsorÃÃo da Ãgua formada no processo. Em ambos os planejamentos foram investigadas as variÃveis temperatura, concentraÃÃo de catalisador e razÃo molar entre o Ãlcool e o Ãcido graxo. No planejamento experimental realizado para a reaÃÃo de esterificaÃÃo sem adsorÃÃo da Ãgua formada, as variÃveis concentraÃÃo de catalisador e razÃo molar entre reagentes mostraram-se estatisticamente significativas para a resposta conversÃo a 95 % de confianÃa. O melhor resultado experimental foi obtido a temperatura de 110ÂC com uma razÃo molar de 9:1 e uma concentraÃÃo de 1% de catalisador. Jà no planejamento experimental para a reaÃÃo de esterificaÃÃo com a remoÃÃo da Ãgua formada no processo, as variÃveis temperatura e a concentraÃÃo de catalisador foram significativas estatisticamente para o intervalo de confianÃa estudado (95%). Observou-se que quanto maior a temperatura e maior a concentraÃÃo de catalisador, melhor foi o resultado experimental obtido. Os experimentos cinÃticos mostraram que ao realizar a reaÃÃo de esterificaÃÃo aplicando-se tÃcnicas de adsorÃÃo, o processo tornou-se mais sensÃvel a temperatura, uma vez que o valor de energia de ativaÃÃo aparente obtido para a reaÃÃo com adsorÃÃo de Ãgua foi de 26,66 kJ/mol e para a reaÃÃo sem adsorÃÃo da Ãgua formada foi de 18,43 kJ/mol. A anÃlise via CG/MS mostrou que o acompanhamento da reaÃÃo por meio do Ãndice de acidez à satisfatÃrio para acompanhar a dinÃmica da reaÃÃo, pois os valores de conversÃo obtidos pelos dois mÃtodos foram equivalentes. Na caracterizaÃÃo do biodiesel obtido com adsorÃÃo da Ãgua formada os parÃmetros de densidade, Ãndice de iodo e viscosidade cinemÃtica atenderam as especificaÃÃes exigidas pela ANP. Ao aplicar a metodologia desenvolvida no respectivo trabalho (aplicaÃÃo de tÃcnicas de adsorÃÃo na reaÃÃo de esterificaÃÃo), os teores de Ãsteres metÃlicos obtidos foram de 98,9 % e 99,4 % para os experimentos realizados a razÃo molar de 3:1, concentraÃÃo de 1% de catalisador e temperaturas de 90 e 100ÂC, respectivamente. / This dissertation aimed to optimize the esterification reaction for biodiesel production using an adsorption reaction system. Adsorption was applied to remove the water formed in the process, because water deactivates the catalyst and shifts the equilibrium towards the hydrolysis reaction. Water reduces the yield of the esterification reaction, which requires high concentrations of alcohol in the reaction medium. Two experimental designs were carried out for the esterification reactions. One with and one without adsorbing the water formed in the process. In both designs, the variables temperature, catalyst concentration, and molar ratio between alcohol and fatty acid were investigated. Catalyst concentration and the alcohol to FFA molar ratio were the most statistically significant responses on conversion (within a 95% level of confidence) when the reaction was carried out without the adsorption system. The best result was obtained in experimental temperature of 110ÂC with a molar ratio of 9:1 and with a concentration of 1% of catalyst. Temperature and catalyst concentration were the most statistically significant variables in the experiments carried out with the adsorption system (for the confidence level of 95%). Higher temperatures and higher catalyst concentration enhanced the yield into biodiesel. The kinetic experiments showed that with the adsorption system the process became more sensitive to temperature, since the value of the apparent activation energy of the reaction was 26.66 kJ/mol and without adsorption system the apparent activation energy was 18.43 kJ/mol. GC/MS analysis showed that acidity index was very satisfactory to evaluate the yield of biodiesel., because the conversions obtained in both methods were equivalent. Density, iodine value and kinematics viscosity were within the specifications required by ANP. The methodology developed in this study resulted in conversions of oleic acid into methyl esters of 98.9% and 99.4% for the experiments performed with a molar ratio of 3:1, concentration of 1% of catalyst and temperatures of 90 and 100  C, respectively.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A cajucultura à considerada uma das atividades sÃcio-econÃmicas mais importantes da regiÃo Nordeste do Brasil. Apesar de ser empregado industrialmente para fabricaÃÃo de polpa, bebidas e doces, o pedÃnculo do caju apresenta altÃssimos nÃveis de desperdÃcio. Pouco mais de 10% da produÃÃo agrÃcola à explorada comercialmente. Neste contexto, a obtenÃÃo de produtos de valor agregado a partir do pedÃnculo do caju â como xaropes de frutose e glicose â pode indicar rotas econÃmicas alternativas para as regiÃes produtoras, aproveitando a produÃÃo excedentÃria nÃo absorvida pelo mercado de sucos e doces industrializados. O leito mÃvel simulado constitui uma das mais inovadoras tecnologias cromatogrÃficas que realiza separaÃÃo de isÃmeros de forma contÃnua. Um dos pontoschave desta tecnologia à a escolha adequada das condiÃÃes de operaÃÃo (vazÃes e tempos de troca) que propiciem uma separaÃÃo adequada. Este trabalho apresenta estudos de equilÃbrio de adsorÃÃo de soluÃÃes sintÃticas de frutose e glicose, em condiÃÃes de sobrecarga de concentraÃÃo, visando à separaÃÃo destes aÃÃcares em leito mÃvel simulado para a produÃÃo de xaropes de caju enriquecidos em frutose e glicose. As isotermas de adsorÃÃo foram obtidas por cromatografia frontal, utilizando soluÃÃes sintÃticas de frutose e glicose com concentraÃÃo variando de 10 a 120g/L, nas temperaturas de 30, 40 e 60 ÂC, utilizando as resinas de troca iÃnica Dowex MTO 99Ca e Diaion UBK 555. As curvas de ruptura (breakthrough) das soluÃÃes sintÃticas foram confrontadas com curvas de breakthrough obtidas a partir do xarope de caju para validaÃÃo do modelo. A partir das mesmas, foram obtidas isotermas nÃo-lineares bem descritas pelo modelo de Langmuir. O modelo do transporte dispersivo foi empregado para reproduzir o comportamento das curvas de breakthrough e para estimar parÃmetros de transferÃncia de massa, utilizando o solver comercial gPROMS. Os dados de equilÃbrio de adsorÃÃo foram utilizados para gerar a regiÃo de completa separaÃÃo (razÃes de vazÃo nas zonas 2 e 3) em uma unidade de leito mÃvel simulado (LMS), com base na Teoria do EquilÃbrio (mÃtodo do triÃngulo) para prediÃÃo das condiÃÃes de operaÃÃo numa unidade piloto. / The cashew crop is considered one of the most important socio-economic activity in Northeastern Brazil. Despite being used industrially for the production of pulp, drinks and sweets, the cashew apple shows high levels of waste. A little more than 10% of crop is exploited commercially. In this context, adding value to products derived from the cashew apple - such as fructose and glucose syrups - may indicate alternative economical routes for producing regions, by consuming the surplus not absorbed by the market of juices and sweets. The simulated moving bed is one of the most innovative technologies that performs continuous chromatographic separation of isomers. One of the key points of this technology is the choice of operating conditions (flows and switching times) that provides adequate separation. This work presents studies of adsorption equilibrium of synthetic solutions of fructose and glucose, under overloaded conditions of concentration, aiming at the separation of these sugars in simulated moving bed for the production of high-fructose and high-glicose syrups. The adsorption isotherms were obtained by frontal analysis, using synthetic solutions with fructose and glucose concentrations ranging from 10 to 120g / L, at temperatures of 30, 40 and 60  C, using the ion exchange resins Dowex MTO 99Ca and Diaion UBK 555. The breakthrough curves of synthetic solutions were compared with those obtained from the cashew syrup for validation of data, tha sake of model validation. Tha measured isotherms were non-linear and well described by the Langmuir model. The dispersive transport model was used to reproduce the behavior of breakthrough curves and to estimate mass transfer parameters, using the gPROMS commercial solver. Adsorption data were used to generate the region of complete separation (flowrate ratios in sections 2 and 3) of a simulated moving bed (SMB unit), based on the equilibrium theory (the triangle method), in order to predict operating conditions in a pilot unit.