O tensoativo anfotérico cocoamidopropil betaína (CAPB) é largamente utilizado na indústria de cosméticos, e é considerado um insumo essencial para a formulação de sabonetes líquidos, shampoos e géis de limpeza facial. A síntese deste tensoativo se dá por meio da reação entre ácido graxo de coco e dimetilaminopropilamina (DMAPA) e, posterior reação com o ácido monocloroacético (AMCA). O excesso de DMAPA considerado impureza, precisa ser monitorado devido a sua irritabilidade no contato com a pele, olhos e mucosas podendo em alguns casos provocar dermatite. Atualmente, o método adotado pela empresa Clariant S/A utiliza para a determinação desta substância, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), entretanto, esta metodologia apresenta elevado tempo de análise e consumo de solventes, comprometendo a produtividade na indústria, por manter os reatores inoperantes na espera do resultado da análise. Existe uma demanda crescente na indústria de cosméticos para utilização de metodologias que abordem critérios de tempo e custo na determinação de impurezas, para assegurar a qualidade dos produtos finais. Assim, com o intuito de aumentar a eficiência no processo de produção, este trabalho tem como objetivo propor um método rápido e confiável por eletroforese capilar para determinar o teor de DMAPA durante a produção (controles de processo) e no produto final do tensoativo CAPB. Neste trabalho foram abordadas diversas técnicas de preparo de amostra e condições instrumentais, para se alcançar um limite de quantificação (LOQ) 10 mg kg-1 (especificação exigida pelo cliente no produto final). O DMAPA foi analisado como cátion, utilizando um eletrólito de corrida com imidazol e HIBA (ácido alpha hidroxibutírico), ambos com concentração de 0,01 mol L-1e pH acertado para 4,0 utilizando uma solução de HCl 1,0 mol L-1. Foi realizada inicialmente, uma tentativa de analisar o CAPB diluindo-o diretamente em água, porém, mesmo após tentativas de pré-concentração on-line como o Stacking (plug de água antes da injeção da amostra) e injeção de amostra no modo eletrocinético, os subprodutos presentes na amostra, interferiram, prejudicando a detectabilidade do método. Então, foi proposta uma alternativa de preparo de amostra por meio da destilação por arraste de vapor, que permitiu isolar o DMAPA de sua matriz, diminuindo o limite de detecção (LOD) e LOQ do método proposto. Posteriormente foi construída uma curva analítica processada (em CAPB) e o método proposto apresentou boa precisão (%CV < 5) e linearidade (R2=0,9955 faixa linear de 2,0 a 20 mg kg-1), com LOD e LOQ de 0,03 mg kg-1 e 0,1 mg kg-1, respectivamente. O método proposto nesta dissertação alcançou o objetivo desejado, uma vez que apresentou um LOQ para o DMAPA abaixo da especificação exigida pelos clientes no produto final, e significativamente mais rápido do que o método atualmente utilizado pela Clariant S/A. / The amphoteric surfactant cocoamidopropyl betaine (CAPB) is widely used in pharmaceuticals and cosmetics industries, and is considered an essential input for the formulation of liquid soaps, shampoos and facial cleansing gels. Its synthesis is based on the reaction between fatty acid and coconut dimethylaminopropylamine (DMAPA) and subsequent reaction with monocloroacetic acid (MCA). The excess of DMAPA, regarded as an impurity, needs to be monitored because of its skin, eyes and mucous membranes irritability and in some cases, it causes dermatitis. Currently, the method adopted by Clariant S/A Industry for the determination of this substance is based on high performance liquid chromatography (HPLC). However, this method has a high analysis time and solvent consumption, compromising the productivity because of the inactive reactors which cannot be operated without the results of DMAPA analysis. There is a growing demand in the cosmetics industry to use methodologies which use time and cost criteria for determination of impurities to ensure the end products quality. Thus, in order to increase efficiency in the production process, this paper aims to propose a fast and reliable method for capillary electrophoresis to determine the DMAPA content during production (process control) and in the end product (CAPB surfactant). In this study, we addressed several sample preparation techniques and instrumental conditions to achieve an LOQ (limit of quantification) 10 mg kg-1 (specification required by the customer in the final product). The DMAPA was analyzed as cation, using a running buffer with imidazole and HIBA (a-hydroxybutyric acid), both with concentration of 0.01 mol L-1, and pH adjusted to 4.0 using a solution of HCl 1.0 mol L-1. First, CAPB was diluted directly in water. However, even after online preconcentration as Stacking (water plug before sample injection) and sample injection using the electrokinetic mode, the by-products present in the sample interfered in the method detectability. Thus, it was proposed an alternative sample preparation by steam distillation, allowing the isolation of the DMAPA from its matrix, lowering the limit of detection (LOD) and LOQ. Subsequently a processed calibration curve was constructed (in CAPB) and the proposed had good precision (CV% <5) and linearity (R2 = 0.9955, linear range from 2.0 to 20 mg kg-1), with LOD and LOQ of 0.03 mg kg-1 and 0.1 mg kg-1, respectively. The developed method in this thesis has achieved its purpose, since it presented an LOQ for the DMAPA below the required specification by customers in the final product, and significantly faster than the method currently used by Clariant S/A.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-04-08T19:47:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Monitoramento hidrossedimentológico numa bacia hidrográfica do escudo sul-rio-grandense.pdf: 3298608 bytes, checksum: 197f42a8c4f63d0217bc52c6db4902f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-04-08T19:47:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Monitoramento hidrossedimentológico numa bacia hidrográfica do escudo sul-rio-grandense.pdf: 3298608 bytes, checksum: 197f42a8c4f63d0217bc52c6db4902f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-04-08T19:47:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Monitoramento hidrossedimentológico numa bacia hidrográfica do escudo sul-rio-grandense.pdf: 3298608 bytes, checksum: 197f42a8c4f63d0217bc52c6db4902f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T19:47:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Monitoramento hidrossedimentológico numa bacia hidrográfica do escudo sul-rio-grandense.pdf: 3298608 bytes, checksum: 197f42a8c4f63d0217bc52c6db4902f1 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A construção e uso de redes de monitoramento hidrossedimentológicas, são extremamente importantes para compreensão da dinâmica dos fenômenos envolvidos, chuva, vazão e produção de sedimentos. O monitoramento hidrossedimentológico realizado para descrever e compreender o transporte e a produção de sedimentos em uma bacia hidrográfica. Assim o objetivo deste trabalho foi analisar relações entre os processos hidrossedimentológicos numa bacia hidrográfica rural, utilizando técnicas de monitoramento. O trabalho foi realizado na bacia hidrográfica do Arroio do Ouro, localizada entre os municípios de Pelotas e Morro Redondo/RS, com área de 17,17km2, elevação média de 194 metros, predominância de relevo ondulado. Os usos predominantes do solo são das atividades desenvolvidas em pequenas propriedades familiares, observando-se o cultivo de espécies como pêssego, milho e tabaco, além de atividades de pecuária leiteira e avicultura. O monitoramento hidrossedimentológico contínuo teve início em 2014, com sensores de precipitação (pluviógrafos), sensor de pressão (nível) e sensor de turbidez (turbidímetro). Durante o período de monitoramento de 6 meses (abril a outubro de 2014) foram monitorados 13 eventos de precipitação, com diferentes características e em diferentes condições de uso e manejo do solo. Os resultados demonstram que a produção de sedimento tem relação direta com a magnitude dos eventos de precipitação, na qual um evento extremo foi responsável pelo transporte de 1.335,58 toneladas de sedimento, correspondendo a 59,4% da produção total de sedimentos de todos os eventos monitorados. O sedimento transportado em arraste representou de 9 a 43,8% do total de sedimento transportado, destacando sua importância do transporte em arraste no Arroio do Ouro. O laço de histerese não apresentou predominância em um único sentido, observando-se eventos com sentido horário e anti-horário. No entanto os eventos que apresentaram histerese anti-horária foram caracterizados por serem de pequena magnitude, nestes eventos é possível que ocorra a deposição de sedimento na calha fluvial, limitados ao transporte de sedimento proveniente de áreas mais distantes como é o característico deste tipo de histerese. / The construction and the use of hydrosedimentological monitoring networks, are extremely important for the comprehension of the dynamics of phenomena involved, e.g. rain, discharge and sediment production. The hydrosedimentological monitoring is realized to describe and understand the transport and production of sediment in one catchment. Therefore the objective of this work was to analyze the relationship between the hydrosedimentological processes in one rural catchment, using monitoring techniques. This work was developed in the Arroio do Ouro catchment, situated between Pelotas and Morro Redondo/RS, with a drainage area of 17,27km², with average elevation of 194 meters, and undulating relief predominant. The soil uses are destined to activities in small farms, observing the cultivate of peach, corn and tobacco, apart from activities of livestock milk and aviculture. The continuous hydrosedimentological monitoring began in the beginning of 2014, with precipitation sensors (rain gauges), pressure sensors (pressure-sensing limnograph), and turbidity sensors (turbidity meter).During the 6-month monitoring period (April to October, 2014) 13 precipitation events were monitored, with different features and different condition of use and management. The results demonstrate that the sediment production has a direct relation with the magnitude of the precipitation events, in which one of these events was responsible for the transport of 1335,58 tons of sediment, corresponding to 59,4% of the total production of sediments of the all monitoring events. The bedload transported represented from 9 to 43,8% of the total of sediment rate, highlighting the importance of the total bedload in Arroio do Ouro. The hysteretic loops did not produce predominance of one type of way, presenting clockwise and counter-clockwise events. However, the events which presented counter-clockwise hysteretic loops were characterized by the lower magnitude. In these events it is possible the occurence of sediment deposition in the river channel, limited to transport of sediment from more distant areas, as it is typical in this type of hysteretic loops.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 1751678 bytes, checksum: 7a959c20ec52c075f9eb068f9cb8b956 (MD5) Previous issue date: 2012-05-25 / A redução de arraste por injeção de polímeros de alto peso molecular em escoamento turbulento é um importante fenômeno que tem recebido a atenção de muitos pesquisadores nos últimos anos. Porém, a eficiência de tais aditivos não é constante. A turbulência degrada o polímero, diminuindo a capacidade de redução o arraste. Recentemente, o fenômeno de degradação tem recebido uma merecida atenção na literatura e vários estudos dos efeitos de concentração, massa molecular, número de Reynolds e temperatura no mecanismo físico da degradação estão disponíveis. Contudo, tais parâmetros não são ainda suficientemente explorados e seus efeitos sobre o mecanismo de degradação carecem de estudos. Investiga-se no presente trabalho o fenômeno de degradação molecular em soluções aquosas de três diferentes polímeros: óxido de polietileno (PEO), poliacrilamida (PAM) e goma xantana (XG). Uma geometria rotativa formada por cilindros concêntricos com folga dupla é utilizada. A dependência das cisões poliméricas em relação a massa molecular, concentração, temperatura e número de Reynolds é analisada ao longo de uma extensa faixa desses parâmetros. Os principais resultados são ilustrados em termos do coeficiente de redução de arraste, DR. Os testes são realizados com vistas nas variações de DR ao longo do tempo, em especial nos primeiros instantes de experimento. Inicialmente, nota-se que DR assume valores negativos devido ao aumento de viscosidade extensional decorrente do esticamento abrupto dos polímeros. Após atingir um valor mínimo, DR passa a aumentar em resposta a acomodação das estruturas turbulentas, atingindo um valor máximo. Por fim, DR torna a diminuir como consequência das cisões moleculares, até assumir um valor assintótico. Visando-se quantificar a degradação, os resultados são reapresentados em termos do coeficiente de redução de arraste relativo, DR0, definido como a razão entre as reduções de arraste instantânea e máxima observada ao longo de um teste. Propõe-se, por fim, uma equação de DR0 em função do tempo, considerando o número de Reynolds, a concentração, a massa molecular e a temperatura / The drag reduction by high molecular weight polymer in a turbulent flow is an important phenomenon that has received the attention of a number of researchers in the last years. However, the efficiency of those additives is not constant. Turbulence degrades the polymer, decreasing their ability to reduce drag. Recently, this degradation phenomenon has received its deserved attention in the literature and investigations that take into account the effect of concentration, molecular weight, Reynolds number, and temperature on the physical mechanism of degradation can be found. However, these parameters have not yet been explored in very wide ranges. In the present work we investigate this degradation phenomenon using aqueous solutions of three different polymers, polyacrylamide (PAM), polyethylene oxide (PEO) and xanthan gum (XG) in a cylindrical double gap rheometer device. The dependence of degradation on molecular weight, concentration, temperature, and Reynolds number is analysed for a wide range of these parameters. Our main results are displayed in terms of drag reduction (DR). All tests are performed to compute DR for a long period of time including the values obtained from the very beginning of the process. Initially, DR presents negative values due to gain of extensional viscosity caused by polymer stretching. After reaching a minimum value, DR increases in response to the development of turbulent structures, achieving a maximum value. Finally, DR decreases as a result of polymer scissions, attaining an asymptotic value. In order to quantify the degradation, we also display the results using a relative drag reduction quantity, DR0, defined as the ratio of the current drag reduction to the maximum one obtained for a non-degraded solution. We propose an alternative decay function that relates DR0 as a function of the Reynolds number, concentration, molecular weight, and temperature

Aterros sanitários são a forma mais viável de disposição final dos resíduos sólidos urbanos no Brasil, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico. Os antigos lixões estão sendo progressivamente substituídos por aterros bem projetados e operados. Entretanto, os aterros ainda representam risco ambiental devido à liberação de gases e produção de lixiviado (chorume). Os gases podem ser canalizados e queimados ou usados para produção de energia. O tratamento do lixiviado, porém, ainda representa um desafio aos profissionais da área, não tendo ainda sido encontrada uma solução eficaz. As próprias características físico-químicas deste efluente não são bem conhecidas. No presente trabalho buscou-se contribuir para a solução do problema mediante estudos em três frentes: a caracterização detalhada do lixiviado de aterros brasileiros, o estudo da remoção da amônia (o principal poluente presente no lixiviado) por arraste com ar e a importância da força iônica. A compilação de dados referentes a 40 aterros, distribuídos em todas as regiões do país, possibilitou a elaboração de tabelas com as características típicas do lixiviado durante as fases ácida e metanogênica dos aterros. Não se apresentou apenas os valores extremos de cada variável, mas também as faixas mais prováveis de variação. Também foi possível concluir que a fase ácida na maior parte dos casos não dura mais que dois anos nos aterros brasileiros, desde que esses sejam dotados de sistemas de drenagem de base. O estudo do arraste de amônia foi efetuado em torres de 15 cm de diâmetro e 1 m de altura útil, usando-se anéis de polietileno corrugado como material de recheio. Os resultados mostraram que torres aeradas permitem a remoção praticamente total do nitrogênio amoniacal, independentemente de se fazer ou não alcalinização prévia do lixiviado. O volume de ar necessário para remover uma determinada massa de amônia é sempre constante. Somente foi observada nitrificação quando as concentrações de nitrogênio amoniacal ficaram abaixo de 50 mg/L. A elevada força iônica do lixiviado pode ser a responsável pelo fraco desempenho do processo de coagulação-floculação quando aplicado a este efluente. A força iônica é um aspecto pouco estudado no âmbito da engenharia sanitária e ambiental, mas que não pode ser desconsiderada nos estudos acerca do lixiviado. Outros aspectos foram investigados, como o efeito do cloreto na DQO (demanda química de oxigênio) e a possibilidade de desenvolvimento de larvas de insetos nas lagoas de lixiviado. / Sanitary landfills are considered as the most appropriate way for final disposal of municipal solid wastes in Brazil, in the technical and economical point of view. Open dumps have been progressively substituted by well engineered and operated landfills. However, landfills still present environmental risks due to the gas emission and leachate production. Gases can be piped and burnt or used to the electricity production, but the same can not be applied to the leachate. Moreover, the leachate treatment still represents a challenge to the expertise of the area because it was not already found an efficient solution for it. The physical-chemical characteristics of this effluent are not well known yet. This research sought to contribute to the solution of this problem by focusing in three main lines: detailed characterization of the leachate of Brazilian landfills, investigation of the possibilities of ammonia removal (the main pollutant present in the leachate) by air stripping process and evaluation of the importance of the ionic strength. The compilation of data from 40 sanitary landfills, distributed in all the geographic regions of Brazil, allowed the preparation of tables describing the typical characteristics of Brazilian leachates during the acid and methanogenic phases. It was presented not only the extreme values, but also the most probable ranges of variation. It was also possible to conclude that the acid phase lasts no more than 2 years in Brazilian landfills equipped with adequate leachate drainage systems. The study of ammonia air stripping was carried out in towers of 15 cm of diameter and 1 m of packed bed height. Corrugated plastic Raschig rings were used as packing media. Results showed that the aerated towers were able to remove the ammonia almost completely, independently if the pH of leachate was previously increased or not. The volume of air necessary to remove a determined mass of ammonia is always constant. Nitrification occurred only when total ammonia nitrogen concentrations were lower than 50 mg/L. This led to the conclusion that biological systems should not be applied directly to the treatment of raw methanogenic leachate. The high ionic strength of the leachate can be the responsible for the low efficiencies of coagulation-flocculation process applied to this effluent. Even though ionic strength is not usually considered by sanitary and environmental engineering, it should be considered in the studies dealing with leachate. Other aspects were also investigated, as the effect of the chloride in COD (chemical oxygen demand) measurements and the possibility of maggots growth in leachate ponds.

Este trabalho se propôs a avaliar o desempenho de um reator com leito de biomassa aderida de fluxo ascensional em escala plena (159 \'M POT.3\') e com aeração contínua a 7 m acima da base do reator para o tratamento do esgoto sanitário. O leito do reator era formado por carvão ativado granular, carvão antracitoso e areia. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram feitos ensaios hidrodinâmicos que consistiram da curva de expansão/fluidificação para as biopartículas do leito do reator em escala plena e do ensaio de estímulo-resposta com o traçador \'NA\'CL\'. Na segunda etapa monitorou-se o comportamento do reator com leito de biomassa aderida operado com setor 1 (sem aeração) e setor 2 (com aeração) sobrepostos e foi utilizada a recirculação para expandir o leito. As curvas de expansão/fluidificação das biopartículas constituintes do leito do reator mostraram que o leito do reator no setor 1 encontrava-se sem expansão e no setor 2 estava expandido, sob as condições de operação determinadas para esse trabalho. Do ensaio com o traçador \'NA\'CL\', obtiverem-se tempo de detenção hidráulica médio (TDHM) de 18,45 h para o ensaio sem recirculação e com compressor desligado; e de 16,90 h para o ensaio com recirculação e compressor ligado. Os TDHM obtidos foram maiores que o TDH teórico (igual a 12 h), provavelmente devido à difusão do traçador no biofilme. A Etapa II foi dividida em duas fases, na fase 1 o TDH teórico médio foi de 12 h e na fase 2 foi de 16 h. Verificou-se baixa retenção de sólidos no sistema, visto que o efluente apresentou, durante a maior parte do período de monitoramento, concentrações de sólidos totais e sólidos suspensos totais superiores as do afluente. A maior eficiência de remoção de DQO de amostra bruta aconteceu na fase 2 e foi de 32% sob taxa de carregamento de 0,86kgDQObruta/\'M POT.3\'.d. Os valores médios de DQO de ) amostras filtradas do efluente foram iguais 119 e 116 mg \'O IND.2\'/L, o que equivale a remoções médias de 54% e 63%, respectivamente para a fase 1 e 2. A maior remoção DBO de amostra filtrada no sistema aconteceu na fase 1 e foi de 91%, com o efluente apresentando concentração de 19 mg \'O IND.2\'/L. Com relação à concentração de NTK, o sistema foi pouco eficiente em sua remoção e apresentou concentrações muito baixa de nitrogênio oxidado (menores que 1 mg \'NO IND.3\'POT.-1\'/L). O grau de amonificação foi de 89%, em média, quando considerou a concentração de NTK em amostra filtrada. Concluiu-se que o sistema não é eficiente na remoção de material orgânico e de nutrientes devido ao arraste de sólidos e material biológico no efluente. / This work aimed to evaluate the performance of a full scale up-flow attached biomass bed reactor (159 \'M POT.3\') and with continuous aeration at 7 m above bottom of the reactor to sanitary sewage treatment. The bed of the reactor was constituted for activated granular carbon, anthracite carbon and sand. The work was divided into two stages. In the first stage, hydrodynamics tests were made which consisted of the expansion/fluidization curve for the bioparticles of the bed of the full scale reactor and of the test of stimulus-response with tracer \'NA\'CL\'. In the second stage, it monitored the performance of the attached biomass bed reactor operated with overlapping sector 1 (without aeration) and sector 2 (with aeration) and it utilized the recirculation to expand the bed. The expansion/fluidization curves of the bioparticles of the bed of the reactor showed that the bed of the reactor in the sector 1 was without expansion and in the sector 2 was expanded, under the operating conditions determined for this work. Of the test with \'NA\'CL\' tracer obtained mean hydraulic detention time (HDTM) of 18,45 h for the test without recirculation and compressor off; and of 16,90 h for the test with recirculation and compressor on. The obtained HDTM were bigger than the theoretical HDT (equal at 12 h), probably due to at the diffusion of trace into biofilm. The stage II was divided into two phases, in the phase 1 mean theoretical HDT was of 12 h, and in the phase 2 was of 16 h. It verified low retention of solids in the system, since the effluent presented, during most of the monitoring period, concentrations of total solids and total suspended solids higher than the influent. The greater efficiency of COD removal of raw sample occurred in phase 2 and was of 32% under loading rate of 0,86kgCODraw/\'M POT.3\'.d. The mean amounts COD of filtered samples in the effluent were equal to 119 and 116mg\'O IND.2\'/L, which is equivalent ) to mean removals of 54% and 63%, respectively for phase 1 and 2. The higher efficiency of removal BOD filtered sample in the system was in phase 1 and was of 91%, with effluent presenting concentration of 19mg \'O IND.2\'/L. With respect to the TKN concentration, the system was little efficient in its removal and presented very low concentration of oxidized nitrogen (lower than 1mg \'NO IND.3\'POT.-1\'). The degree of ammonification was 89%, on average, when considered the TKN concentration in the filtered sample. It concluded that the system is not effective removing organic material and nutrients due to drag of solids and biological material in the effluent.

A proposta deste trabalho é estudar a tecnologia para a remoção de amônia do lixiviado através do processo físico-químico de arraste com ar e a sua caracterização por processos de fracionamento com membranas de MF e UF. Foram analisados no processo de arraste de ar os parâmetros pH, vazão de ar e tempo de operação. Foi verificada a remoção de nitrogênio amoniacal de 93,5% em um tempo de operação de 6 horas, com ajuste de pH igual a 11 e vazão de ar 100 L/h. Após a remoção do nitrogênio amoniacal, os lixiviados foram submetidos a processo de fracionamento com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF), sendo investigadas a remoção de amônia, a condutividade, DQO, COD, cloreto e pH. Obtiveram-se resultados praticamente constantes à medida que o lixiviado permeou nas membranas de MF e UF. Ademais, empregaram-se testes de toxicidade e ensaios de tratabilidade biológica com amostras de lixiviado bruto, lixiviado tratado (baixa concentração de amônia) e lixiviados fracionados com membranas de MF e UF. Nos ensaios de tratabilidade biológica os resultados mostraram que não houve uma remoção significativa de matéria orgânica e nos testes de toxicidade com organismos Danio rerio, embora tenha ocorrido uma redução na toxicidade na sequência dos experimentos, foi constatado que o lixiviado bruto, lixiviado tratado com remoção de amônia e fracionados com membranas de MF e UF mantiveram elevada toxicidade. / The proposal of present work is to study the technology for removing ammonia from leachate by physico-chemical process of air stripping and its characterization after fractionation processes with MF and UF membranes. Were analyzed the process of entrainment of air pH, air flow rate and operating time. Moreover, there was the removal of ammonia nitrogen from 93.5% in a running time of 6 hours, with pH adjustment equal to 11 and air flow rate 100 L / h. Soon after the first treatment the leachate were characterized in the process of fractionation with membranes (MF and UF) and were investigated the remotion of ammonia, conductivity, COD, COD, chloride and pH. Getting results were nearly constant as the leachate permeated the membranes of MF and UF. Moreover, were employed for toxicity tests and biological treatability tests on samples of raw leachate, leachate treatment group (low ammonia concentration) and leachates fractionated with the MF and UF membranes. In tests of biological treatability results showed no significant removal of organic matter and toxicity tests with organisms Danio rerio, besides the occurrence of a reduction in toxicity, it was found that the raw leachate, leachate treated with removal of ammonia and fractionated with the MF and UF membranes maintained high values of toxicity.

A proposta deste trabalho é estudar a tecnologia para a remoção de amônia do lixiviado através do processo físico-químico de arraste com ar e a sua caracterização por processos de fracionamento com membranas de MF e UF. Foram analisados no processo de arraste de ar os parâmetros pH, vazão de ar e tempo de operação. Foi verificada a remoção de nitrogênio amoniacal de 93,5% em um tempo de operação de 6 horas, com ajuste de pH igual a 11 e vazão de ar 100 L/h. Após a remoção do nitrogênio amoniacal, os lixiviados foram submetidos a processo de fracionamento com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF), sendo investigadas a remoção de amônia, a condutividade, DQO, COD, cloreto e pH. Obtiveram-se resultados praticamente constantes à medida que o lixiviado permeou nas membranas de MF e UF. Ademais, empregaram-se testes de toxicidade e ensaios de tratabilidade biológica com amostras de lixiviado bruto, lixiviado tratado (baixa concentração de amônia) e lixiviados fracionados com membranas de MF e UF. Nos ensaios de tratabilidade biológica os resultados mostraram que não houve uma remoção significativa de matéria orgânica e nos testes de toxicidade com organismos Danio rerio, embora tenha ocorrido uma redução na toxicidade na sequência dos experimentos, foi constatado que o lixiviado bruto, lixiviado tratado com remoção de amônia e fracionados com membranas de MF e UF mantiveram elevada toxicidade. / The proposal of present work is to study the technology for removing ammonia from leachate by physico-chemical process of air stripping and its characterization after fractionation processes with MF and UF membranes. Were analyzed the process of entrainment of air pH, air flow rate and operating time. Moreover, there was the removal of ammonia nitrogen from 93.5% in a running time of 6 hours, with pH adjustment equal to 11 and air flow rate 100 L / h. Soon after the first treatment the leachate were characterized in the process of fractionation with membranes (MF and UF) and were investigated the remotion of ammonia, conductivity, COD, COD, chloride and pH. Getting results were nearly constant as the leachate permeated the membranes of MF and UF. Moreover, were employed for toxicity tests and biological treatability tests on samples of raw leachate, leachate treatment group (low ammonia concentration) and leachates fractionated with the MF and UF membranes. In tests of biological treatability results showed no significant removal of organic matter and toxicity tests with organisms Danio rerio, besides the occurrence of a reduction in toxicity, it was found that the raw leachate, leachate treated with removal of ammonia and fractionated with the MF and UF membranes maintained high values of toxicity.

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:05:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NavarroDiaz_HelmutJoel_M.pdf: 20602791 bytes, checksum: 810d1333271b6db64857c64c3c2a7904 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_PatriciaFranco_D.pdf: 2381293 bytes, checksum: 5131ad6a5dbd2eb071d1516e4f5d09fc (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este estudo teve por objetivo comparar o custo de manufatura (COM) de extratos vegetais e óleos voláteis de plantas aromáticas, condimentares e medicinais nativas ou adaptáveis ao cultivo brasileiro obtidos por processos de extração considerados limpos e que não agridem o meio ambiente. Foi realizado o estudo técnico-econômico do processo de extração com fluido supercrítico (SFE) e destilação por arraste a vapor (SD) para obtenção de extratos vegetais e óleos voláteis. A metodologia de estimativa de custo de manufatura utilizada neste estudo resulta em COM classe 4 ou 5, sendo uma estimativa preliminar para a decisão de prosseguimento ou a interrupção do projeto. As estimativas dos custos de manufatura dos extratos foram realizadas através das curvas globais de extração (OEC) dos sistemas determinadas experimentalmente neste trabalho (alecrim + vapor, camomila + vapor, erva-doce + vapor, erva-baleeira + vapor, erva-baleeira + CO2, canelinha + CO2) e também através das OECs da literatura (alecrim + vapor, alecrim + CO2, erva-doce + vapor, erva-doce + CO2,, gengibre + CO2, camomila + CO2, pimenta-do-reino + vapor, pimenta-do-reino + CO2, funcho + CO2,). As curvas globais de extração foram ajustadas a um spline contendo duas ou 3 retas: a primeira reta descreve a taxa de transferência de massa no período de taxa de extração constante (CER), a segunda reta descreve a taxa de transferência de massa no período de taxa de extração decrescente (FER) e a terceira reta descreve a taxa de transferência de massa no período controlado pela difusão (DC). Para o scale-up assumiu-se que o rendimento de extração e o tempo do processo para o equipamento em escala industrial são linearmente correlacionados aos parâmetros da escala laboratorial quando é mantida constante a razão entre a massa de solvente e a massa de alimentação. Os COMs para os extratos obtidos por SD e SFE foram estimados durante todo o processo de extração para tempos pré-selecionados ao longo das OECs. Para os extratos obtidos por SFE, o COM também foi estimado para dois tempos de processo préselecionados: (i) o tempo de ciclo correspondente ao período CER e denotado por tCER e (ii) tempo de ciclo correspondente à intercepção das retas que representam os períodos CER e DC e denotado por tCER2. O parâmetro tCER é amplamente proposto pela literatura e como uma boa aproximação para o tempo de ciclo do processo SFE, tendo em vista que aproximadamente 70% do leito de extração é esgotado nesta etapa. Para as OECs ajustadas a um spline linear contendo três retas o tempo de ciclo foi selecionado como tCER2. Através do estudo de simulação da etapa de separação extrato/solvente realizado para os sistemas funcho + CO2 e canelinha + CO2 foi possível observar que a condição de operação desta etapa tem grande influência na composição do extrato final. A pressão de operação do tanque flash igual a 40 bar foi considerada uma boa alternativa, pois tanto a perda de CO2 na corrente de saída de extrato quanto a perda de extrato na corrente de saída de solvente foram mínimas. O estudo da etapa de separação é uma área promissora e ainda pouco explorada frente à etapa de extração. Foi avaliado o impacto do custo fixo de investimento, custo de matéria-prima, custo de utilidades, custo de mão-de-obra e custo de tratamento de resíduos sobre o COM. Este estudo foi importante, pois quebrou o paradigma de que o custo fixo de investimento seria o fator de maior impacto no COM dos extratos produzidos por SFE. O custo de matéria-prima predominou na composição do COM dos extratos da grande maioria das matrizes vegetais obtidas por SFE e SD. A SFE é um processo promissor e já existem inúmeras unidades industriais operando na China, França, Alemanha, etc. A estimativa preliminar dos custos de manufatura dos extratos de erva-baleeira, alecrim, camomila, erva-doce e pimenta-do-reino obtidos por SFE e SD foram: US$ 914,00/kg e US$ 10.350,00/kg, US$ 214,00/kg e US$ 369,00/kg, US$ 277,00/kg e US$ 2.798,00/kg, US$ 216,00/kg e US$ 272,00/kg, US$ 198,00/kg e US$ 232,00/kg, respectivamente. Estes custos foram comparados ao preço de venda de similares produzidos no Brasil e/ou exterior. A produtividade anual para cada processo foi confrontada / Abstract: This study had the objective to compare the cost of manufacturing (COM) of vegetable extracts and volatile oils of aromatic, condimental and medicinal plants, natives or adaptable to cultivation in Brazil, obtained by extraction processes that are clean and harmless to the environment. A technical-economical study on supercritical fluid extraction (SFE) and steam distillation (SD) for obtaining of vegetable extracts and volatile oils was done. The methodology to estimate the cost of manufacturing used on this study produces estimation classified as COM class 4 or 5, being a preliminary estimation used in the decision of go or not go of the project. The cost of manufacturing estimations were done using information from the overall extraction curves (OEC) experimentally determined in this study (rosemary + steam, chamomile + steam, anise + steam, C. verbenacea + steam, C. verbenacea + CO2, C. zehntneri + CO2) and information obtained from literature for OECs (rosemary + steam, rosemary + CO2, anise + steam, anise + CO2, ginger + CO2, chamomile + CO2, black pepper + steam, black pepper + CO2, fennel + CO2). The overall extraction curves were fitted to a spline containing two or three lines: the first line describes the mass transfer rate for the constant extraction rate period (CER), the second line describes the falling extraction rate period (FER), and the third line describes the diffusion controlled rate period (DC). The scale-up procedure assumed that both the global yield and the time of processing of the industrial scale are linearly correlated to laboratory scale ones as long as the ratio of the solvent mass to the raw material mass is kept constant. The COMs of the extracts obtained by SD and SFE were estimated from beginning to end of the process at specified time intervals along the OECs. For the SFE process the COM was also estimated for two preselected times of process: (i) a time of cycle corresponding to CER period and denoted as tCER, and (ii) a time of cycle corresponding to the intercept of the CER and DC lines denoted in this study as tCER2. The tCER parameter is widespread in literature as being a good estimative for the time of processing for the SFE since approximately 70% of extraction bed is exhausted along this period. For the OECs adjusted to a linear spline containing three lines the time of cycle was chosen as tCER2. The simulation of the separation extract/solvent done for fennel + CO2 and C. zehntneri + CO2 system, showed that the operation conditions of this stage have great influence on the final composition of the extract. The operation pressure of 40 bar in the flash tank was considered as a good choice, since a minimum loss of CO2 (in the extract exit stream) and the extract loss (in the CO2 exit stream) were estimated. The study of the separation stage is a promising area, and still little explored when compared to the extraction stage. The impact of the fixed cost of investment, raw material cost, utilities cost, operational-labor cost and waste treatment cost on the COM were evaluated. This study was important since it broke the paradigm that the fixed cost of investment would be the factor of major impact on the COM of the extracts produced by SFE. The raw material cost was predominant on the composition of the COM of the extracts from most vegetable matrices obtained by SFE and SD. SFE is a promising process, and there already are many industrial units operating in China, France, Germany, etc. The preliminary estimative of the manufacturing costs of the extracts of C. verbenacea, rosemary, chamomile, anise and black pepper obtained by SFE and SD were: US$ 914.00/kg and US$ 10,350.00/kg, US$ 214.00/kg and US$ 369.00/kg, US$ 277.00/kg and US$ 2,798.00/kg, US$ 216.00/kg and US$ 272.00/kg, US$ 198.00/kg and US$ 232.00/kg, respectively. These costs were compared to the selling prices of similar products produced in Brazil and/or abroad. The annual productivities of each process were confronted. / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-10-25T23:42:57Z No. of bitstreams: 1 Daniela_C_O_Bueno_2016.pdf: 2802809 bytes, checksum: ff40fea77fdb8dbe45d71a56b942127c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T23:42:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela_C_O_Bueno_2016.pdf: 2802809 bytes, checksum: ff40fea77fdb8dbe45d71a56b942127c (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / The trees are part of our daily life: in urban areas, as shadow production elements, landscaping, water infiltration, reduced thermal sensation, attenuation of noise, breaking wind, oxygen release / absorption of pollutants and as micro habitats for wildlife; and in rural areas, some cultures such as pine are distinguished primarily as energy sources (wood) in the industrial sector. In all cases the common characteristic is the generation of waste is the pruning process and / or processing / production of wood processing. In most cases these residues are intended to landfills, discarding the potential use as raw material for the production of essential oils. On that basis, the aim of this study was to develop a technology for essential oil extraction using an alternative method based on the incremental innovation. Therefore, the methodology included six stages: 1) characterization of the raw material; 2) Technology prospecting; 3) alternative technology proposition; 4) Prototyping through design, construction and assembly components; 5) Operational tests in real operating condition; and 6) the requirements of novelty evaluation, inventive step, sufficiency descriptive and industrial application for intellectual property protection. The result of the work was a technological product, pilot-scale production of essential oil residues from tree pruning and firewood production endowed simultaneously generating steam and carbon dioxide. The resulting equipment introduced innovative features and was the object of protection with the National Institute of Industrial Property (INPI) under No. 2015 032186-0 BR 20 with the following attributes: possibility of operation of the modular systems either independently or together, possibility of continuous operation or in batch, using as extracting fluid vapor and / or carbon dioxide and versatility in size and enforcement capacity in various materials that have, in their composition, essential oils. The work also had as a development technology for use in saunas which was also object patent (Patent No. BR 20 2015 032185-1). The project in question is inserted in the area of technological innovation and in its early stages prioritized the development of technology and in the second phase should be complemented with the optimization of the operational part. Thus, it contributes to environmental technology for the recovery of waste from pruning and / or industrial wood processing. / As árvores fazem parte do nosso cotidiano: na área urbana, como elementos de produção de sombra, paisagismo, infiltração da água, redução da sensação térmica, atenuação da poluição sonora, quebra de ventos, liberação de oxigênio/absorção de poluentes e como micro hábitats para a fauna; e na área rural, algumas culturas como o pinus primam essencialmente como fontes energéticas (lenha) do setor industrial. Em todos os casos a característica comum é a geração de resíduos, seja do processo de poda e/ou do processamento/beneficiamento na produção de lenha. Na maioria dos casos esses resíduos são destinados aos aterros sanitários, descartando-se o potencial do aproveitamento, como matéria prima para a produção de óleos essenciais. Partindo deste pressuposto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma tecnologia para extração de óleo essencial utilizando um método alternativo com base da inovação incremental. Para tanto, a metodologia contemplou seis etapas: 1) Caracterização da matéria prima; 2) Prospecção tecnológica; 3) Proposição de tecnologia alternativa; 4) Prototipagem por meio de projeto, construção e montagem de componentes; 5) Testes operacionais na condição real de operação; e 6) Avaliação dos requisitos de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial para proteção intelectual. O resultado do trabalho foi um produto tecnológico, em escala piloto, para produção de óleo essencial de resíduos da poda de árvores e da produção de lenha dotado de gerador simultâneo de vapor e gás carbônico. O equipamento resultante apresentou características inovadoras e foi objeto de proteção junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) sob o Nº BR 20 2015 032186-0 com os seguintes atributos: possibilidade de operação dos seus sistemas modulares de maneira independente ou em conjunto, possibilidade de operação de forma contínua ou em batelada, utilizando como fluído extrator o vapor e/ou gás carbônico e versatilidade no seu tamanho e capacidade de aplicação em diversos materiais que possuem, na sua composição, óleos essenciais. O trabalho teve também como desdobramento uma tecnologia para utilização em saunas o qual também foi objeto de patenteamento (Patente Nº BR 20 2015 032185-1). O projeto em questão se encontra inserido na área de inovação tecnológica e na sua fase inicial priorizou o desenvolvimento da tecnologia e na segunda fase deve ser complementado com a otimização da parte operacional. Desta forma, contribui-se com a tecnologia ambiental para o aproveitamento dos resíduos de podas e/ou do beneficiamento de lenha industrial.