Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The fertilizer industry is strategically important to Brazil socioeconomic development, a country with intensive agricultural activity and soils needing of replenishment of nutrients. Phosphorus is one of the most essential nutrients for vegetables growth. The domestic production alone can not be satisfy by internal market, not only by low capacity, but also because the hard extracting deposits and also the industrial process are uncompetitive. In order to make the profitability of national facilities maximized, arises the production scheduling as one of the ways to achieve this goal. This work aims to maximize profit through the production scheduling of a multipurpose plant of phosphate fertilizers, considering the process, capacity, inventory and demand constraints. Propose a way to maximize the profitability of this type of operation is not a simple task, since all the products are obtained from the same main raw material, process recipes are differentes, the production units are shared and there are steps in nature continuous and batch connected in series. All mentioned characteristics raise the level combinatorial mathematical modeling of the problem and high complexity. A plant for the production of simple superphosphate, simple ammoniated, triple and phosphate monoammonium was built. Using all plant data a resolution algorithm with discrete representation of time was implemented in GAMS. The result of the production allocation quickly returned the production scheduling of higher profitability for 15 days, divided into 45 intervals of 8 hours each. All constraints were considered. Besides maximizing the profit generated, the program returned again: the changes in inventories, allocation of productive units, rates of production and consumption over time. Not only prediction of the best way to operate the plant, considering the maximization of profit, opposite a large number of possible combinations, other analyzes can be made from the allocation of production efforts over time, for example , which units are bottlenecks to satisfy the demands. / A indústria de fertilizantes é estrategicamente importante para o desenvolvimento socioeconômico do Brasil, um país com a atividade agrícola intensiva e com solos com necessidade de reposição de nutrientes. O fósforo é um dos nutrientes mais essenciais para o crescimento dos vegetais. A produção nacional sozinha não consegue suprir as necessidades de mercado, não só pela baixa capacidade instalada, como também pela lavra difícil dos depósitos nacionais e também pelo processo industrial não competitivo. No sentido de tornar a lucratividade das instalações nacionais maximizada, surge a programação da produção como uma das formas de se alcançar este objetivo. Este trabalho objetiva maximizar o ganho financeiro através da programação da produção de uma planta multipropósito de fertilizantes fosfatados, considerando as restrições de processo, capacidade, estoques e demanda. Propor um meio de maximizar a lucratividade deste tipo de operação não é tarefa simples, uma vez que todos os produtos são obtidos a partir da mesma matéria prima principal, as receitas de processo são diferentes, as unidades de produção são compartilhadas e existem etapas de natureza contínuas e em batelada ligadas em série. Todas as características citadas elevam o grau combinatório da modelagem matemática do problema, tornando o de elevada complexidade. Uma planta de produção de Superfosfato Simples, Simples Amoniado, Triplo e Fosfato Monomamônio foi construída. Utilizando todos os dados da planta, um algoritmo de resolução com representação discreta do tempo foi implementado em GAMS. O resultado da programação da produção retornou rapidamente a programação da produção de maior lucratividade para 15 dias, divididos em 45 intervalos de 8 horas cada. Todas as restrições foram atendidas. Além da maximização do ganho financeiro gerado, a programação retornou ainda: a variação dos estoques, a alocação das unidades produtivas, as taxas de produção e o consumo ao longo do tempo. Não só a previsão da melhor maneira de se operar a planta, considerando a maximização do ganho financeiro, frente a um grande número de combinações possíveis, outras análises podem ser feitas a partir da alocação dos esforços produtivos ao longo do tempo, como por exemplo, quais as unidades são gargalos para o atendimento das demandas. / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Climatic changes, largely induced by the use of fossil fuels and the concern with the sustainable development, has become renewable sources of energy extremely important. Nowadays, renewable sources of energy can be obtained, among several available processes, starting from transesterification, esterification and pyrolysis reaction. The esterification reaction can be carried out with homogeneous and heterogeneous catalysts, being them acids or basic. The use of heterogeneous acid catalysis it is preferable when intend to reduce significantly thr number separation and purifications stages the products, as well as, the possibility of reuse of the catalyst. In this context, researches have been developed using heterogeneous catalysts with the aim to study the biofuels obtaining. The aim os this work was to develop sulphated mesoporosos catalysts and it application in the biofuels production. The sample of MCM-41 was synthesized by the hydrothermal method, and it sample was submeted to sulphatation aiming obtain acid catalysts with different sulfphate concentrations. The catalysts were characterized by X-ray diffraction and infrared spectrocopy. The catalytic activity of the materials was evaluated in a batch reactor through the model reaction of oleic acid esterification. Through the X-ray diffaction results was observed that MCM-41 was obtained with success, because it presented the characteristic picks of the mesopouros structure mesoporosa. Infrared spectroscipy showed that calcination method carried out sucefuly with the elimination of the organic template, and, they were observed the main vibrational bands regarding the sulphate linked on the MCM-41 structure. The results obtained from the catalytic activity, in the esterification reactions were promising, because all the catalysts samples presented catalytic activity for the reaction at several temperatures. Levels of conversion of the sulphated MCM-41 were observed near to the of the reference catalysts, the sulphated zirconia and niobia. / As mudanças climáticas, induzidas em grande parte pelo uso de combustíveis fósseis e a preocupação com o desenvolvimento sustentável, tem tornado as fontes renováveis de energia extremamente importantes. Nos dias atuais, fontes renováveis de energia podem ser obtidas, dentre vários processos disponíveis, a partir de reações de transesterificação, esterificação ou pirólise. A reação de esterificação pode ser conduzida tanto com catalisadores homogêneos quanto heterogêneos, sendo eles ácidos ou básicos. O emprego da catálise ácida heterogênea é preferível quando se pretende reduzir significativamente o numero de etapas de purificação dos produtos, bem como a possibilidade de reuso do catalisador. Neste contexto, pesquisas têm sido desenvolvidas utilizando catalisadores heterogêneos com o objetivo de estudar a obtenção de biocombustíveis. Este trabalho teve como finalidade desenvolver catalisadores mesoporosos sulfatados para a aplicação na produção de biodiesel via catálise ácida. A amostra de MCM-41 foi sintetizada pelo método hidrotérmico e foi submetida à sulfatação, de modo a se obter catalisadores ácidos com diferentes teores de sulfato no MCM-41. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X e espectroscopia na região do infravermelho. A atividade catalítica dos materiais foi medida em reator de batelada, através da reação modelo de esterificação etílica de acido oléico. Através dos resultados de difração de raios-X, foi observado que o MCM-41 foi obtido com sucesso, pois apresentou os picos característicos da estrutura mesoporosa. As análises de espectroscopia na região do infravermelho mostraram também que o método de calcinação foi promissor na eliminação do direcionador orgânico, tendo sido também observadas as principais bandas vibracionais referentes ao sulfato, ligado na estrutura do MCM-41. Os resultado obtidos em relação à atividade catalítica na reação de esterificação foram promissores, visto que todas as amostras obtidas apresentaram atividade catalítica para a reação de esterificação, a várias temperaturas. Foram observados níveis de conversão do MCM-41 sulfatados, próximos aos dos catalisadores de referência, à base de zircônia e nióbia sulfatados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The computational fluid dynamics is a technique used for the analysis of fluid flow systems By this technique, it is possible to simulate new geometries of equipments as well as optimize one in use. In this research, we propose the development of new configurations for static mixers. Is proposed 27 simulations were conducted in a 24 factorial planning with 3 central points and 8 axial points, varying the thickness and the depth of the groove and the distance between the grooves, in order to obtain the velocity gradient as response. One could obtain two optimal settings were obtained. Once the machining of the optimal geometry was difficult, modifications were proposed to facilitate the construction of the mixer. So 16 configurations were obtained and the simplest one was built to be coupled to an experimental test system. The simulated and the experimental values of the velocity gradient were compared. One set up two tubular reactor systems with and without the static mixer were built for the experiments to obtain biodiesel. In these experiments, a 23 factorial planning was done, varying alcohol:oil ratio, catalyst concentration and temperature. The static mixer presented the value of the velocity gradients of 2288.93s-1, being 4,01% lower than the value found in the (2384.61s-1). A comparison of the experiments showed that the utilization of the mixer increased the ester conversion. The equation obtained from the empirical model of conversion to ester (Y) had an adjustment coefficient of 0.97 for the smooth tube reactor and 0.94 for the reactor with mixer. / A fluidodinâmica computacional é uma técnica que permite a análise de sistemas envolvendo o escoamento de fluidos. Através desta técnica é possível simular novas geometrias de equipamentos, bem como otimizar os já utilizados. Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de novas configurações para misturadores estáticos. Foram realizadas 27 simulações de um planejamento fatorial 24 com 3 pontos centrais e 8 pontos axiais variando o comprimento equivalente, a espessura, a altura das saliências e a distância entre cada saliência para obtenção do gradiente de velocidade como resposta. Foram obtidas duas configurações ótimas. Com a dificuldade de usinagem da configuração ótima, foram propostas modificações para facilitar a construção do misturador; assim, 14 configurações foram obtidas e a mais simples foi construída, para ser acoplada a um sistema de testes experimentais. Foram comparados os valores do gradiente de velocidade simulado e experimental. Foram construídos dois sistemas de reatores tubulares com e sem o misturador estático construído para a realização dos experimentos de obtenção de biodiesel. Para estes experimentos foi realizado um planejamento fatorial 23, variando os seguintes parâmetros: razão álcool:óleo; concentração de catalisador e temperatura. O misturador construído apresentou o valor do gradiente de velocidade de 2288,93s-1, sendo 4,01% inferior ao valor encontrado na simulação (2384,61s-1). Após os experimentos foi constatado que com a utilização do misturador a conversão em ésteres é maior. A equação obtida para o modelo empírico da conversão em éster (Y) teve um coeficiente de ajuste de 0,97 para o reator com tubo liso e 0,94 para o reator com misturador.

The manufacturing process of biodiesel from castor oil produces a byproduct known as pie or meal, which has anti-nutritional characteristics that only allow its use as fertilizer. If there is a chance to detoxify the pie, it can be used as animal feed with high protein content, increasing its value. There are detoxification processes physical, chemical, biological and combined processes. The possibility of physical treatment by the solar dryer becomes attractive because the process tends to raise the temperature of the bran to about 60 ° C, temperature that eliminates the ricin, a lethal toxin that represents approximately 1.5% of the bran. In the present work was made a review of the literature about the known processes for the detoxification of castor bean meal, ranging from the use of autoclave until the sun drying. After the review, was defined as an object to eliminate the toxin ricin, the solar dryer of indirect exposure. Initially, the castor bean meal were separated into samples and measuring their mass. The initial moisture content and water activity of the samples were identified and these were placed in electric and solar dryers. The results of drying experiments are presented in the form of graphs and tables, with values of temperature, percentage of dry matter, acidity, total moisture, and protein content of ricin eliminated. The results of drying experiments are presented in the form of graphs and tables, with the values of temperatures, percentage of dry matter, acidity, total moisture, and protein content of ricin eliminated. These data allowed us to observe the optimum conditions of treatment depending on the quality of ricin, concluding that the solar dryer of indirect exposure eliminates part of ricin, but not entirely, because it takes approximately 95 ° C and 6.5 hours of drying to complete elimination of toxin. / O processo de fabricação do biodiesel, a partir do óleo de mamona, gera um subproduto conhecido como torta ou farelo, que possui características antinutricionais que só possibilitam sua utilização como adubo. Se houver a possibilidade de destoxicar o farelo, ele poderá servir como ração animal, com alto teor de proteínas, aumentando o seu valor agregado. Existem processos de destoxicação físicos, químicos, biológicos e processos combinados. A possibilidade de fazer o tratamento físico com o secador solar se torna atraente, pois o processo tende a elevar a temperatura do farelo a aproximadamente 60°C, temperatura que elimina a ricina, uma toxina letal que representa aproximadamente 1,5% do farelo. No presente trabalho realizou-se um levantamento bibliográfico quanto aos processos conhecidos para a destoxicação do farelo de mamona, que vão desde o uso de autoclave até a secagem ao sol. Após a revisão, foi definido como objeto eliminar a toxina ricina por meio de secador solar de exposição indireta. Inicialmente, os farelos de mamona foram separados em amostras, com medição de sua massa, umidade e atividade de água iniciais identificadas e colocadas nos secadores elétrico e solar. Os resultados dos ensaios de secagem estão apresentados sob a forma de gráficos e tabelas, com valores de temperaturas, percentual de massa seca, acidez, umidade total, proteínas e teor de ricina eliminado. Esses dados permitiram observar as condições ótimas de tratamento em função do teor de ricina, concluindo que o secador solar de exposição indireta elimina a ricina, mas não totalmente, pois são necessários aproximadamente 95°C e 6,5 horas de secagem para eliminação completa da toxina.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Several Techniques have been studied for the treatment of produced water wastewater generated in the production of oil, in order to condition it for re-injection in oil-bearing formation, looking for the increase of production in the area or for reuse or proper final disposal. For these pruporses there are several treatment processes, including filtration, wich usually create a layer of solid particles in the medium porous of filter element. Filter rate declines gradually trhought the process. The objective of this work was to study the ultrasound influence on filtration using sintered plastic filter, regenerated to remove undesirable particulates material, and resistent from a mechanical and chemical standpoint, applied to the treatment of produced water in order to increase filtration capacity and decrease the time for its operation, with filter medium in a total area of the 3,5 x10-³ m² and properly tested in experiments with synthetic produced water and natural produced water obtained from the producing field of Carmópolis Sergipe Brazil. The results showed that use of the filtration system is viable for the treatment of produced water, in order to fit in re-injection standarts in oil reservoirs, since the removal efficiencies of total suspended solids (TSS) and oil and grease (TOG) were high, reaching values around 90%. It was concluded that techniques under conventional and ultrasound filtration, as well as strategies for filter media cleaning studied were very promising and should be better studied with the aim of developing a future technology on an industrial scale. / Diversas técnicas vêm sendo estudadas para o tratamento da água produzida efluente gerado na produção de petróleo, no intuito de condicioná-lo para a reinjeção na formação petrolífera, visando ao aumento da produção na área ou para o reuso ou disposição final adequados. Para estes fins, existem vários processos de tratamento, entre eles a filtração, na qual normalmente forma-se uma camada de partículas sólidas no corpo poroso do elemento filtrante, a taxa de filtração sofre uma redução gradual ao longo do processo. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência do ultrassom sobre a filtração utilizando filtro de plástico sinterizado, regenerável para a remoção de materiais particulados indesejáveis, e resistente do ponto de vista mecânico e químico, aplicado ao tratamento de água produzida, de modo a aumentar a capacidade de filtração e diminuir o tempo de operação do mesmo, com área total de filtração de 3,5x10-3 m2 e devidamente testado em experimentos realizados com água produzida sintética e água produzida real obtida do campo produtor de Carmópolis - Sergipe- Brasil. Os resultados obtidos demonstraram que o uso do sistema de filtração é viável para o tratamento da água produzida, visando ao seu enquadramento nos padrões de reinjeção em poços de petróleo, uma vez que as eficiências de remoção de sólidos suspensos totais (SST) e óleos e graxas (TOG) foram elevadas, alcançando valores da ordem de 90%. Concluiu-se que as técnicas de filtração convencional e sob ultrassom, bem como as estratégias de limpeza do meio filtrante estudada foram bastante promissoras e devem ser melhor estudadas com o objetivo de se desenvolver futuramente uma tecnologia em escala industrial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Filtration under ultrasonic condition is a technique that is gaining importance in wastewater treatment field. The main objective of this research was the study ultrasonic waves influence on the filtration of solid-liquid systems, in order to increase the operation performance and the regenerative capacity of the filter medium. A porous ceramic filter, whose filtration area was about 0.016 m2, was applied to the filtration of produced water by three mechanisms: conventional, tangential and ultrasonic. Experiments were carried out with synthetic and real produced water from the fields of Carmópolis and Siririzinho in Sergipe - Brazil. The analyzed variables were oil and grease content (O&G) and total suspended solid (TSS) for each filtration mechanism. It was also analyzed the regeneration of the filter medium by applying backwashing with distilled water. The results showed a stabilization of permeate flow in the filtration assisted by ultrasound and higher regenerative capacity, even in conditions of TSS and O&G maxima. The permeate showed high quality in terms of O&G and suspended solids removal. / A filtração em campo ultrassônico é uma técnica que vem conquistando importância no tratamento de efluentes. Este trabalho tem como objetivo geral o estudo das ondas ultrassônicas na filtração de sistemas sólido-líquido, a fim de aumentar o desempenho da operação e a capacidade regenerativa do meio filtrante. Utilizou-se um filtro de cerâmica poroso com área total de filtração de 0,016 m2, o qual foi usado na filtração de água produzida pelos mecanismos convencional, tangencial e sob a influência de ondas ultrassônicas. Foram realizados experimentos com amostras de água produzida sintética e real dos campos produtores terrestres de Carmópolis e Siririzinho em Sergipe - Brasil. As variáveis analisadas foram sólidos suspensos totais (SST) e teor de óleos e graxas (TOG), para cada mecanismo de filtração. Também foi avaliada a regeneração do meio filtrante aplicando-se retrolavagem com água destilada. Os resultados mostraram que houve uma estabilização do fluxo de permeado no mecanismo de filtração assistida por ultrassom, que também conferiu maior capacidade regenerativa, mesmo em condições de SST e TOG máximos. A qualidade do permeado foi satisfatória, apresentando significativa redução nos teores de óleos e graxas e de sólidos suspensos das amostras.

An oilfield lifecycle naturally exhibits a transition time when it becomes exhausted, since forward large water to oil ratios starts to be experienced, due to the proper conditions of oil reservoir or as a consequence of water injection with the purpose of oil secondary recovering. The development of new technologies for produced water treatment or the improvement of the existing ones is an issue of great importance to the petroleum industry development, minimizing environmental impacts. The flotation process has been extensively used to remove oil, mainly by dissolved air flotation (DAF) that consists of four basic steps: generation of bubbles in oily wastewater; contact between the gas bubbles and oil drops suspended in water; attachment of oil drops to gas bubbles; flotation of air-oil mixture to the surface where the oil is separated. In cases where the effluent needs coagulation, this step becomes an important point to any downstream processing technology. The use of environmentally correct coagulants represents an alternative way to the treatment of sewage and has demonstrated some advantages in relation to chemical coagulants, specifically due to its biodegradability, low toxicity and low surplus sludge production. This study proposes to evaluate the oil-water separation efficiency from produced water through DAF process by using Moringa oleifera Lam as a natural coagulant. Some tests were performed to characterize the oil and the Moringa s cake. Further, other experiments were performed to optimize the coagulation-flocculation process by changing the concentration of Moringa oleifera Lam in the range of 0.05 to 3.5 g/L, with samples of synthetic produced water (SPW) and real produced water (RPW) to get the optimum coagulant concentration in each sample and to determine its action on salted and unsalted emulsions, prepared, respectively, by adding or not NaCl. In the second stage, tests were also performed to optimize DAF process with RPW and SPW samples to evaluate the coagulant agent performance and to establish the kinetic modeling to estimate the separation efficiency. The optimal Moringa s concentration was 2.5 g/L for SPW samples and 1.5 g/L for RPW samples. The greatest DAF s efficiencies by using Moringa oleifera Lam were obtained when the recycling ratio (RR) were set to 40% and 60%, corresponding to oil removal efficiencies of 63.84 and 64.45 %, respectively, for SPW samples, and 55.28 and 59.63%, respectively, for RPW samples. In the case of SPW, the fit of an order one kinetic model provided k=0.03261s-1, showing satisfactory results compared to experimental data. For the case of RPW, the k value to a second-order kinetics model was 3.614x10-4 L.mg-1s-1, exhibiting weak correlation with the experimental results. The use of Moringa oleifera Lam as natural coagulant in the DAF process provided very good results, been considered an available alternative technique for produced water treatment. / Na vida de um poço de petróleo, chega sempre o momento em que uma grande quantidade de água começa a ser produzida junto com o óleo, seja pelas próprias condições do reservatório, ou como uma conseqüência da injeção de água no processo de recuperação secundária do poço. O desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento da água produzida ou ainda o aperfeiçoamento das existentes é de extrema importância para que a indústria de petróleo continue a se expandir, minimizando os impactos ao meio ambiente. O processo de flotação vem sendo extensivamente utilizado para remoção de óleos, principalmente através da flotação por ar dissolvido (FAD) e consiste em quatro passos básicos: Geração de bolhas na água oleosa; Contato entre as bolhas de gás e as gotas de óleo suspensas na água; União das gotas de óleo às bolhas de gás; Elevação da combinação ar/óleo até a superfície de onde o óleo é removido. Quando a água a ser tratada necessita da coagulação, essa etapa passa a ser importante, em qualquer tecnologia de tratamento. O uso de coagulantes ambientalmente corretos apresenta uma alternativa viável para o tratamento de água e têm demonstrado vantagens em relação aos químicos, especificamente em relação à biodegradabilidade, baixa toxicidade e baixo índice de produção de lodos residuais. Assim, este trabalho propõe avaliar a eficiência de separação óleo/água de água produzida através do processo da FAD utilizando o coagulante natural Moringa oleifera Lam. Foram realizados ensaios visando à caracterização do óleo e da torta da moringa. Em seguida, executou-se experimentos para a otimização do processo de coagulação/floculação com uma variação da concentração de Moringa oleifera Lam entre 0,05 a 3,5 g/L, com amostras de água produzida sintética (APS) e água produzida real (APR) para determinar a concentração ótima do coagulante em cada amostra e verificar a sua ação em emulsões preparadas com e sem adição de NaCl. Numa segunda etapa realizou-se ensaios para a otimização do processo de FAD também com amostras de APS e APR para avaliar o comportamento do agente coagulante e realizar a modelagem cinética para estimar a eficiência do referido processo. A concentração ótima de moringa determinada foi de 2,5 g/L para as amostras de APS e de 1,5 g/L para as amostras de APR. A maior eficiência do processo de FAD foi obtida quando se utilizou a Moringa, nas razões de reciclo (RR) 40 e 60%, sendo que, para amostras de APS, a remoção de óleo foi de 63,84 e 64,45%, respectivamente e para amostras de APR 55,28 e 59,63%, respectivamente. Para o caso da APS, a modelagem cinética utilizando a constante de ordem um k=0,03261 s-1, apresentou resultados satisfatórios comparados aos dados experimentais. Já para o caso da APR o valor de k = 3,614x10-4 L.mg-1s-1 para a cinética de segunda ordem, não representou bem os resultados experimentais. A utilização do agente coagulante Moringa oleifera Lam apresentou resultados muito significativos como coagulante natural no processo de FAD, podendo ser considerada como uma técnica alternativa para o tratamento de água produzida.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PABLINE RAFAELLA MELLO BUENO.pdf: 1762715 bytes, checksum: 47172765b0a4f2dd240878d5f1652bde (MD5) Previous issue date: 2012-03-12 / The present work was to isolate, select and cultivate microorganisms that produce lipases to apply the wastewater treatment industry of potato chips. For the isolation of microorganisms was used for industrial effluent and sewage treatment plant. The selection of the strain producing lipase was performed on solid medium containing tributyrin and in liquid medium, with p-nitrofenolpalmitato. Optimization of lipase production was performed as variables, the concentration of corn steep liquor, soybean oil and different mineral sources. The enzyme extract and the commercial enzyme selected strain were characterized on the optimal activity and stability at different temperatures and pH values and determined the molecular weight of the commercial enzyme. For the treatment of sewage, it has been characterized and has been the optimization of hydrolysis of triglycerides of the effluent having as variables, pH, enzyme concentration, emulsifier and the influence of fed batch and batch processes. Twenty-nine were isolated microorganisms were acquired and eleven research institutes. Of these, four microorganisms were pre-selected for their higher enzymatic activity. In the selection in submerged fermentation, enzymatic activity was the best strain of Burkholderia cepacia ATCC 25416. Optimization of lipase production was obtained with corn steep liquor (13.8 to 26.2 g.L-1) and sodium nitrate (1.5 to 3.9 g.L-1). In the characterization of the lipase enzyme extract and immobilized lipase from Burkholderia cepacia, the best results were found at 37ºC and pH 8.0. Were stable at 40°C, and thermosensitive at 50 and 60°C. The inactivation of lipases template denaturation followed first order. The molecular mass of commercial enzyme was 33 kDa. For the treatment of effluent, the maximum hydrolytic activity (0.310 U.mL-1) was observed when the volume of 7% gum arabic was set at 3 mL of pH between 7.47 to 7.92 and the concentration of enzyme 0.111 to 0.148 g.mL-1. The mathematical model obtained can be used for batch process and the predictive largest possible hydrolysis of the triglycerides present in the effluent. / O presente trabalho teve como objetivo isolar, selecionar e cultivar microrganismos produtores de lipases para aplicar no tratamento de efluente de indústria de batata frita. Para o isolamento de microrganismos foi utilizado efluente industrial e de Estação de Tratamento de Esgotos. A seleção da cepa produtora de lipase foi realizada em meio sólido, contendo tributirina e em meio líquido, com paranitrofenolpalmitato. A otimização da produção de lipase foi realizada tendo como variáveis, a concentração de água de maceração de milho, óleo de soja e diferentes fontes minerais. O extrato enzimático e a enzima comercial da cepa selecionada foram caracterizados acerca da atividade ótima e estabilidade em diferentes temperaturas e pHs e determinada a massa molecular da enzima comercial. Para o tratamento do efluente, o mesmo foi caracterizado e realizou-se otimização da hidrólise dos triacilglicerídeos do efluente, tendo como variáveis, o pH, concentração de enzima, agente emulsificante e a influência dos processos descontínuo e descontínuo alimentado. Foram isolados vinte e nove microrganismos e onze foram adquiridos de institutos de pesquisa. Destes, quatro microrganismos foram préselecionados por apresentarem maior atividade enzimática. Na seleção em fermentação submersa, a melhor atividade enzimática foi da cepa Burkholderia cepacia ATCC 25416. A otimização da produção de lipase foi obtida utilizando-se água de maceração de milho (13,8 a 26,2 g.L-1) e nitrato de sódio (1,5 a 3,9 g.L-1). Na caracterização das lipases do extrato enzimático e da lipase comercial de Burkholderia cepacia, os melhores resultados foram encontrados a 37°C e pH 8,0. Foram estáveis a 40ºC, e termossensíveis a 50 e 60ºC. A inativação das lipases seguiu modelo de desnaturação de primeira ordem. A massa molecular da enzima comercial foi de 33 kDa. Para o tratamento do efluente, a atividade hidrolítica máxima (0,310 U.mL-1) foi observada quando o volume de goma arábica a 7% foi fixado em 3 mL, entre o pH de 7,47 a 7,92 e concentração de enzima de 0,111 a 0,148 g.mL-1. O modelo matemático obtido pode ser utilizado para fins preditivos e o processo descontínuo possibilitou maior hidrólise dos triacilglicerídeos presentes no efluente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Oswaldo Morell.pdf: 1461053 bytes, checksum: 60f9b6e12c0f78a0223a3328c4d06cd1 (MD5) Previous issue date: 2015-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work showed the use of vinasse derived from the distillation of alcoholic fermentation of sugarcane juice, to evaluate the methanogenic potential. Through the use of fractional factorial design, reactors tests were performed in laboratory scale, assessing the vinasse variables, urea, phosphate monobasic potassium and dibasic potassium phosphate, the inoculum used, was the effluent of swine termination. The tests were conducted in a water incubator at 35 oC with hydraulic retention time of 14 days, and evaluated the volume of biogas produced in the period in which, by means of statistical evaluation of the results obtained, we selected variables for optimization of biogas production. The optimization was carried out through the use of Central Rotational Composite Designs (CRCD), using the variables vinasse and urea, in which reactors tests were performed in laboratory scale, which were conducted in a water incubator at 35 oC with hydraulic retention time of 14 days, being evaluated the volume of biogas and the concentration of methane produced.Verifying the optimization of biogas production with increasing proportion of urea in different combinations. / Neste trabalho empregou-se vinhaça proveniente da destilação da fermentação alcoólica do caldo de cana-de-açúcar, para avaliação do potencial metanogênico. Através da utilização do planejamento experimental fatorial fracionário foram realizados ensaios em reatores em escala laboratorial, sendo avaliada as variáveis vinhaça, uréia, fosfato monobásico de potássio e fosfato dibásico de potássio, o inóculo utilizado foi o efluente de suinocultura de terminação. Os ensaios foram conduzidos em estufa de banho d água a 35 oC com tempo de retenção hidráulica de 14 dias, sendo avaliado o volume de biogás produzido no período, no qual, por meio de avaliação estatística dos resultados obtidos, selecionou-se variáveis para otimização da produção de biogás. A otimização realizou-se por meio do emprego do planejamento experimental Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), utilizando-se as variáveis vinhaça e uréia, em que foram realizados ensaios em reatores em escala laboratorial, os quais foram conduzidos em estufa de banho d água a 35 oC com tempo de retenção hidráulica de 14 dias, sendo avaliado o volume de biogás e a concentração de metano produzido. Verificando-se a otimização da produção de biogás com o aumento da proporção de uréia nas diferentes combinações.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Sonsim de Oliveira.pdf: 1255492 bytes, checksum: 9d4c6fc9013ab5f74f3d545d9fbaf99b (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / One of the factors that cause concern to producers and retailers of biodiesel is the easy degradation of this compound, since it can have a lifetime of very small due to its low oxidation stability. Thus the present study aimed to test non-synthetic compounds as antioxidants in B100 biodiesel obtained from soybean oil. Specific objectives were to evaluate the oxidative stability of biodiesel B100 with different types of alcoholic extracts and substances in nature that could indicate possible potential antioxidation, including: Peppermint, Rosemary, Yerba Mate, and Candeia Sabura. Some of the substances were tested in nature and other alcoholic extractions were performed. The methodology used was called Rancimat equipment, a device which simulates the two main parameters that affect the oxidation stability of biodiesel, which is the action of high temperatures and the presence of oxygen, which has resulted in an induction period due the time in hours. Preliminary tests were performed at two concentrations 1000ppm (0.1%) and 5000 ppm (0.5%) in the search for an antioxidant compound, and after the tests in aditivações rancimat had significant results only extract Mint (3.9 h) Sabura and fresh (13.87 h). Compared to pure biodiesel (2.56 h) and mint extract Sabura 0.5% concentration had the greatest potential against oxidation, but only Sabura met the specifications of the technical standards of ANP over the induction period. After preliminary testing assays were performed with the oxidation of biodiesel Rancimat to evaluate the effect of antioxidant concentration of the Sabura (natural) from two different regions and the synthetic antioxidant TBHQ at five different concentrations (0.10%, 0.25%, 0.50%, 1.00% and 2.00%). effect of concentration for the natural antioxidant (Sabura) of the western and northwestern Paraná and synthetic (TBHQ) were similar, indicating a growth in the antioxidant potential to 5000ppm and the concentration from this amount the antioxidant capacity of these compounds were being lost starting to act as oxidation catalysts. There was the influence of the origin of the antioxidant potential Sabura where Sabura the Northwest of Paraná filed an induction period (13 64h) the best concentration measured since the Sabura the western Paraná showed an induction period of (7.38 h), both attended the norm of ANP. The survey results showed that the sample improved stability to oxidation at 110 ° C was obtained from the antioxidant Sabura the Northwest of Paraná (from the pollen collected by bees Jataí (Tetragonista angustula) with a concentration of 0.5% (5000ppm) (13.64 h). the worst case was the alcoholic extract mate with a concentration of 0.1% (1000ppm) (1.38 h). Thus, it is concluded that the Sabura can be considered an antioxidant second ANP, the official standard for determining the oxidative stability in accelerated test (EN 14112, 2003). / Um dos fatores que causam preocupação aos produtores e revendedores do biodiesel é a fácil degradação desse composto, uma vez que pode ter um tempo de vida útil muito pequeno, devido sua baixa estabilidade à oxidação. Dessa forma a presente pesquisa teve como objetivo geral testar compostos não sintéticos como antioxidantes no biodiesel B100, obtido a partir do óleo da soja. Como objetivo específico a avaliação da estabilidade oxidativa do biodiesel B100 com diversos tipos de extratos alcoólicos e substâncias in natura que pudessem apresentar possíveis potenciais de antioxidação, dentre elas: Hortelã, Alecrim, Erva Mate, Candeia e o Saburá. Algumas das substâncias foram testadas in natura e outras foram realizadas extrações alcoólicas. A metodologia utilizada foi a do equipamento denominado Rancimat, equipamento este que simula os dois principais parâmetros que afetam a estabilidade a oxidação do biodiesel, que são a ação das temperaturas elevadas e a presença de oxigênio, o que apresenta como resultado um período de indução em função do tempo em horas. Testes preliminares foram realizados em duas concentrações 1000ppm (0,1%) e 5000ppm (0,5%) na busca por um composto antioxidante, após as aditivações e testes no rancimat, tiveram resultados significativos somente o extrato de Hortelã (3,90h) e o Saburá in natura (13,87h). Comparados ao biodiesel puro (2,56h) o extrato de Hortelã e o Saburá a 5000ppm (0,5%) de concentração tiveram os maiores potenciais contra a oxidação, mas somente o Saburá atendeu as especificações das normas técnicas da ANP em relação ao período de indução. Após os testes preliminares foram realizados ensaios de oxidação do biodiesel com o Rancimat para avaliar o efeito da concentração dos antioxidantes do Saburá (natural) de duas diferentes regiões e o antioxidante sintético TBHQ em cinco concentrações diferentes (0,10%,0,25%,0,50%,1,00% e 2,00%).O efeito da concentração para o antioxidante natural (Saburá) da região Oeste e Noroeste do Paraná e o antioxidante sintético (TBHQ) foram semelhantes, ocorrendo um crescimento no potencial antioxidante até 5000ppm, com o aumento da concentração a partir desta quantidade a capacidade antioxidante destes compostos foram se perdendo passando a atuar como catalisadores na oxidação. Verificou-se a influência da procedência do Saburá no potencial antioxidante onde o Saburá da região Noroeste do Paraná apresentou um período de indução de (13,87h) na melhor concentração mensurada, já o Saburá da região Oeste do Paraná apresentou um período de indução de (7,38h), ambos atenderam a norma da ANP. Os resultados da pesquisa demonstraram que a amostra de melhor estabilidade a oxidação a 110ºC foi obtida a partir do antioxidante Saburá da região Noroeste do Paraná (proveniente do pólen coletado pelas abelhas Jataí (Tetragonista angustula) com uma concentração de 0,5% (5000ppm) (13,87h). O pior caso foi a do extrato alcoólico de erva mate com uma concentração de 0,1% (1000ppm) (1,38h). Dessa forma, conclui-se que o Saburá pode ser considerado um antioxidante segundo ANP, pela norma oficial de determinação da estabilidade oxidativa em teste acelerado (EN 14112, 2003).