Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329571.pdf: 1737346 bytes, checksum: a28e63737fd72fa2547cf3b5ce1a10e9 (MD5) Previous issue date: 2014 / A indústria têxtil é conhecida por utilizar grandes quantidades de água e produtos químicos. Seus principais efluentes são compostos por corantes da etapa de tingimento. O tratamento convencional de efluentes líquidos na indústria têxtil gera o acúmulo de lodo, tornando-se um problema no setor quanto ao descarte em aterros industriais. Por isso, novas alternativas têm sido estudadas e, dentre elas, a adsorção tem mostrado bons resultados. O carvão comercial possui boas características, porém custo elevado. Por conta disso, vários estudos relatam a remoção de corantes têxteis pelo uso de adsorventes alternativos oriundos de lodo industrial. Neste trabalho aplicaram-se técnicas para a obtenção de adsorventes provenientes de uma mistura de lodo físico-químico e biológico cuja preparação envolveu o tratamento térmico por pirólise e a ativação por tratamento químico com H2SO4 ou H3CCOOH, conforme procedimentos de estudos anteriores, Patente INPI Â RJ PI 0703.182-3, 2007. Os adsorventes foram caracterizados por ponto de carga zero (pH(pcz)), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), área superficial BET, análises físico-químicas e elementar. Realizou-se um ensaio preliminar para determinar qual modificação química gerou melhor adsorvente. Nos ensaios de cinética e de equilíbrio foram avaliados o comportamento da adsorção frente a mudanças de temperatura e concentração de NaCl ou Na2SO4 e os testes de reutilização de água residual avaliaram a eficácia do tratamento por adsorção. A caracterização indicou que os adsorventes produzidos possuem estrutura similar, porém composição distinta. A ativação com H2SO4 produziu o adsorvente com maior capacidade de adsorção dentro das condições do estudo. Os testes de cinética e de equilíbrio indicaram que a presença de NaCl aumentou a influência da temperatura e a capacidade do adsorvente, enquanto para o Na2SO4 verificou-se o efeito contrário. O tingimento com água reutilizada, tratada pelos adsorventes produzidos, mostrou expressivas diferenças de cor quando o NaCl foi usado. Contudo, para o caso do Na2SO4, verificou-se que as amostras ficaram similares em relação à referência.<br> / Abstract : The textile industry is known to use large amounts of water and chemicals. Its main effluents are composed of dyes from the dyeing process. The conventional waste treatment in textile industry results in sludge accumulation which is a problem for its disposal in landfills. Therefore, new alternatives have been studied and amongst them, adsorption has shown good results. Activated carbon possesses good properties but unfortunately, it's a relatively expensive option. Because of this, several studies have reported the use of alternative adsorbents, obtained from industrial sludge, for the removal of textile dyes. In this work, two techniques were applied for obtaining adsorbents from a mixture of physicochemical and biological sludge, involving the preparation by heat treatment and chemical treatment with H2SO4 or H3CCOOH solution, as described in previous studies, patent: INPI - RJ PI 0703.182-3 2007. The adsorbents were characterized by point of zero charge (pH(pzc)), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), BET surface area, physicochemical and elemental analyses. A preliminary experiment was conducted to determine which chemical modification would produce the better adsorbent. Kinetic and equilibrium tests were carried out to evaluate the adsorption behavior under different conditions of temperature and NaCl or Na2SO4 concentrations. Wastewater reuse dyeing tests were conducted to evaluate the efficacy of the adsorption treatment. The characterization results indicated that the adsorbents have similar structures, but different compositions. H2SO4 chemical activation produced a higher adsorption capacity adsorbent. Kinetics and equilibrium tests indicated that the NaCl presence increased the temperature influence and the adsorption capacity while for Na2SO4, it had the opposite effect. Water reuse dyeing tests by adsorption showed significant color differences when NaCl was used. However, when Na2SO4 was used, the samples were similar to the reference.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327693.pdf: 2768784 bytes, checksum: 823a4c2b42dcce6ff85c5e13072b74c4 (MD5) Previous issue date: 2014 / O reúso de água nas indústrias têxteis vem recebendo atenção por parte de seus administradores nos últimos anos devido às necessidades de adequação. Para que as empresas possam reutilizar a água industrial, é importante a remoção de corante de seus efluentes. A adsorção é uma técnica que vem sendo estudada e empregada com sucesso na remoção de corantes da indústria têxtil. Neste estudo foi utilizado o carvão ativado, proveniente de casca de coco, da Indústrias Químicas Carbomafra S/A e este foi estudado na sua forma comercial, modificado termicamente a 450 °C e modificado termicamente a 450 °C com adição de HNO3 e com adição de H3PO4 para adsorver o corante amarelo ouro básico 28. O corante amarelo foi selecionado por ser um corante de difícil remoção das estações de tratamento de efluentes convencionais. Foi investigada a influência de parâmetros como temperatura, pH e adição de elementos auxiliares à solução, bem como foi realizada a caracterização dos adsorventes. Através de análise de FTIR, observou-se a presença de ligações de C-O e anéis aromáticos em todas as amostras, e a presença de nitrogênio no carvão modificado com HNO3. A análise de MEV mostrou que os carvões apresentam uma superfície com presença de sítios ativos e de uma grande quantidade de fendas e cavidades. Foram efetuados ensaios cinéticos e de equilíbrio para determinar as melhores condições de adsorção, visando aplicá-las em um sistema contínuo de adsorção em leito fixo e a partir dos dados obtidos neste processo, obter parâmetros para projeto de colunas de leito fixo para aplicação na indústria. Foram utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich e Tempkin para ajustar os dados experimentais da variação da concentração do soluto adsorvido na fase sólida em função da concentração de equilíbrio na fase fluida. O modelo da isoterma de Langmuir ajustou-se com coeficiente de correlação linear de 0,99 aos dados obtidos com o carvão modificado com H3PO4 nas temperaturas de 35 °C e 45 °C. A melhor correlação para o carvão modificado termicamente a 450 °C foi obtida para o modelo de Freundlich na temperatura de adsorção de 25 °C. Os modelos de Pseudo-Primeira Ordem e Pseudo-Segunda Ordem ajustaram-se com coeficiente de correlação 0,99 aos dados obtidos com o carvão ativado comercial em 55 °C, porém o modelo cinético que melhor descreve os processos de adsorção para os carvões estudados foi o modelo de Pseudo-Segunda Ordem. Observou-se que na temperatura de 25 °C o carvão ativado modificado termicamente possui maior número de sítios ativos e a maior velocidade de adsorção. Ao avaliar os ensaios em contínuo, observou-se14que para maiores alturas de leito o tempo de ruptura é maior, o que também ocorre para menores vazões de operação. Os parâmetros termodinâmicos indicam que as interações entre o corante e o carvão ativado são espontâneas e favoráveis e ocorrem sem a necessidade de elevadas energias de ativação. Para o carvão ativado comercial, os processos adsortivos são de natureza endotérmica e, para os carvões ativados modificados, os processos adsortivos são de natureza exotérmica. Os ensaios de dessorção com os carvões ativados modificados indicam que estes apresentam melhores resultados em solução de 60% de etanol, porém com eficiência máxima de dessorção de 56,52% para o carvão ativado modificado termicamente. Ao aplicar a técnica de adsorção do presente estudo para reúso na indústria têxtil, verificou-se que os tingimentos com esta água apresentam ?E<1,2, podendo ser sugerido como uma alternativa de tratamento avançado com finalidade de reúso.<br> / Abstract : The reuse of water in the textile companies is having great attention from the administrators of these companies in the last years due to the changing needs. For the companies to reuse their industrial water it is important the dying removal from the effluents. The adsorption is a technique that has been studied and successfully used in the dying removal in textile industry. In this research, the activated carbon, from coconut shell from the Carbomafra Chemical Industries S/A was studied in the commercial form, thermally modified at 450 °C and thermally modified at 450 °C with adding of HNO3 and adding of H3PO4 to adsorb the yellow gold dye basic 28. The yellow dye was selected because the dye removal is difficult using the conventional treatment. To understand the adsorption process of this dye, the influence of parameters such as temperature, pH and the adding of auxiliary elements to the solution was investigated, as well as the characterization of the adsorbents was performed. Using FTIR analysis, it was observed the presence of C-O bonds and aromatic rings in all samples, and the presence of nitrogen in coal modified with HNO3. MEV analysis showed that coals have a surface with presence of active sites and a large number of cracks and cavities. Kinetic and thermodynamic experiments were done to determine the best adsorption conditions aiming at applying in a continuous adsorption system in fixed bed and obtaining parameters for fixed bed columns project for the industry. The models of Langmuir, Freudlich and Tempkin were used to adjust the experimental data of the concentration variation of the adsorbed solute in the solid phase as a function of the equilibrium concentration in the fluid phase. The Langmuir isotherm model sets to the data obtained with coal modified with H3PO4 at temperatures of 35 ° C and 45 ° C, with linear correlation coefficient of 0.99. The better correlation for the thermally modified carbon at 450 °C was obtained for the Freundlich model, at adsorption temperature of 25 ° C. Models of Pseudo-First and Pseudo-Second Order Order set to the data obtained with the commercial activated carbon at 55 ° C, with correlation coefficient 0.99, but the kinetic model that best describes the adsorption processes for the adsorbent studied was the Pseudo Second Order model. For the activated carbon thermally modified, it was observed that in the temperature of 25 °C the carbon has higher number of active sites and higher velocity of adsorption. While evaluating the experiments in continuous, it was observed that for higher height of bed, the breakthrough time is bigger. The thermodynamic parameters show that the interactions between the dye16and the activated carbon are spontaneous and favorable and occur without the need of high activation energies. For the commercial activated carbon, the adsorptive processes are of endothermic nature; and for the modified activated carbon, the adsorptive processes are of exothermic nature. The experiments of desorption with the modified activated carbons show that the better results are obtained in a 60% ethanol solution, but with maximum efficiency of desorption of 56.52% for the thermally modified activated carbon. While applying the adsorption technique of the present study for the reuse in the textile industry, it has been observed that the dyeing with this water has ?E <1,2, suggesting this technique as an alternative of advanced treatment with reuse purpose.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328011.pdf: 1590822 bytes, checksum: 07452a98bd4db3a28fb335f757cc4fd3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Atualmente, a nanotecnologia tem sido estudada amplamente, podendo se tornar uma das mais importantes tecnologias ambientais. Uma das suas grandes vantagens é a sua aplicação na remediação de uma grande variedade de contaminantes, além de promover a redução nos custos e obter maiores eficiências de remediação. Estudos recentes têm demonstrado a importância potencial das nanopartículas de ferro na remediação ambiental. Contudo, são necessários estudos mais detalhados para quantificar parâmetros que influenciam o processo de síntese das nanopartículas, a degradação dos compostos orgânicos e o comportamento destes nos solos e aquíferos. Este trabalho estuda a produção de nanopartículas de ferro zero-valente, para posterior utilização na remediação de solos contaminados. As nanopartículas de ferro zero-valente (nZVI) foram sintetizadas pelo método de redução do ferro férrico usando boroidreto de sódio como agente redutor em condições atmosféricas. As nanopartículas de ferro são obtidas, principalmente, no estado de valência zero, sem oxidação, e permanecem assim durante mais de 20 dias. A eficiência das nanopartículas de ferro na degradação de compostos orgânicos também foi estudada e o corante azul de metileno foi selecionado como contaminante orgânico, com o objetivo de caracterizar o processo de degradação/adsorção do contaminante, enfatizando a determinação de parâmetros cinéticos. Na caracterização das nanopartículas, tanto comerciais como as sintetizadas em laboratório, foram realizadas análises de DRX e MET. O diâmetro das nanopartículas de ferro, tanto as comerciais quanto as sintetizadas, ficou na faixa de 0-100 nm. No estudo da cinética de degradação do corante pelas nanopartículas, os resultados mostraram que a reação é do tipo pseudo-segunda ordem, com a constante de velocidade específica de 6,76*10-8 s-1. No estudo de adsorção entre o corante e o solo, os resultados mostraram melhor ajuste dos dados pela equação de Langmuir, com uma quantidade máxima de corante adsorvido de 0,855 mgAM*gareia-1 e uma constante de Langmuir no valor de 3,310 L*mgAM-1. No estudo em coluna de leito fixo, os resultados mostraram que as nanopartículas de ferro zero-valente influenciam no tempo de saturação da coluna pelo contaminante. O teste de adsorção do corante no solo em coluna obteve um tempo para o início de sua saturação de 12 horas, os teste de degradação do corante com nZVI em coluna resultou em um tempo de 15 horas para o início da saturação para a coluna com 0,64% de nZVI, para a coluna com 0,96% de nZVI o tempo foi de 25 horas e para a coluna com 1,28% de nZVIum tempo de degradação de 45 horas ainda não havia iniciado a saturação. A degradação do corante foi confirmada pela análise de carbono orgânico total, onde a relação entre quantidade de carbono e a coloração mostra a quebra do composto orgânico. Um modelo de leito fixo foi utilizado para simular o estudo em coluna, o qual não se adequou aos dados experimentais. Os resultados obtidos a partir da caracterização das nanopartículas sintetizadas em laboratório mostram que o método de síntese empregado, além de ser de fácil realização, proporciona bons resultados. A sua semelhança com as nanopartículas comerciais garantem que podem ser utilizadas na remediação de solos e água contaminados. Neste aspecto, os resultados obtidos no estudo em coluna mostraram que o corante foi degradado pelas nanopartículas de ferro e que a quantidade de nZVI influencia diretamente no tempo de degradação. Os resultados também indicam que as interações entre o ferro e o corante com o solo devem ser consideradas nas aplicações ambientais.<br> / Abstract : Currently, the nanotechnology has been studied extensively, becoming one of the most important environmental technologies. One of its great advantages is its application in the remediation of a wide variety of contaminants, promoting the reduction in costs and getting greater efficiencies remediation. Recent studies have demonstrated the potential importance of iron nanoparticles in environmental remediation. However, more detailed studies are needed to quantify parameters that influence the process of nanoparticle synthesis, degradation of organic compounds and their behavior in soils and aquifers.This paper studies the production of nanoparticles of zero valent iron for later use in the remediation of contaminated soil. Nanoparticles zerovalentiron (nZVI) were synthesized by reducing ferric iron method using sodium borohydride as reducing agent at atmospheric conditions. The iron nanoparticles are obtained mainly in the zero valence state, without oxidation, and remain so for more than 20 days. The efficiency of iron nanoparticles in the degradation of organic compounds was also studied and the dye methylene blue was selected as the organic contaminant, in order to characterize the process of degradation / adsorption of the contaminant, emphasizing the determination of kinetic parameters.In the characterization of nanoparticles, both commercial and synthesized in the laboratory, XRD and TEM were performed. The diameter of iron nanoparticles, both the commercial and the synthesized, was in the range of 0-100 nm. In the study of the kinetics of degradation of the dye by the nanoparticles, the results showed that the reaction type is pseudo-second order, with the specific rate constant of 6.76*10-8 s-1. In the study of the adsorption between the dye and the soil, the results showed a better fit of the data to the Langmuir equation with a maximum amount of dye adsorbed 0.855 mgMB*gareia-1 and a Langmuir constant 3.310 L*mgMB-1.In this study fixed bed column, the results showed that zerovalent iron nanoparticles affect the time saturation of the column by contaminant. The test of adsorption of dye into the soil column obtained a time for the beginning of saturation of 12 hours, the degradation of the dye test with nZVI in column resulted in a time of 15 hours for the beginning of saturation the column with 0.64% of nZVI, for the column with 0.96% of nZVI the time was 25 hours and for the column with 1.28% of nZVI in a degradation time of 45 hours had not yet started to saturation. The degradation of the dye was confirmed by analysis of total organic carbon, where the relationship between carbon amount and the color shows the breakdown of the organic compound. A fixed bed model wasused to simulate the column study, which didn?t adapt to the experimental data..The results obtained from the characterization of nanoparticles synthesized in the laboratory show that the method employed, besides being easy to perform, gives good results. Its resemblance to the commercial nanoparticles insures that can be used in the remediation of soil and water contaminated. In this regard, the results obtained in column showed that the dye was degraded by iron nanoparticles and the amount of nZVI influences directly in the time of degradation. The results also indicate that interactions between iron and dye with the soil should be considered in environmental applications.

Made available in DSpace on 2015-07-08T12:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 32.pdf: 2795979 bytes, checksum: 1a37169eb287376d8056214d93d41e11 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / Sabe-se que a única função dos corantes alimentares é conferir cor ao alimento não oferecendo nenhum valor nutritivo a este. Estudos vêm demonstrando a ocorrência de reações adversas a curto e longo prazo, devido ao consumo de alimentos que apresentam corantes artificiais. As reações variam desde reações tóxicas no metabolismo desencadeantes de alergias, alterações no comportamento, em geral, e carcinogenicidade, esta última observada em longo prazo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o consumo de corantes artificiais presentes em balas consumidos por estudantes com idade entre 3 e 9 anos da rede particular de ensino do bairro da Tijuca no município do Rio de Janeiro. Um questionário sobre o consumo de balas foi elaborado e enviado aos responsáveis pela criança para ser respondido. Os dados foram tratados no Microsoft Office Excel 2007. Verificou-se que aproximadamente 88% das crianças fazem uso semanal destas guloseimas. Os rótulos das balas foram analisados para se verificar os tipos de corantes utilizados. Observou-se que os corantes artificiais que constavam nos rótulos dos produtos mais consumidos pelas crianças eram: Vermelho 40 (E129), Azul brilhante (E133), Azul de indigotina (E132) e Amarelo crepúsculo (E110) e nenhum dos rótulos apresentou os teores dos corantes utilizados. Um método analítico para verificar e quantificar a presença de corante em balas foi validado e desenvolvido. Todas as balas analisadas estavam de acordo com a legislação, ou seja, não apresentavam mais de três corantes artificiais em sua composição e não ultrapassavam o limite máximo permitido pela legislação para cada corante. Porém, é relevante mencionar que a grande parte das crianças entrevistadas pode estar excedendo a ingestão diária aceitável (IDA) desses corantes, uma vez que a exposição não é dada somente pelo consumo de balas, mas pela totalidade do consumo de outros produtos coloridos artificialmente, como refrescos, gelatinas, refrigerantes, entre outros. / It is known that food coloring is only to color the food, not offering any nutritional value to it. Studies have demonstrated the occurrence of adverse reactions to short and long term, due to consumption of foods with artificial dyes. The reactions may range from toxic reactions in the metabolism of triggering allergies, to changes in behavior, in general, and carcinogenicity, the latter observed in long-term. The objective of this study was to evaluate the present consumption of artificial dyes in candies consumed by students aged between 3 and 9 years of private schools located in Tijuca in the city of Rio de Janeiro. A candy consumption survey was developed and sent to those responsible for the child to be answered. The data were processed in Microsoft Office Excel 2007. It was found that approximately 88% of children make use of these weekly sweets. The candy labels were analyzed to verify the types of dyes used. It was observed that the artificial dyes that appeared on the labels of the products most consumed by children were: Red 40 (E129), Brilliant Blue (E133), indigo blue (E132) and sunset yellow (E110) and none of the labels showed the coloring agent level used. A method to verify and quantify the presence of dye in candies was developed and validated. All candies were analyzed according to the law, ie, had no more than three artificial dyes in each sample composition and did not exceed the maximum allowed by law for each dye. However, it is important to mention that the most of children reported they may exceed the acceptable daily intake (ADI) thereon, since exposure is given not only by the use of candies, but the entire consumption of other products artificially colored, as soft drinks, jellies, among others.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346600.pdf: 3735830 bytes, checksum: c6b2f8a55fd26d253762f87f8fd4d70c (MD5) Previous issue date: 2017 / Corantes reativos são estruturas complexas que quando descartadas no meio ambiente podem causar sérios danos ambientais. Neste trabalho foi utilizada a metodologia da superfície de resposta através de um planejamento 24 do tipo estrela, avaliando-se os principais fatores que influenciam na reação enzimática (concentração de enzima, peróxido de hidrogênio, corante e pH) e obtendo-se como resposta a descoloração do corante. As máximas remoções foram de 89 e 71% para os corantes azul reativo 221 (RB 221) e azul reativo 198 (RB 198), respectivamente. Utilizando-se os corantes vermelho reativo 195 (RR 195) e amarelo reativo 145 (RY 145) de forma isolada, não foram obtidas remoções. Quando o corante RB 221 foi avaliado na dicromia com o RR 195 e na tricromia com RR 195 e RY 145, foi observado um aumento na eficiência de remoção dos corantes azul e vermelho. Esse efeito sinergético foi observado somente para o RB 198, quando estava presente na dicromia com o RR 195 e na tricromia com RR 195 e RY 145. Os resultados obtidos para a tricromia RB 198, RR 195 e RY 145 foram utilizados nos estudos de reúso do processo de tingimento. Observou-se que com reúso de 50% do efluente de tingimento foi obtido um valor maior de ?E* do que o obtido com a lavagem enzimática que foi realizada com 100% de água limpa. No teste de escala piloto foi obtida uma economia de água e energia e ainda um tecido com uma baixa perda de cor (?E* de 0,6) e uma boa nota de solidez à lavagem (4). Os corantes RB 221 e RB 198 também foram avaliados em estudos de imobilização de enzimas utilizando como suporte alginato de cálcio. Nesses estudos a máxima remoção obtida foi de 93% para o RB 221 e de 75% para o RB 198, em pH 5,5, concentração de H2O2 de 43,75 µmol/L para o RB 221 e 37,5 µmol/L para o RB 198, 30 ºC, tempo de 180 min para o RB 221 e de 240 min para o RB 198, massa de cápsulas 0,120 g para o RB 221 e 0,110 g para o RB 198. Foi possível reusar o biocatalisador em até 3 vezes. O modelo numérico proposto para o alginato forneceu um bom ajuste em relação aos dados experimentais. Nos ensaios de imobilização utilizando espuma de poliuretano, a máxima degradação de 58% para o RB 221 e de 72% para o RB 198 foi obtida em pH 6 e 7, respectivamente, 30 ºC, 30 min de reação, concentração de H2O2 37,5 µmol/L para o RB 198 e 50,0 µmol/L para o RB 221.<br> / Abstract : Reactive dyes are complex structures that when discharged into the environment cause serious environmental damage. In this work we used the methodology of response surface through a 24 experimental design of type star, evaluating the main factors that influence the enzymatic reaction (enzyme concentration, H2O2, dye and pH) and obtaining an answer to removal of the dye. The maximum removals were 89 and 71%, respectively, for the Reactive blue dye 221 (RB 221), and Reactive blue 198 (RB 198). Using the dyes reactive red 195 (RR 195) and reactive yellow 145 (RY 145) alone, removals were not obtained. When the dye RB 221 was evaluated in dichrome with the RR 195 and trichrome with RR 195 and RY 145, there was an increase in removal efficiency of blue and red dyes. This synergistic effect was observed only for RB 198 when it was present in the dichrome with the RR 195 and trichrome with RR 195 and RY 145. The results obtained for trichrome RB 198, RR 195 and RY 145 were used in the reuse studies of the dyeing process. It was observed that with a reuse of 50% of the dye effluent a higher value of ?E* was obtained than that obtained with the enzymatic washing that was performed with 100% of clean water. In the pilot scale test, a water and energy saving was obtained, as well as a fabric with a low color loss (?E* 0.6) and a good washing fastness (4). RB 221 and RB 198 dyes were also evaluated in enzyme immobilization studies using calcium alginate as support. In these studies, the maximum removal obtained was 93% for RB 221 and 75% for RB 198, at pH 5.5, concentration of H2O2 of 43.75 µmol /L for RB 221 and 37.5 µmol/L for RB 198, 30 ° C, time of 180 min for RB 221 and 240 min for RB 198, capsule mass 0.120 g for RB 221 and 0.110 g for RB 198. It was possible to reuse the biocatalyst in up to 3 times. The numerical model proposed for alginate provided a good fit over the experimental data. In the immobilization tests using polyurethane foam, the maximum degradation of 58% for RB 221 and 72% for RB 198 was obtained at pH 6 and 7, respectively, 30 ° C, 30 min of reaction, concentration of H2O2 37, 5 µmol/L for RB 198 and 50.0 µmol /L for RB 221.

Esta tese consiste em três artigos científicos sobre a preparação, caracterização e aplicação de diferentes carvões ativos no tratamento de soluções aquosas contaminadas com compostos orgânicos. No primeiro artigo, foi produzido um carvão ativo usando casca de bacuri junto com componentes inorgânicos através de pirólise em um forno tubular convencional. O carvão ativo ABC-1.5 apresentou altos valores de área superficial e volume de poros, apropriados para a adsorção do corante Azul Brilhante (BB-FCF). A capacidade de adsorção do ABC-1.5 foi comparada com a de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT). As quantidades máximas removidas de BB-FCF a 50 ºC foram 647,9 e 231,5 mg g-1 para ABC-1.5 e MWCNT, respectivamente. ABC-1.5 e MWCNT foram aplicados ao tratamento de dois efluentes simulados, apresentando porcentagem de remoção de até 95,88% e 79,84%, respectivamente. O segundo estudo foi sobre a utilização de ativação química induzida por micro-ondas para preparar um carvão ativo de casca de cacau para remoção de diclofenaco de sódio (DFC) e nimesulida (NM) Foi possível realizar a pirólise em menos de 10 min. As quantidades máximas adsorvidas de DCF e NM pelo carvão ativo MWCS-1.0 a 25 ◦C foram 63,47 e 74,81 mg g−1, respectivamente. Nos testes com efluentes hospitalares simulados, o MWCS-1.0 apresentou porcentagem de remoção de até 95,58%. Na terceira publicação, nanocompósitos magnéticos de carvão ativo (MAC-1 e MAC-2) foram preparados através de um método pirolítico simples usando uma mistura de benzoatos de ferro(III)/cobalto(II) e oxalatos de ferro(III)/cobalto(II), respectivamente, e foram utilizados como eficientes adsorventes para remoção de amoxicilina (AMX) e paracetamol (PCT). MAC-2 apresentou melhores propriedades magnéticas para separação do carvão ativo após a remoção dos fármacos. As capacidades máximas de adsorção obtidas para MAC-2 foram 444,2 mg g−1 (AMX) e 399,9 mg g−1 (PCT). / This thesis consists of three scientific papers on the preparation, characterization and application of different activated carbons in the treatment of aqueous solutions contaminated with organic compounds. In the first paper it was produced an activated carbon using bacuri shell together with inorganic components through pyrolysis in a conventional tubular furnace. ABC-1.5 showed high surface area and pore volume, suitable for the Brilliant Blue dye (BBFCF) adsorption. The adsorption capacity of ABC-1.5 was compared with that of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). The maximum amounts removed of BB-FCF at 50 ºC were 647.9 and 231.5 mg g-1 for ABC-1.5 and MWCNT, respectively. ABC-1.5 and MWCNT were applied for the treatment of two simulated effluents, showing percentages of removal of up to 95.88% and 79.84%, respectively. The second study was about the use of microwave-induced chemical activation to prepare an activated carbon from cocoa shell for removal of sodium diclofenac (DFC) and nimesulide (NM) It was possible to perform the pyrolisis in less than 10 min. The maximum amounts adsorbed of DCF and NM onto MWCS- 1.0 at 25 ◦C were 63.47 and 74.81 mg g−1, respectively. In the tests with simulated hospital effluents, MWCS-1.0 presented a percentage of removal of up to 95.58%. In the third publication, magnetic activated carbon nanocomposites (MAC-1 and MAC-2) were prepared by a simple pyrolytic method using a mixture of iron(III)/cobalt(II) benzoates and iron(III)/cobalt(II) oxalates, respectively, and were used as efficient adsorbents for the removal of amoxicillin (AMX) and paracetamol (PCT). MAC-2 presented better magnetic properties for the separation of the activated carbon after the removal of the drugs. The maximum adsorption capacities obtained for MAC-2 were 444.2 mg g−1 (AMX) and 399.9 mg g−1 (PCT).

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-13T19:32:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-06T16:24:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T16:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / A indústria de tingimento e acabamento têxtil é uma das mais intensivas quimicamente, e a segunda em poluição de água, depois do setor agrícola. Esta indústria utiliza milhares de produtos químicos em seus processos de manufatura têxtil, incluindo tinturaria e estamparia. Muitos destes produtos são tóxicos e prejudiciais à saúde humana, direta ou indiretamente. Grandes quantidades de água são neces sários para o processamento de têxteis, tingimento e estampagem. O consumo diário de água de uma fábrica têxtil de médio porte, com uma produção de cerca de 8000 kg de tecido por dia, é de aproximadamente 1,6 milhões de litros. Quase 20% deste total é consumido no tingimento e, 8% em estampagem. O consumo de água na etapa de beneficiamento varia de 30 a 300 litros por kg de tecido, dependendo do tipo de corante usado, e da fibra a ser tingida. Novos conceitos de tecnologias de tingimento não aquoso estão sendo estudados e avaliados nos processos têxteis. Há um grande interesse em encontrar substâncias ambientalmente amigáveis com um duplo objetivo: reduzir o consumo de água em processos têxteis e melhorar a qualidade do tingimento. Os líquidos iônicos são novos meios alternativos para muitos processos como síntese química, catálise enzimática e aplicações em engenharia verde. Ao contrário de sais fundidos convencionais, estes materiais liquefazem a baixas temperaturas. Isto é alcançado pela sua constituição - estruturas funcionais volumosas - que dificultam a formação de uma rede eletrostática líquida ordenada e de uma fase sólida em condições ambiente. Devido à sua ampla janela líquida quando comparado com outros solventes orgânicos convencionais, os líquidos iônicos podem ser considerados solventes alternativos, e os chamados líquidos iônicos próticos (LIP’s) mostram vantagens adicionais devido à sua síntese simples, baixo custo e biodegradabilidade. Neste trabalho é proposta uma alternativa ao tingimento de fibras de algodão, utilizando novos LIP's como solventes substitutos da água. Com o objetivo de analisar a qualidade destes novos LIP’s como solventes de tingimento, foi realizado um estudo de propriedades (resistência à tração e fricção, gramatura e força colorística) das fibras tingidas. Estas medições permitiram a determinação da eficiência dos líquidos iônicos próticos como vetores de tingimento em processos têxteis.

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-01-05T17:16:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Tiemi Saito.pdf: 1099985 bytes, checksum: 6465af7449d0fe8ace6a554963115fff (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-01-07T16:44:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Tiemi Saito.pdf: 1099985 bytes, checksum: 6465af7449d0fe8ace6a554963115fff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-07T16:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao. Tiemi Saito.pdf: 1099985 bytes, checksum: 6465af7449d0fe8ace6a554963115fff (MD5) Previous issue date: 2014 / A busca pela melhoria da qualidade de vida e a procura por alimentos naturais e funcionais são crescentes. A incorporação de prebióticos e corantes naturais pode agregar valor ao produto, por serem capazes de melhorar sua qualidade e por apresentarem grandes atrativos tecnológicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de prebióticos (inulina e oligofrutose) e corante natural (extrato de casca de jabuticaba) nas características de queijo petit suisse. Foi realizada análise da composição físico-química (extrato seco total, cinzas, proteínas, lipídeos, carboidratos e acidez titulável) logo após o processamento, análise do pH, colorimetria, teor de compostos bioativos e atividade antioxidante em diferentes tempos de armazenamento (0, 7, 14, 21 e 28 dias), análise do teor de fibras alimentares da formulação de queijo petit suisse com maior atividade antioxidante ao final da vida de prateleira e análises microbiológica e sensorial. O queijo petit suisse elaborado foi dividido em cinco formulações, de acordo com a concentração de corante natural incorporado, que foram 0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% e 3,0%. Os dados obtidos com as análises realizadas logo após o processamento e análise sensorial foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey, os dados obtidos com as análises realizadas em diferentes tempos de armazenamento foram submetidos à análise de variância e estudo do comportamento cinético, e a análise de fibras e microbiológica foi analisada por meio de estatística descritiva. Os valores de extrato seco total, proteínas, lipídeos, cinzas e carboidrato não diferiram significativamente (p>0,05) entre as formulações. A formulação sem adição de corante natural apresentou menor acidez (p≤0,05), e com o aumento da concentração de corante natural, maior foi a acidez do queijo. Os teores de antocianinas, fenólicos totais e capacidade antioxidante foram maiores com o aumento da concentração de corante incorporado, sendo que o teor de antocianinas reduziu com o decorrer do tempo de armazenamento. O valor encontrado de fibras para a formulação contendo 3,0% de corante natural foi baixo, e o produto não apresentou alegação de propriedade funcional. A fim de verificar se o queijo estava próprio para o consumo, foi realizada análise microbiológica para coliformes termotolerantes, estando todas as formulações de queijo petit suisse em condições sanitárias satisfatórias. A análise sensorial foi realizada em duas etapas. Na primeira etapa foi realizado teste de aceitação com avaliação dos atributos cor, sabor, consistência e impressão global, e intenção de compra para todas as formulações com incorporação de corante natural. Na segunda etapa foi realizado o teste de aceitação com informação nutricional do produto para a amostra mais aceita na primeira etapa. Como resultado, foi observado que o atributo cor foi o único que apresentou diferença significativa (p≤0,05) entre as formulações, sendo as mais aceitas com concentração 2,5% e 3,0%. De forma geral, todas as formulações foram bem aceitas, porém, a formulação com maior adição de corante natural foi a que xiii apresentou maiores notas. Assim, o queijo com maior concentração de corante natural foi o utilizado na segunda etapa sensorial, sendo observada influência das informações nos atributos cor e consistência (p≤0,05). Dessa forma, a utilização de prebióticos e corante natural de casca de jabuticaba em queijo petit suisse foi viável por não alterar a composição centesimal do produto, além de conferir ao produto uma coloração atrativa. / The quest for improved quality of life and the search for natural and functional foods are growing. The incorporation of prebiotics and natural colorant can add value to the product, being able to improve their quality and have great technological attractions. Therefore, the aim of this work was to evaluate the effect of adding of prebiotics (inulin and oligofructose) and natural colorant (jabuticaba peel extract) on the characteristics of petit suisse cheese. Analysis of physical and chemical composition (total solids, ashes, proteins, lipids, carbohydrates and titratable acidity) were performed immediately after processing, pH, colorimetry, content of bioactive compounds and antioxidant activity were measured in different storage times (0, 7, 14, 21 and 28 days), analysis of the dietary fiber content of the formulation of petit suisse cheese with higher antioxidant activity at the end of shelf life and microbiological and sensory analysis. The petit suisse cheese was divided into five formulations, according to the concentration of natural colorant, which were 0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% and 3.0%. The data obtained from the analysis performed immediately after processing and sensory analysis were subjected to analysis of variance and Tukey test, the data obtained from analysis performed at different storage times were submitted to variance analysis and kinetic behavior study, and fiber analysis and microbiological was analyzed using descriptive statistics. The analysis of total solids, proteins, lipids, carbohydrates and ashes did not differ significantly (p>0.05) between the formulations. The formulation without the addition of natural colorant showed the lowest acidity (p≤0.05), and the increase of natural colorant content made the acidity of the cheese higher. The levels of anthocyanins, phenolics and antioxidant activity were greater with the increase of the concentration of incorporated colorant, and the anthocyanin content decreased with the passage of storage time. The data concerning fiber in the formulation containing 3.0% of natural colorant was low, showing no functional property allegation to this product. In order to verify if the cheese could be consumed a microbiological analysis for coliform was previously performed and all formulations of petit suisse cheese were in satisfactory sanitary conditions. Sensory analysis was conducted in two stages. On the first stage an acceptance test was performed, with evaluation of color, flavor, consistency and overall impression attributes, as well as purchase intent for each formulation. In the second stage the acceptance test was performed, adding nutritional information to the product which was the most accepted in the first stage. As a result, it was observed that the color attribute was the only one that showed a significant difference between the formulations (p≤0.05), the most accepted were the ones with concentrations 2.5% and 3.0%. In general, all formulations were well accepted, however, the formulation with the highest addition of natural colorant showed the highest grades. Thus, the cheese with the highest concentration of natural colorant was used in the second sensory stage and the influence of color and consistency attributes information was observed (p≤0.05). Therefore, the use of prebiotics and natural colorant on petit suisse cheese was viable, since the basic characteristics of the product were not changed, and it gave the product an attractive color.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303917.pdf: 2000217 bytes, checksum: 0474276782ae1fe191eba9a31bb9e2ae (MD5) / O presente trabalho enfoca o processo de degradação de três corantes azo em meio aquoso por plasma frio de descarga corona. A influência de parâmetros operacionais do sistema de trabalho, perfil cinético da degradação, efeito pós descarga, identificação de subprodutos de degradação e resultados da mineralização dos compostos foram estudadas. Neste estudo, foram escolhidos como modelo, três corantes monoazóicos com estrutura química semelhante: alaranjado de metila, vermelho de metila e amarelo de metila. Parâmetros operacionais como gap de descarga, potência aplicada, pH e temperatura do meio foram estudados na degradação dos corantes alaranjado de metila e vermelho de metila a fim de compreender a influência de cada parâmetro nas reações de degradação. Com base nesse estudo constatou-se, que a reação de degradação para ambos os corantes é favorecida quando a potência elétrica aplicada e a temperatura são aumentadas, mantendo constante o gap de descarga em 10 mm e em pH do meio ácido (2). Juntamente com o estudo da influência dos parâmetros operacionais foi realizado o estudo cinético das reações de degradação para os mesmos corantes. Para ambos, foi constatado que o perfil cinético da reação de degradação se ajusta ao modelo de ordem zero em relação aos corantes. Espécies químicas produzidas durante a reação de degradação como NO2-, NO3- e H2O2 foram identificadas no meio reacional. Através da cromatografia iônica, NO2- e NO3- foram quantificados em meio aquoso quando o plasma frio foi gerado em atmosfera de nitrogênio. Com base nisso, estima-se que o NO3- é possivelmente proveniente da oxidação do NO2- por H2O2. Estas espécies foram quantificadas e suas concentrações em fase aquosa são fortemente dependentes do tipo de gás de trabalho utilizado. Foi evidenciado que o chamado efeito pós descarga temporal, caracterizado pela degradação do corante em fase aquosa após aplicação do plasma, ocorre de acordo com um perfil cinético de pseudo primeira ordem; diferentemente da degradação direta pelo plasma. As espécies produzidas na degradação direta pelo plasma foram identificadas por espectrometria com ionização por eletronspray. Um possível esquema da reação de degradação foi proposto em função dos diferentes gases de trabalho utilizados na formação do plasma. Fica evidente a formação de espécies com peso molecular menor com o tempo de exposição ao plasma. A análise de carbono orgânico total indicou que quando o plasma é formado em atmosfera de argônio o percentual de remoção é maior. Em suma, o perfil cinético da reação de degradação para os corantes azo alaranjado de metila, vermelho de metila e amarelo de metila foi o mesmo e o processo caracterizado como ordem zero. / The present study describes the degradation process of three azo dyes in aqueous medium by corona discharge non thermal plasma. The influence of operating parameters on the working system, the degradation kinetic profile, the post-discharge effect, the identification of degradation byproducts, and the compounds mineralization results were studied. In this study, three monoazo dyes with similar chemical structure were chosen as a model: methyl orange, methyl red and methyl yellow. Operational parameters such as discharge gap, applied power, pH and temperature of the medium were studied on the degradation of the dyes methyl orange and methyl red in order to understand the influence of each parameter on the degradation reactions. Based on this study, it was found that the degradation reaction for both dyes is favored when the applied electric power and the temperature are increased, keeping a constant discharge gap of 10 mm and maintaining the acidic pH (2). Along with the study of the influence of operating parameters, a kinetic study of degradation reactions was performed for the same dyes. For both, it was found that the kinetic profile of the degradation reaction fits the model of zero order on the dye. Chemical species produced during the degradation reaction such as NO2-, NO3-and H2O2 were identified in the reaction medium. Through ion chromatography, NO2- and NO3- were measured in aqueous media when the non thermal plasma was generated in a nitrogen atmosphere. Based on that, it is estimated that the NO 3-is possibly coming from the oxidation of NO2- by H2O2. These species were quantified and their concentration in the aqueous phase are strongly dependent on the type of working gas used. It was evidenced that the called post-discharge temporal effect, characterized by the dye degradation in the aqueous phase after application of the plasma, takes place according to a pseudo first order kinetic profile, differently from direct degradation by plasma. The species produced by the plasma direct degradation were identified by ionization eletronspray spectrometry. A possible scheme of the degradation reaction was proposed according to the different working gases used to form the plasma. The formation of species with less molecular weight with the time of exposure to plasma became evident. The total organic carbon analysis indicated that when the plasma is formed in the argon atmosphere, the removal percentage is higher. In sum, the kinetic profile of the degradation reaction to the azo dyes methyl orange, methyl red and yellow methyl was the same and the process characterized as zero order.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308798.pdf: 1761564 bytes, checksum: e86b032a88eb46732022790f47735873 (MD5) / A adsorção é um processo que vem ganhando importância na indústria têxtil para a remoção de corantes de efluentes industriais, sendo geralmente utilizado o carvão ativado. Devido ao alto custo deste material, muitos estudos visam o desenvolvimento de adsorventes alternativos e de baixo custo. Neste trabalho foram investigadas as diferentes técnicas de preparação e ativação de adsorventes carbonosos produzido a partir de rejeitos sólidos da indústria têxtil, visando a remoção do corante Reactive Red 2 (RR2) comercial. A preparação dos adsorventes foi baseada nos procedimentos contidos na patente INPI-RJ PI 0703182-3, envolvendo o tratamento térmico por pirólise a 500°C e tratamento químico. No tratamento químico foram investigados os tratamentos com solução de H2SO4 0,1M e com solução de alúmen de potássio 5% (m/m) por meio de planejamentos fatoriais 22. Os adsorventes foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescência de Raios X (FRX), área superficial BET, volume de poros e distribuição de tamanhos, método de Boehm para determinação dos grupos funcionais presentes na superfície, determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) e análises físico-químicas. Os resultados obtidos indicam que os adsorventes possuem composição complexa e apresentam grupos ácidos em sua superfície. Realizaram-se ensaios cinéticos em batelada, a partir dos quais se determinou o tempo de equilíbrio para os sistemas em estudo em diferentes valores de pH, temperaturas, concentração de NaCl e concentração de adsorvente. As melhores condições do processo de adsorção foram obtidas para T=25°C e pH=2,0 resultando valores de capacidade máxima de adsorção de 159,3 mg?g-1 e 213,9 mg?g-1, para os adsorventes preparados com resíduos de lodo biológico e físico-químico, respectivamente. Ensaios de dessorção também foram realizados visando a possibilidade de regeneração dos adsorventes. A variação de temperatura influencia pouco na adsorção do corante RR2 e com o aumento do pH ocorre um desfavorecimento do processo adsortivo assim como com o aumento da concentração de NaCl.