Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-13T19:06:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Osmar de Menezes - Depósito na biblioteca.pdf: 1593558 bytes, checksum: 0a7ec427b40865addd51e28a72a1f092 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T19:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Osmar de Menezes - Depósito na biblioteca.pdf: 1593558 bytes, checksum: 0a7ec427b40865addd51e28a72a1f092 (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / FACEPE / O escopo do presente estudo foi avaliar o desempenho da microaeração, contínua e intermitente, quanto à remoção do corante tetra-azo Direct Black 22 e de seus subprodutos tóxicos, utilizando reatores em bateladas sequenciais. O aparato experimental consistiu de três reatores independentes (R1, R2 e R3) trabalhando com ciclos anaeróbios-microaerados distintos. Os reatores foram operados em temperatura mesofílica (37 ± 1°C), tiveram volume útil de 5 L e 50% de volume de troca. O lodo anaeróbio de um reator UASB piloto tratando efluente têxtil real foi utilizado como inóculo (2,5 gSSV/L no licor misto). O efluente sintético era composto por macro e micronutrientes, NaCl (1000 mg/L), NaHCO3 como tampão (1200 mg/L), corante tetra-azo Direct Black 22 e etanol como fonte de carbono (1200 mgDQO/L). Os reatores tiveram tempo de ciclo de 24 h, distribuídos em: enchimento (15 min), reação (23 h), sedimentação (30 min) e esvaziamento (15 min). A reação em R1 foi completamente anaeróbia. R2 combinou condições anaeróbias (12 h) e microaeradas (11 h). Em R3, a reação foi dividida em 12 h de anaerobiose seguidas de 11 h de microaeração intermitente (30 min a cada 2 h). O fluxo de ar distribuído em R2 e R3 durante a microaeração foi de 0,25 ± 0,05 L/min. A operação durou 107 dias. No estado de equilíbrio estacionário aparente, a remoção média de corante em R1, R2 e R3 foi de 81,4; 75,5 e 76,8%, respectivamente. A de DQO foi de 76,4; 79,5 e 81,4%, respectivamente. R1 apresentou acúmulo de aminas aromáticas (efluente final com unidade toxicológica de 88,15 em Vibrio fischeri). Os reatores microaerados atingiram remoções iguais de aminas aromáticas e seus efluentes não apresentaram ecotoxicidade aguda quantificável. A presença cíclica do oxigênio em R2 e R3 inibiu a metanogênese com maior intensidade que o acúmulo de aminas aromáticas tóxicas em R1. Por outro lado, a descoloração redutiva do DB22 foi acelerada nestes reatores pelo favorecimento do transporte de equivalentes redutores. A microaeração intermitente se destacou como uma alternativa para a economia do processo de aeração, com eficiências de remoção de corante, DQO e toxicidade no mesmo nível da contínua. / The scope of this study was to evaluate the performance of continuous and intermittent micro-aeration in terms of tetra-azo dye Direct Black 22 and its toxic by-products removal efficiency, using sequencing batch reactors. The experimental set-up consisted of three independent reactors (R1, R2 and R3) working with distinct anaerobic-micro-aerated cycles. The reactors were essayed at mesophilic conditions (37 ± 1 °C), with a working volume of 5 L and 50% of volume exchange. Anaerobic sludge from a pilot scale UASB reactor treating real textile wastewater was used as inoculum (2.5 gVSS/L in the mixed liquor). The synthetic effluent was composed of macro- and micro-nutrients solution, NaCl (1 g/L), NaHCO3 (1200 mg/L) as buffer, tetra-azo dye Direct Black 22 (65 mg/L) and ethanol (1200 mgCOD/L) as electron donor. In each reactor, the cycle time was 24 h, distributed in: filling (15 min), reaction (23 h), settling (30 min) and drawling (15 min). The reaction in R1 was completely anaerobic. R2 combined anaerobic (12 h) and micro-aerated (11 h) conditions in the reaction time, while in R3 the reaction time was composed of 12 h of anaerobic reaction, followed by 11 hours of intermittent micro-aeration (30 min of micro-aeration every 2 h). An air flow of 0.25 ± 0.05 L/min was distributed in R2 and R3 during the micro-aerated phases. The reactors were operated for 107 days. At apparent steady state conditions, the average of dye removal for R1, R2 and R3 was 81.4, 75.5 and 76.8%, respectively. The corresponding COD removal efficiency was 76.4, 79.5 and 81.4%, respectively. R1 showed accumulation of aromatic amines (final effluent toxicological unit 88.15 in Vibrio fischeri). R2 and R3 reached equal removal of aromatic amines and their effluents showed no quantifiable acute ecotoxicity. The cyclical presence of oxygen in R2 and R3 resulted in a more intense inhibition of methanogenesis than the accumulation of toxic aromatic amines in R1. On the other hand, reductive discoloration of DB22 was accelerated in these reactors due the preference in the transport of reducing equivalents. Intermittent microaeration stood out as an energy saving alternative for the aeration process, with dye, COD and toxicity removal efficiency at the same level of continuous micro-aeration.

A utilização de resíduos sólidos como materiais precursores para a produção de carvão ativado é uma alternativa que, além de propiciar um novo destino para esses materiais, pode ser aplicada no tratamento de efluentes contendo corantes. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de adsorção de amostras de carvão ativado preparadas a partir de resíduos da produção de farinha de trigo. Inicialmente, as amostras de resíduo foram ativadas termicamente em diferentes temperaturas (350 °C, 450 °C, 550 °C e 650 °C) e, em seguida, ativadas quimicamente utilizando peróxido de hidrogênio. Após a preparação, os carvões ativados foram caracterizados por meio de espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), da análise termogravimétrica (TG), da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da análise de área superficial específica pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET). As amostras de carvão ativado foram igualmente avaliadas através de estudos de adsorção para a remoção do corante catiônico azul de metileno e do corante aniônico índigo carmim. Os espectros de FT-IR evidenciaram a completa carbonização dos resíduos da produção de farinha de trigo nas diferentes temperaturas de ativação. As análises de TG mostraram que houve a degradação de materiais lignocelulósicos no segundo estágio de decomposição. Os resultados de MEV mostraram que a estrutura dos materiais apresenta uma morfologia bastante heterogênea, com partículas de formas e tamanhos variados. Em relação à área superficial específica (BET), a maior área encontrada foi para a amostra CAS550 (296,026 m² g-1). A área superficial específica aumentou com o aumento da temperatura de ativação dos carvões, o que possibilitou que o material fosse ativado. Também se observou que a estrutura dos carvões ativados é constituída, na maior parte, por mesoporos (tamanho dos poros > 20 Å). Em relação aos ensaios de adsorção utilizando o azul de metileno como adsorvato, a isoterma que melhor se ajustou os dados experimentais foi a de Freundlich. Para os ensaios utilizando o índigo carmim como adsorvato, a isoterma que também melhor se ajustou foi a de Freundlich, com exceção para as amostras de carvões obtidas a partir de palha, nas quais a isoterma que melhor se ajustou foi a de Langmuir. Dentre os materiais estudados, a amostra de carvão que apresentou a maior capacidade de adsorção para o azul de metileno foi aquela ativada em 450 °C, onde o valor de KF foi de 5.569 mg kg -1 para a amostra de carvão PF450. Os valores de KF para as amostras de carvão utilizando o índigo carmim não foram muito satisfatórios, no entanto o valor de Adsmáx foi de 1.667 mg kg-1 para a amostra PAL450. Por fim, os carvões ativados produzidos mostraram-se bons adsorventes para a remoção dos corantes, em especial o azul de metileno, podendo ser uma alternativa para a reutilização de resíduos, minimizando impactos ambientais. / The use of solid waste as precursor materials for the production of activated carbon is an alternative that, in addition to providing a new destination for these materials, can be applied in the treatment of effluents containing dyes. In this context, the present work aimed to evaluate the adsorption capacity of activated carbon samples prepared from wheat flour production residues. Initially, the residue samples were thermally activated at different temperatures (350 °C, 450 °C, 550 °C and 650 °C) and then chemically activated using hydrogen peroxide. After preparation, activated carbons were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric (TG), Scanning Electron Microscopy (SEM) and specific surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. Activated carbon samples were also evaluated through adsorption studies for the removal of methylene blue cationic dye and indigo carmine anionic dye. FT-IR spectra showed the complete carbonization of the residues of wheat flour production in different activation temperatures. The TG analyzes showed that there were degradation of lignocellulosic materials in the second stage of decomposition. SEM results showed that the structure of the materials has a very heterogeneous morphology, with particles of varied shapes and sizes. In relation to the specific surface area (BET), the largest area found was for the CAS550 sample (296,026 m² g-1). The specific surface area increased with the increase of the activation temperature of the coals, which allowed the material to be activated. It was also observed that the structure of the activated carbons consists, for the most part, of mesopores (pore size > 20 Å). In relation to the adsorption tests using methylene blue as adsorbate, the isotherm that best fit the experimental data was Freundlich. For the tests using indigo carmine as adsorbate, the best fit isotherm was Freundlich, except for coals samples obtained from straw, in which the best fit is the Langmuir isotherm. Among the materials studied, the coal sample with the highest adsorption capacity for methylene blue was activated at 450 °C, where the KF value was 5,569 mg kg-1 for the PF450 coal sample. The KF values for the charcoal samples using indigo carmine were not very satisfactory, however the Adsmax value was 1,667 mg kg-1 for the PAL450 sample. Finally, the activated carbons produced were good adsorbents for the removal of the dyes, especially methylene blue, and could be an alternative for the reuse of waste, minimizing environmental impacts.

As indústrias têxteis têm contribuído diretamente para a contaminação do meio ambiente, principalmente devido ao descarte dos efluentes que são gerados no processo de tingimento das fibras. Geralmente, esses efluentes apresentam coloração acentuada e composição variável. Por isso, existe uma grande preocupação em se realizar o tratamento adequado dos mesmos. Dentre as técnicas utilizadas para essa finalidade, a adsorção tem recebido especial atenção, por ser altamente eficiente e apresentar baixo custo. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade adsorvente de um compósito à base de haloisita nanotubular (HNT) e de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) na remoção do corante catiônico verde de malaquita (MG) em meio aquoso. Primeiramente, o compósito de HNT-Fe3O4 foi preparado através do método de precipitação química, utilizando uma solução de sais de ferro (II) e (III), e HNT. Em seguida, o mesmo foi caracterizado por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão em energia por raios X (EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), determinação da área superficial específica e tamanhos de poro, utilizando o método de Brunauer, Emmet e Teller (BET) e determinação do pH no ponto de carga zero (pHPCZ). Após a caracterização, a capacidade de adsorção do compósito de HNT-Fe3O4 foi investigada em sistema de batelada, sob temperatura controlada (25 °C). A concentração remanescente de MG nos experimentos de adsorção foi estimada por meio da técnica de espectroscopia de absorção molecular na região do visível, utilizando uma curva de calibração externa. Além disso, a influência de parâmetros experimentais, como velocidade de agitação do sistema, massa de adsorvente, pH inicial do meio, concentração inicial do corante e tempo de contato foi igualmente avaliada. Com relação à cinética de adsorção, o modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor descreveu o processo. No que se refere ao equilíbrio de adsorção, os resultados experimentais (R2 = 0,9578) apresentaram um melhor ajuste à isoterma de Freundlich, com valores para a constante de Freundlich (kF) e capacidade máxima de adsorção (qm) iguais a 1,86 L g-1 e 44,25 mg g-1. Os dados termodinâmicos revelaram um processo de adsorção físico e espontâneo, com valores de ΔG°ads, ΔH°ads e ΔS°ads iguais a -4,61 kJ mol-1, -28,13 kJ mol-1 e -77,60 J mol-1 K-1, respectivamente. Por fim, o compósito de HNT-Fe3O4 demonstrou ser um adsorvente eficiente na remoção do corante catiônico MG em meio aquoso, podendo ser reutilizado em mais de um ciclo de remoção, sem perdas significativas de propriedades após o processo de regeneração por calcinação. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / Textile industries have directly contributed to the contamination of the environment, mainly due to the disposal of effluents, which are generated in the dyeing process. Frequently, these effluents have different colors and variable compositions. Therefore, there is great concern in performing the appropriate treatment of them. Among the techniques used for this purpose, adsorption has received special attention because it is highly efficient and presents low cost. In this context, this study aimed to evaluate the adsorbent capacity of a composite based on nanotubular halloysite (HNT) and magnetite nanoparticles (Fe3O4) for the removal of cationic dye malachite green (MG) in aqueous medium. Firstly, the HNT-Fe3O4 composite was prepared by the chemical precipitation method using a solution of iron salts (II) and (III), and HNT. Then, it was characterized by means of several techniques including scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), specific surface area and pore size, using the Brunauer, Emmett and Teller method (BET), and determination of pH at the point of zero charge (pHPZC). After the characterization, the adsorption capacity of the HNT-Fe3O4 composite was investigated in a batch system, under controlled temperature (25 °C). The remaining concentration of MG in adsorption experiments was estimated using the molecular absorption spectroscopy in the visible region with an external calibration curve. Furthermore, the influence of experimental parameters, such as system stirring rate, adsorbent mass, initial pH, initial dye concentration and contact time were also evaluated. The experimental results showed that the adsorption kinetics was better described using a pseudo-second-order model. Regarding the adsorption equilibrium, Freundlich isotherm showed a better fit (R2 = 0.9578) to adsorption data, with values for the Freundlich constant (kF) and maximum adsorption capacity (qm) equal to 1.86 L g-1 and 44.25 mg g-1. On the other hand, the thermodynamic parameters revealed a physical and spontaneous adsorption process, with values of ΔG°ads, ΔH°ads, and ΔS°ads equal to -4.61 kJ mol-1, -28.13 kJ mol-1, and -77.60 J mol-1 K-1, respectively. Finally, the composite HNT-Fe3O4 proved to be a good adsorbent for the removal of MG cationic dye in aqueous medium and can be reused for several adsorption cycles without losing significant properties after the regeneration process by calcination.

Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camboim_RicardoAugusto_M.pdf: 5018034 bytes, checksum: aeb7e981adfca5bcafba7911a3f453c0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Com o aumento da preocupação do homem com o meio ambiente, as indústrias passaram a se preocupar mais com o descarte de seus efluentes, com isso, vem sendo desenvolvidas técnicas para tratamento de efluentes. No presente trabalho utiliza-se a técnica de eletroflotação, para o tratamento de efluente de tinturaria de tecidos, a qual utiliza corantes reativos. Para tal montou-se um reator composto por: Uma cuba com capacidade para 50 litros, uma fonte de tensão com potencia ajustável e eletrodos metálicos com geometria retangular com área efetiva de 216 cm2. Os parâmetros estudados compreendem o tipo de material utilizado como eletrodo (ferro, aço inox e alumínio), o pH, temperatura e turbidez. Também foi feito a análise espectrofotométrica para avaliar a remoção de cor, também fizemos analise de DBO, DQO, Turbidez e Sólidos Totais no inicio e no final do tratamento. De acordo com os resultados observa-se uma drástica redução da turbidez, um leve aumento do pH (cerca de 10% do valor inicial) e aumento da temperatura (tipicamente 10%) no final do tratamento. Cabe ressaltar que neste processo de eletroflotação não se utiliza nenhum produto químico, somente energia elétrica. Assim tal processo torna-se bastante interessante devido à alta eficiência na remoção total da coloração do efluente em pouco tempo de tratamento em comparação com tratamentos convencionais. Ainda mais, pela análise visual do sobrenadante, verifica-se adicionalmente uma significativa remoção de material orgânico, tornando-o atrativo do ponto de vista ambiental / Abstract: With the increase of man's concern with the environment, industries began to worry more about the disposal of their waste, thereby, have been developed techniques for effluents treatment. The present work uses the technique of electroflotation for the treatment of effluents from dyeing of fabrics, which uses reactive dyes. In order to do this, a reactor was set up being composed by a tank with a capacity of 50 liters, a source of tension with adjustable power and metal electrodes with rectangular geometry with effective area of 216 cm2. The parameters studied include the type of material used as electrode (iron, steel and aluminum), pH, temperature and turbidity was also made a spectrophotometric analysis to evaluate the removal of color, we also examine the BOD, COD, Turbidity and Total Solids from the beginning and from the end of treatment. According to the results there is a drastic reduction in turbidity, a slight increase in pH (about 10% over baseline) and increased temperature (typically 10%) at the end of treatment. It is noteworthy that this electroflotation process do not use any chemicals, only electric power. So this process becomes quite interesting because of the high efficiency in removal of the color of the effluent in a short time of treatment compared with conventional treatments. Moreover, from the visual analysis of the supernatant, there is additionally a significant removal of organic material, making it attractive from an environmental standpoint / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Valdinete Lins da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T21:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GilsonLimada_D.pdf: 2115614 bytes, checksum: 1fee79de83e6af8f4f93eba214e82f4d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As indústrias têxteis constituem fator de grande importância na economia brasileira e são agrupadas em três categorias principais de fibras: tecidos de algodão, de lã e sintéticos. O impacto ambiental provocado pelo setor, a geração de efluentes líquidos se constitui num parâmetro representativo como fator potencialmente poluidor. Além disso, é uma das tipologias industriais que mais consomem água em seu processo produtivo. Um dos maiores problemas ambientais gerados durante o processo de tingimento nas lavanderias industriais é a grande quantidade de despejos altamente poluidores, contendo elevada carga de substâncias tóxicas, dentre estas os corantes. A avaliação da remoção de cor dos efluentes é fundamental tanto para o controle ambiental, uma vez que a cor interfere nos processos biológicos dos ecossistemas aquáticos. Os objetivos propostos para o desenvolvimento da tese visam contribuir com informações para a minimização de problemas ambientais, promovendo a avaliação dos sistemas de remoção de cor de efluentes têxteis e elaborando uma proposta para um sistema técnico e economicamente viável visando sua aplicação em pequenas e médias empresas. Neste trabalho estudou-se a utilização como adsorvente uma argila esmectita, que se constitui em um resíduo de grande disponibilidade na Região do Araripe em Pernambuco - Brasil, num processo de remoção de corante em efluente típico de tingimento de lavanderias industriais através de dois métodos: o mais simples, em banho finito e posteriormente em leito fixo, mais aplicável à realidade das referidas empresas. Os resultados demonstraram um bom potencial do processo visto que foram obtidos valores de remoção de corante acima de 90%. Uma modelagem matemática foi feita a fim de obter uma equação empírica que reproduzisse o fenômeno de adsorção para diversas vazões dentro da faixa de dados experimentais disponíveis, tendo sido obtido uma equação com boa capacidade de previsão de resultados / Abstract: The textile industries constitute factor of great importance in the Brazilian economy and are grouped in three main staple fiber categories: fabrics of cotton, woolen and synthetic. The environment impact provoked by the sector, the generation of effluent liquids if constitutes in a representative parameter as potentially polluting factor. Moreover, it is one of the industrial typology that more consumes water in its productive process. One of the biggest generated environment problems during the process of dyeing in the industrial laundries is the great amount of highly polluting spilling, contends high toxic substance load, amongst these the dyes. The evaluation of the removal of color of the effluent ones is basic in such a way for the environmental control, a time that the color intervenes with the biological processes of aquatic ecosystems. The objectives considered for the development of the thesis aim at to contribute with information for the minimization of environmental problems, promoting the evaluation of the systems of dye¿s removal of textile effluent and elaborating a proposal for a system small economically viable technician and aiming at its application in small and measured companies. In this work it was studied use as adsorbent a esmectita clay, that if constitutes in a residue of great availability in the Region of the Araripe in Pernambuco ¿ Brazil, in a dye's removal process in the typical effluent of the dyeing of industrial laundries, through two methods: simplest, in batch equilibrium and later in fixed bed, more applicable to the reality of the related companies. The results had demonstrated a good potential of the process since values of removal of dyes above of 90% had been gotten. A mathematical modeling was made in order to get an empirical equation that inside reproduced the adsorption phenomena for diverse outflows of the band of experimental data available, getting an equation with high capacity of forecast of results / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T05:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarbajalGamarra_FelixMartin_D.pdf: 1506162 bytes, checksum: 8073329d5e41c3c1025d84572a37799c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nas últimas décadas, o estudo de produtos naturais aumentou notoriamente devido a presença de compostos químicos ativos de interesse com aplicações em diversas áreas. Dados de corantes naturais e óleos essenciais são dados escassamente publicados na literatura e os poucos dados que existem encontram-se em forma de patente, motivo pela qual justifica o estudo. Foram selecionados o Milho Roxo (Zea mays L.) e a Flor o Marigold (Tagetes erecta L.) devido à enorme importância a nível sócio-econômico, científico e industrial. Também foi selecionado o óleo essencial de limão devido à diversidade de aplicações industriais. O objetivo deste trabalho é obter dados experimentais para poder criar um banco de dados suficiente para montar modelos matemáticos que possam predizer e descrever o comportamento termodinâmico e físico-químico, em função de grupos moleculares de maior presença nos produtos estudados. Foram utilizados diferentes métodos de extração visando selecionar o solvente mais seletivo e eficiência dos processos. Foi determinada a estabilidade dos corantes fazendo um acompanhamento dos extratos obtidos em função do tempo, assim como, o isolamento dos compostos de maior presencia, a solubilidade, a recuperação dos solventes utilizados e a caracterização da matéria prima e dos extratos. Já no caso do óleo essencial foi determinada a influência do tempo na qualidade do óleo (sensorial e econômica) acompanhado e identificando os compostos por HPLC após a destilação convencional na qualidade do destilado / Abstract: In the last decades, the study of natural products increased due to the presence of active chemical composites of interest which can be applied to different areas. There is scarce literature on data about natural colorants and essential oils and the few works published are found in the form of patents, which provide good rationale for this study. The Purple Maize (Zea mays L.) and Marigold (Tagetes erecta L.) were selected due to their major socio-economic, scientific and industrial importance. Lemon essential oil was also selected due to its diverse industrial applications. The objective of this work is to obtain experimental data that will enable to create a data base with enough information to set-up mathematical models that can predict and describe thermodynamic and physical-chemical behavior, as a function of the most present molecular groups of the products studied. Different methods of extraction were used to select the most selective and efficient solvent of the processes. The stability of the colorants was determined by accompanying the extracts obtained through time, as well as, by isolating the most common composites, the solubility, the recovery of the solvents used and the characterization of raw material and extracts. In the case of the essential oil the influence of time in the quality of the oil (sensorial and economic) was determined. The composites for HPLC were identified using the conventional distillation in the quality of the distilled. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Teresa Dib Zambon Atvars / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T05:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_DavisonStoraide_M.pdf: 2037047 bytes, checksum: bfc81c7ccb14370261c20ba48859e0ec (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho são estudadas as propriedades fotoquímicas e morfológicas de filmes automontados compostos de um polieletrólito fraco e azocorantes em função das condições impostas nas soluções de origem, como o pH, a força iônica e tamponamento. Na automontagem, os filmes são fabricados pela deposição de camadas alternadas de dois materiais, de cargas elétricas opostas, a partir de suas soluções aquosas em um substrato de vidro. Os materiais usados foram o polieletrólito catiônico hidrocloreto de poli(alilamina) (PAH) e três azocorantes aniônicos: Vermelho do Congo (CR), Ponceau SS (PSS) e Alaranjado de Metila (MO). Foram fabricados filmes de PAH/CR, PAH/PSS e PAH/MO. Para avaliar somente o efeito do pH, foram usados três valores de pH (3, 7 e 10). Para verificar o efeito da força iônica, foram usadas soluções aquosas de cloreto de potássio em diferentes concentrações e, para verificar a influência de tampão, foram usados três sistemas tampão, um para cada valor de pH. Foram usadas as técnicas de espectroscopia UV-vis e turbidimetria para investigar as propriedades espectroscópicas das soluções, dos filmes e a solubilidade do PAH. Foi utilizada a técnica de microscopia de força atômica para verificar a morfologia do filme. Observa-se que a deposição dos corantes e do PAH no filme depende de suas densidades de carga, bem como da presença de outras espécies iônicas em solução. Tanto um aumento do pH como a presença de contra-íons, leva a uma redução da carga do PAH e causa um aumento de sua adsorção no filme, acompanhado de um aumento de rugosidade superficial. Porém, a primeira condição pode ou não diminuir as cargas dos corantes e a segunda enfraquece a atração eletrostática, reduzindo as suas deposições. As interações do par corante-PAH induzem a agregação dos corantes em solução e nos filmes. As diferenças estruturais dos corantes são igualmente importantes, pois o CR e o PSS são os que mais se depositam e apresentam diferentes comportamentos de deposição em função do pH. Verifica-se também que o PAH interage distintamente com diferentes contra-íons, o que pode ser explicado considerando-se a especificidade iônica e não o simples conceito de força iônica / Abstract: In this work, the photochemical and morphological properties of layer-by-layer self¿assembly films made of a weak polyelectrolyte and azodyes are studied in dependence of the solution¿s pH, ionic strength and buffering. In self-assembly technique, films are made from deposition of alternate layers of two compounds, which have opposite electrical charges, from their solutions onto a glass substrate. We employed the polyelectrolyte poly(allylamine) hydrochloride (PAH) which is positively ionized when in aqueous solution and the three different anionic azodyes: Congo Red (CR), Ponceau SS (PSS) and Methyl Orange (MO). Films of PAH/CR, PAH/PSS and PAH/MO were prepared. To investigate only the pH effect, three pH values were used (3, 7 and 10). To investigate the ionic strength, potassium chloride aqueous solution at different concentrations were used and to verify the buffer effect, three buffer systems were used, one for each pH. The UV-Vis Spectroscopy and Turbidimetry were employed to study the spectroscopic properties of the solutions, films and PAH solubility. The Atomic Force Microscopy was used to verify the film morphology. One observes that the dyes and PAH deposition depend on their charge densities as well the presence of other ionic species. An increase in solution¿s pH and/or the presence of counter-ions reduces PAH¿s charge increasing its adsorption on film, accompanied by a higher surface roughness. Differently, the first condition can or cannot reduce the dye¿s charge and the second weakens the electrostatic interaction, reducing dye adsorption. The pair dye-PAH interactions induces the dye aggregation both in solution and film. The structural differences between dyes are equally important, as CR and PSS are the ones that adsorb most and show different deposition behavior in function of solution¿s pH. Also, one verifies that PAH interacts distinctly with different counter-ions, a fact that can be explained considering ionic specificity and not by the simple concept of ionic strength / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Ronia Marques Oisiovici / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T06:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_Cristiane_M.pdf: 1461718 bytes, checksum: a4ff5e71772cb30781695b61478427af (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A indústria têxtil possui um dos processos de maior geração de efluentes líquidos, contribuindo quantitativa e qualitativamente com a carga poluidora descartada em corpos hídricos. Em particular, seus efluentes coloridos geram grandes danos ambientais, impedindo a luz solar de chegar até o ecossistema aquático, prejudicando o desenvolvimento da biota e a qualidade da água para consumo. Dentre os tratamentos existentes para a eliminação de cor de efluentes, a aplicação da adsorção em materiais residuais de outros processos e de baixo custo tem se mostrado uma opção eficiente e viável. Neste trabalho foi estudada a remoção de cor de um efluente sintético, constituído pelo corante Solophenyl azul marinho BLE 250%, utilizando a técnica de adsorção em argila calcinada proveniente de Pernambuco. Inicialmente foram realizados ensaios preliminares em banho finito para verificar a melhor temperatura de calcinação da argila em relação à remoção de cor e para determinar os parâmetros cinéticos e de equilíbrio. Após, foram realizados ensaios em coluna, empregando argila calcinada a 300°C e as cinéticas de remoção de cor foram avaliadas por meio de um planejamento fatorial 23 com ponto central. Os fatores estudados foram: concentração inicial de corante, diâmetro médio de partícula e vazão volumétrica, tendo como resposta a quantidade removida Qt (mg corante/g argila). A melhor condição de remoção foi obtida para o nível superior de concentração e níveis inferiores de diâmetro e vazão, correspondendo a um maior tempo de contato entre solução e adsorvente, atingindo o valor de 6,28 mg/g. Ensaios empregando carvão ativado e zeólita clinoptilolita nas melhores condições obtidas no planejamento com argila foram feitos com a finalidade de comparar as cinéticas de remoção dos três adsorventes. Estes adsorventes foram menos adequados que a argila para a remoção do corante estudado. Os resultados obtidos mostraram que a melhor eficiência do processo de adsorção nas condições investigadas ocorreu quando aplicada a argila bentonita calcinada a 300°C, que apresentou capacidade de remoção satisfatória, além de ter vantagens no seu custo por se constituir em resíduo gerado em grande abundância na mineração da gipsita / Abstract: Textile industry processes have one of the greatest wastewater productions, increasing quantitatively and qualitatively polluting load discharge in surface water. Colored water result of their process generate great environment damages once they not only reduce the water quality but also block sun light from penetrating in the aquatic ecosystem harming biota development. Within existing treatments for wastewater color elimination, adsorption with low cost residual materiais is an efficient and feasible option. Color removal from synthetic wastewater composed by Solophenyl Navy BLE 250% direct dye was studied using adsorption in calcined bentonite clay from Pernambuco. Preliminary tests were carried out in finite bath seeking best clay calcination temperature as well as to evaluate kinetic and equilibrium parameters. Then, tests in a porous bed were carried out using the clay that had greater affinity with the pigment which was the calcinedat 300°C. Color removal kineticswas evaluated using a factorial design 23 with central points. The studied factors were initial concentration, average grain size and uptake flow rate. The response variable evaluated was uptake capacity Qt (mg dye/g clay). Best removal was obtained with higher concentration, lower diameter and lower flow rate, which correspond to greater contact time between solution and the adsorbent reaching 6,28 mg dye/g clay uptake. Tests using activated carbon and clinoptilolite zeolite in the best conditions reached with the factorial plan with bentonite were done to compare removal kinetic of the three adsorbents. These adsorbents were less efficient than bentonite for the removal of the studied dye. Therefore, the results proved efficiency on bentonite's clay adsorption process and the bentonite calcined at 300°C was pointed out as a potential adsorbent for dye removal with cost advantages due to its mineral waste characteristic in gypsum extraction / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:02:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcolino_VanessaAparecida_D.pdf: 1303131 bytes, checksum: bb5fa5ac901737dfdb200522823c6649 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A indústria de alimentos está crescendo muito nos últimos anos, e durante a observação de um alimento qualquer fica claro que o impacto visual causado pela cor sobrepõe-se aos demais. Este atributo é um dos mais importantes na comercialização dos alimentos e constitui critério de aceitação ou não do produto. A rejeição aos corantes sintéticos por motivos de saúde faz crescer a busca por corantes naturais que possam substituí-los adequadamente. Desta maneira o presente trabalho objetivou a formação de complexos entre corante e ciclodextrinas (CD) com o intuito de melhorar a solubilidade e a estabilidade de três corantes de interesse, a saber, curcumina, bixina e betanina, responsáveis por fornecer as colorações mais empregadas na indústria. Durante as análises ficou evidente que o método de co-precipitação, dentre os realizados, apresentou maiores indícios de formação de complexo, para os corantes curcumina e bixina sendo inviável para a betanina. Desta maneira estabeleceu-se um índice estequiométrico corante-ß-CD de 1:2 no caso da curcumina e de 1:1 para a bixina . A constante de formação aparente foi calculada e forneceu valores de 4x104 mol2.L2 para curcumina e de 3,34x102 mol2.L2 para bixina com valores de R2 iguais a 0,9982 e 0,9981 e possibilidade de complexação de 86,31 e de 78,4%, respectivamente. As análises térmicas de caracterização dos complexos, ou seja, termogravimetria e calorimetria diferencial de varredura, também comprovaram uma maior estabilidade para os complexos feitos pelo método de co-precipitação, já o método de RMN não foi conclusivo para nenhum dos corantes. Os testes de estabilidade demonstraram uma interferência bastante forte da luz na decomposição da bixina e sua complexação promoveu uma melhora significativa na manutenção da intensidade da cor. Para a curcumina percebeu-se que a luz não é o único fator que influencia no processo de descoloração do produto. Os testes instrumentais de cor comprovaram a maior capacidade colorante dos complexos frente ao corante puro. Os testes de análise instrumental de textura demonstraram que a inclusão do complexo na formulação do produto não altera suas características iniciais. Com relação à aplicação dos corantes em alimento, os estudos de análise sensorial demonstraram uma ótima aceitação para o queijo tipo minas frescal equivalente a uma nota média 6,7 numa escala hedônica de 7 pontos. Para o requeijão a aceitação também foi relevante apresentando uma nota média de 5,6. Foi possível observar que a aplicação em alimentos dos três corantes estudados levou a um incremento da coloração ao se usar um complexo na mesma concentração. Apesar disto o corante de beterraba foi o único que não apresentou dados satisfatórios quanto à possível formação do complexo, o que se deve em grande parte ao seu forte caráter hidrofílico / Abstract: The food industry has grown significantly in recent years, and when observing any type of food, it is clear that the visual impact caused by its color is more important than that caused by other factors. This attribute is one of the most important in the commercialization of foods and constitutes a criterion for the acceptance or non-acceptance of the product. The rejection of synthetic food colorants for health reasons has led to the search for natural food colorants that can adequately substitute them. In the light of this problem, the objective of the present study was to form complexes from colorants and cyclodextrins (CDs) with the aim of improving the solubility and stability of three particular colorants, namely: curcumin, bixin and betanin, which are the most frequently used colorants in the food industry. During the analyses it was found that, of the methods used, the coprecipitation method showed the best indications of complex formation for the curcumin and bixin colorants, although it was not viable for betanin. ß-CD-colorant stoichiometric ratios of 1:2 and 1:1 were established for curcumin and bixin, respectively. Apparent rate of formation was calculated, resulting in values of 4x104 mol2.L2 for curcumin and 3.34x102 mol2.L2 for bixin, with R2 values of 0.9982 and 0.9981, and chances of forming complexes of 86.31 and 78.4%, respectively. Thermic characterization analyses of the complexes, that is, differential scanning thermogravimetry and calorimetry, also showed greater stability for the complexes produced by the co-precipitation method. However, the NMR method was not conclusive for any of the colorants. Stability tests demonstrated that light influenced very strongly in the decomposition of bixin and that there was a significant improvement in the maintenance of its color intensity in its complex form. For curcumin, it was observed that light was not the only factor that affected the process of product discoloration. The instrumental color tests showed the complexes had a greater coloring capacity compared to the pure colorant. The instrumental texture tests demonstrated that the inclusion of the complex in the manufacture of products did not alter their initial characteristics. With regard to the application of the colorants in food, sensory analysis studies demonstrated excellent acceptance in a type of natural white cheese called Minas Frescal, achieving a mean score 6.7 on a hedonic scale of seven points. For cream cheese, acceptance was also good, receiving a mean score of 5.6. Increases in color were observed for all three complexes of the colorants when they were added to food in the same concentrations as the natural colorants. However, betanin (a pigment from beetroot) did not show satisfactory complex formation data, which was largely due to its strongly hydrophilic character / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Submitted by Ilvana Bentes (vovoquinha.ufam@gmail.com) on 2018-09-17T15:08:05Z No. of bitstreams: 1 Final + ficha cartolografica.pdf: 3843020 bytes, checksum: ce562c916a2f1bb8366b5d9c69ea7900 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Roberto Gomes (mrobertosg@gmail.com) on 2018-09-17T15:18:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Final + ficha cartolografica.pdf: 3843020 bytes, checksum: ce562c916a2f1bb8366b5d9c69ea7900 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-17T17:45:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Final + ficha cartolografica.pdf: 3843020 bytes, checksum: ce562c916a2f1bb8366b5d9c69ea7900 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T17:45:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Final + ficha cartolografica.pdf: 3843020 bytes, checksum: ce562c916a2f1bb8366b5d9c69ea7900 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Studies involving renewable energies have a leading role in the global scientific context. Due to the need of improve the use of renewable energy resources have been developed new generations of solar cells that enable made devices more efficient, with low-cost and versatile applications. The solar cells based on the use of photosensitizing dyes have a significant potential for applications in low cost photovoltaic devices. In this work were employed vegetal pigments as photosensitizing agents of the nanostructured semiconductor layer of the TiO2 in solar cells of the modified Grätzel type. The TiO2 nanoparticles were synthesized by sol-gel method, and its average particle size was determined by techniques of XRD and SEM. The structural and optical properties of the pigments and the semiconductor layer were studied using UV-Vis spectroscopy and FTIR. Were performed studies in order to optimize the performance of the devices through the modification of the composition of the non-aqueous liquid electrolyte that has been replaced by a solid polymeric electrolyte. The electrochemical characterization was made using the voltammetry techniques and electrochemical impedance spectroscopy that allowed deepen in to the efficiency parameters and the charge mobility through the different layers that constitute the photovoltaic device. The electrical characterization of FB0 Isc: 2,184X10-7, Voc: 0,17414, n: 5,521X10-5, Pmáx: 4,831x10-9, Vmp: 0,068148, ff: 12. And FB02 Isc:1,877X10-5, Voc: 0,03209, n: 0,0017, Pmáx: 1,486x10-7, Vmp: 0,016112, ff: 24. / Estudos referentes a questões energéticas estão em amplo desenvolvimento no meio científico, é o estudo da conversão de energia solar em energia elétrica, com a utilização de células solares exerce um principal papel no que se fala de energias renováveis. Baseado nisso algumas modificações vem ocorrendo no desenvolvimento de células modernas, um dos dispositivos que se destacam nesse desenvolvimento, são as células solares baseadas no uso de corantes fotoexcitáveis ou sensibilizadores. Neste trabalho utilizou-se os pigmentos FB01 e FB02, como sensibilizadores de celulas solar fotoeletroquímica. As nanopartículas de TiO2 foram sintetizadas pelo método sol-gel, e seu tamanho de partícula foi determinado por DRX (20 nm) e análise topográfica via MEV. As propriedades óticas e estruturais (TiO2, FB01 e FB02) foram investigados por espectroscopia UV-Vis e de Infravermelho. Com relação ao eletrólito, estudou-se a modificação deste por um eletrólito polimérico analisando diferentes concentrações de plastificantes (25%, 50% e 70 %). Os parâmetros elétricos são: para FB01, temos: Isc: 2,184X10-7, Voc: 0,17414, n: 5,521X10-5, Pmáx: 4,831x10-9, Vmp: 0,068148, ff: 12. E para o FB02, temos: Isc:1,877X10-5, Voc: 0,03209, n: 0,0017, Pmáx: 1,486x10-7, Vmp: 0,016112, ff: 24.