Orientadores: João Domingos Biagi, Rafael Augustus de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:21:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_VaniaRosalGuimaraes_D.pdf: 3645328 bytes, checksum: b63d06f929921f324f1418bf827a40ea (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A radiação infravermelha aplicada na secagem de produtos agrícolas e alimentos apresenta a vantagem de aquecer diretamente o produto exposto, com poucas perdas com aquecimento do ar circundante, promovendo maior eficiência energética e redução do tempo de secagem. O produto estudado nesta pesquisa foi grãos de Moringa oleifera Lam, que dentre suas múltiplas aplicações, destaca-se como coagulante natural no tratamento de água, devido a uma proteína catiônica de ação clarificante. Embora seja constatada a necessidade de utilização de grãos secos nesses processos, não se verificou na literatura científica recomendação das condições de secagem adequadas aos grãos para serem utilizados na solução coagulante. Neste sentido, o uso combinado da radiação infravermelha com ar aquecido pode ser viável tecnicamente e eficiente na secagem de grãos de Moringa oleifera Lam, mantendo a qualidade dos grãos para utilização em tratamento de água. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de aplicação da radiação infravermelha intermitente em associação com a secagem convectiva de grãos de Moringa oleifera L., quanto à eficiência de secagem, consumo energético e manutenção da qualidade dos grãos. Realizaram-se ensaios de secagem estudando os fatores temperatura e velocidade do ar, intensidade e tempo de aplicação da radiação infravermelha para definir aqueles que interferem no processo e seus níveis ótimos de operação. O aumento da intensidade da radiação infravermelha reduziu o tempo de secagem, o consumo de energia e propiciou maior eficiência na redução da turbidez de água quando esses grãos foram aplicados na produção de coagulante. A elevação dos níveis da velocidade do ar, por sua vez, diminuiu a taxa de secagem e aumentou o consumo de energia. O incremento da temperatura do ar de secagem provocou elevação da taxa de secagem, reduziu o tempo de secagem e contribuiu com a redução da turbidez de água sintética tratada com solução coagulante de grãos de Moringa oleifera L. O tempo de aplicação da radiação infravermelha aumentou a taxa de secagem e permitiu redução da turbidez de água sintética quando seus níveis foram aumentados. A difusividade efetiva variou entre 6,44x10-10 m² s-1 e 9,89x10-10 m² s-1. Os modelos de Fick e Midilli apresentaram melhores ajustes aos dados experimentais. A temperatura do ar e o tempo de aplicação da radiação infravermelha elevaram a temperatura do ar dentro do secador e a temperatura dentro dos grãos durante os ensaios de secagem. O tempo de aplicação da radiação infravermelha reduziu consideravelmente o consumo total de energia durante as secagens. A elevação do nível de temperatura do ar de secagem, no entanto, provocou proporcional aumento do consumo de energia. Constatou-se que a região do ponto central do planejamento experimental, temperatura do ar de 44°C e tempo de aplicação da radiação infravermelha de 3,4 min, apresentou a combinação entre os fatores com maior teor de proteína e que correspondeu maior remoção de turbidez quando esses grãos foram utilizados para produção de coagulante. Em relação à qualidade dos grãos de Moringa oleifera L., a secagem aumentou a concentração do teor de proteína, favoreceu a sedimentação dos sólidos devido à oxidação de lipídios e promoveu maior remoção da turbidez de água sintética tratada com solução a base desses grãos / Abstract: The infrared radiation applied for drying of agricultural products and foods presents the advantage of heating directly the exposed product, minimizing losses with heating of surrounding air, promoting grater energy efficiency and reducing in drying time. The product studied in this research was Moringa oleifera Lam grains, which among its many applications, stand out as a natural coagulant in water treatment, due to the presence of a cationic protein with clarifier action. Although it is observed the necessity to use dry grains in these processes, there was no recommendation in the scientific literature of appropriate drying conditions for grains to be used in the coagulant solution. In this way, the combined use of infrared radiation with heated air can be technically feasible and efficient in drying of Moringa oleifera L. grains, maintaining the quality attributes of grains for use in water treatment. This study aims to evaluate the potential application of intermittent infrared radiation in association with convective drying of Moringa oleifera L. grains, regarding the drying efficiency, energy consumption and maintenance of grains quality. Experimental runs were performed studying the factors air temperature, air velocity, infrared radiation intensity, and time of infrared radiation application to define those which have an effect on the process and its optimum levels of operation. The increased intensity of the infrared radiation reduced the drying time, energy consumption and propitiated greater efficiency in reducing the turbidity of water when these grains were applied in the coagulant production. Whereas elevated levels of air velocity decreased drying rate and increased energy consumption. The increase in the drying air temperature caused elevation of drying rate, decreased the drying time and contributed with turbidity reduction of synthetic water treated with coagulant solution of Moringa oleifera L. grains. The time of infrared radiation application increased the drying rate and allowed turbidity reduction of synthetic water when its levels were increased. The effective diffusivity ranged from 6.44x10-10 m² s-1 and 9.89x10-10 m² s-1. Fick and Midilli models showed better fit to the experimental data. Air temperature and time of infrared radiation application increased air temperature inside the dryer and the temperature inside the grains during drying experiments. The application of infrared radiation significantly reduced total energy consumption during drying. Increasing the level of air temperature caused a proportional increase in energy consumption. It was found that central point of the experimental design, air temperature of 44 °C and infrared time of 3.4 min, showed a combination of factors with higher protein content and corresponded to the highest turbidity removal when these grains were used for coagulant production. In relation to Moringa oleifera L. grain quality, drying increased the concentration of protein, favored the sedimentation of solids due to the oxidation of lipids and promoted greater removal of turbidity from synthetic water treated with these grains / Doutorado / Tecnologia Pós-Colheita / Doutora em Engenharia Agrícola

Orientador: José Euclides Stipp Paterniani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-21T23:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco_AdrianaRibeiro_D.pdf: 3339113 bytes, checksum: 272d851f1d396f1bfb6de1b6a093faac (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O processo de coagulação natural aplicando solução a base de sementes de Moringa oleifera tem sido amplamente empregado como método alternativo de tratamento de água em regiões onde não há tratamentos convencionais. Para retenção de protozoários, como oocistos de Cryptosporidium spp., que atua de forma complexa no meio ambiente, e são resistentes à cloração no tratamento de água, a aplicação desse coagulante com sequencial filtração lenta pode ser uma alternativa promissora. Entretanto, para avaliar esse tratamento físico, não é necessário aplicar oocistos de Cryptosporidium spp. diretamente no sistema de tratamento, já que microesferas fluorescentes de poliestireno são empregadas como substituas desse organismo, por apresentar características físicas similares. Por essa razão, o presente estudo avaliou um sistema alternativo de tratamento de água empregando solução coagulante a base de sementes de Moringa oleifera, seguida de filtração lenta, testando 5 diferentes combinações de meios filtrantes constituídos de não tecidos e areia, para verificar a retenção de microesferas de poliestireno. A coagulação/floculação foi conduzida em Jar test, e sequencialmente as amostras foram destinadas à filtração lenta. Ao final dos ensaios utilizando Moringa oleifera, ensaios controle (sem coagulante) foram realizados. Os resultados mostraram que todos os filtros lentos apresentam eficiência significativa na redução de microesferas de poliestireno, com destaque para os filtros de areia e areia+não tecido, que obtiveram 100% de remoção de microesferas no sistema, mesmo ao longo de 5 ensaios consecutivos, em que não houve lavagem da areia. Todos os filtros que utilizaram apenas camadas de não tecidos sintéticos, apresentaram 2 log de remoção. Outros parâmetros de qualidade como a cor aparente e a turbidez também apresentaram redução significativa. Nos ensaios controle, foi possível observar que apenas a filtração lenta não foi eficiente para remover microesferas, turbidez e cor. Ao final deste trabalho foi possível concluir que a aplicação da solução coagulante a base de sementes de Moringa oleifera foi o fator determinante para auxiliar no sistema de filtração lenta, principalmente em filtros constituídos com meio filtrante de areia / Abstract: The natural coagulation process applying solution based on Moringa oleifera seeds have been used widely as an alternative method for water treatment in regions where there is an absence of conventional water treatments. For protozoan retention, such as Cryptosporidium spp. oocysts, which act in a complex behavior in the environment, and are resistant to the chlorination process, the application of the coagulant using sequential slow filtration might be a promising alternative. However, to evaluate this physical treatment, it is not necessary to apply Cryptosporidium spp. oocysts directly to the treatment system, since the polystyrene fluorescent microspheres are used as replacements for this organism, because they present similar physical characteristics. For this reason, the present study evaluated an alternative water treatment system using coagulant solution based on Moringa oleifera seeds, followed by slow filtration, testing 5 different combinations of filter media constituted of nonwoven and sand, to verify polystyrene microspheres retention. The coagulation/flocculation was conducted in Jar Test equipment, and sequentially the samples were sent to slow filtration. By the end of the essays using Moringa oleifera, control essays (without coagulant) were performed. The results showed that all slow filters present significant efficiency reducing polystyrene microspheres, especially the sand filters and sand+nonwoven, that obtained 100% microspheres removal in the system, even along 5 sequential essays, where there was no sand washing. The filters that used only synthetic nonwovens, presented 2 log removal. Other quality parameters such as apparent color and turbidity presented significant reductions also. At the control essays, it was possible to observe that using only slow filtration is ineffective for microspheres, turbidity and color removal. At the end of this work was possible to conclude that applying coagulant solution based on Moringa oleifera seeds was the determinant factor to assist in the slow filtration system, mainly in filters constituted by sand filter media / Doutorado / Agua e Solo / Doutora em Engenharia Agrícola

Por meio das mudanças de paradigmas relacionados à gestão ambiental e elevação dos custos de lançamento de efluente, captação e tratamento de água, as indústrias passam por processos de inovação que resultam em melhor utilização dos recursos e maior diminuição dos custos. Além disso, as empresas estão sujeitas a maiores exigências quanto à legislação ambiental vigente impulsionando-as a implantar sistemas de reúso de efluentes. Apesar de representar uma importante atividade econômica, a indústria de laticínios é responsável pela geração de efluentes líquidos com alto potencial poluidor. O presente trabalho teve como objetivo a redução de contaminantes e melhoria da biodegradabilidade de efluentes de laticínios utilizando tratamentos combinados, em destaque, coagulação/floculação, processos com membranas e oxidação/redução química fotocatalítica. Os efluentes foram provenientes de uma indústria da região, oriundos da etapa de nanofiltração do soro ultrafiltrado. Eles foram divididos em duas correntes, denominadas de concentrado de nanofiltração (corrente 1) e permeado de nanofiltração (corrente 2). Para o tratamento da corrente 1 foi proposto inicialmente coagulação/floculação utilizando diferentes agentes coagulantes naturais (quitosana, derivado de tanino e extrato de moringa), seguido do uso de processos com membranas do tipo microfiltração (0,40 ?m em polieterimida) e ultrafiltração (50 kDa em polietersulfona). Para a corrente 2 foi proposto a utilização de Processos Oxidativos e Redutivos Avançados. Em todas as etapas foi utilizada a Metodologia da Superfície de Resposta para identificação das condições otimizadas. Para o tratamento de coagulação/floculação da corrente 1 foram avaliadas as influências do pH, dos coagulantes naturais e da agitação sobre as variáveis resposta reduções de carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Na condição indicada como ótima foram alcançadas reduções de 18,3% de COT, 12,7% de DQO e 19,6% de turbidez. A partir da condição otimizada a corrente 1 foi submetida aos processos com membranas, sendo selecionada a microfiltração como melhor tratamento. O uso dessas membranas possibilitou reduções de 1,25% em COT, 5,21% em DQO e 87,4% em turbidez. A combinação destas tecnologias possibilitou a eliminação de 20,1%, 18,0%, 89,8% em COT, DQO e turbidez, respectivamente. Para o tratamento da corrente 2 foram utilizados diferentes tipos de processos oxidativos avançados sendo eles, foto-Fenton (íons ferrosos) e foto-Fenton avançado (uso de ferro metálico). Nestes casos foram avaliadas a influência das concentrações de peróxido de hidrogênio e íon ferroso e ferro metálico considerando como variáveis resposta reduções de COT e DQO. Os resultados otimizados obtidos para o POA foto-Fenton permitiram reduções de 89,9% em COT e 50,8% em DQO, enquanto os resultados otimizados para POA foto-Fenton avançado foram reduções de 74,9% de COT e 41,0% de DQO. / Through the paradigm changes related to environmental management and rising costs of effluent discharge, water abstraction and treatment, industries undergo innovation processes that result in better use of resources and greater reduction in costs. Moreover, companies are submitted to greater requirements regarding environmental regulations driving them to deploy reuse of wastewater systems. Despite representing an important economic activity, the dairy industry is responsible for producing wastewater with high pollution potential. The present work was carried out in order to reduce contaminants and improve the biodegradability of dairy effluent by using an hybrid wastewater treatment based on coagulation/flocculation, membrane process and photocatalytic chemical oxidation/reduction. The effluents came from a regional industry and originating from the nanofiltration step of an ultrafiltrate whey. They were divided into two streams, called nanofiltration concentrate (stream 1) and nanofiltration permeate (stream 2). For the treatment of stream 1 was initially proposed coagulation/flocculation using different natural coagulant agents (chitosan, derivative tannin and moringa extract), followed by membrane processes type of microfiltration (0.40 ?m in polyetherimide) and ultrafiltration (50 kDa in polyethersulfone). For the stream 2 Advanced Oxidation and Reductive Processes were performed. In all steps of the work Response Surface Methodology was used to identify the optimum conditions. For the coagulation/flocculation treatment, the influence of the pH, natural coagulants and agitation were evaluated on the response variables total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and turbidity reductions. The optimized results reduced of 18.3% TOC, 12.7% COD and 19.6% turbidity. From the indicated condition stream 1 was submitted to membrane processes, being selected the microfiltration as the best treatment. The use of theses membranes provided 1.25% TOC, 5.21% COD and 87.4% turbidity reductions. The combination of these technologies has enabled the elimination of 20.1%, 18.0%, 89.8% in TOC, COD and turbidity, respectively. For the treatment of the stream 2 different types of Advanced Oxidation Processes were used being them, photo-Fenton (ferrous ions) and advanced photo-Fenton (metallic iron). In this cases the influence of the hydrogen peroxide, ferrous ion and metallic iron concentrations were evaluated, considering as response variables TOC and COD reductions. The optimized results for the photo-Fenton AOP allowed 89.9% TOC and 50.8% COD reductions, while the results optimized for advanced photo-Fenton AOP were 74.9% TOC and 41.0% COD reductions.

Por meio das mudanças de paradigmas relacionados à gestão ambiental e elevação dos custos de lançamento de efluente, captação e tratamento de água, as indústrias passam por processos de inovação que resultam em melhor utilização dos recursos e maior diminuição dos custos. Além disso, as empresas estão sujeitas a maiores exigências quanto à legislação ambiental vigente impulsionando-as a implantar sistemas de reúso de efluentes. Apesar de representar uma importante atividade econômica, a indústria de laticínios é responsável pela geração de efluentes líquidos com alto potencial poluidor. O presente trabalho teve como objetivo a redução de contaminantes e melhoria da biodegradabilidade de efluentes de laticínios utilizando tratamentos combinados, em destaque, coagulação/floculação, processos com membranas e oxidação/redução química fotocatalítica. Os efluentes foram provenientes de uma indústria da região, oriundos da etapa de nanofiltração do soro ultrafiltrado. Eles foram divididos em duas correntes, denominadas de concentrado de nanofiltração (corrente 1) e permeado de nanofiltração (corrente 2). Para o tratamento da corrente 1 foi proposto inicialmente coagulação/floculação utilizando diferentes agentes coagulantes naturais (quitosana, derivado de tanino e extrato de moringa), seguido do uso de processos com membranas do tipo microfiltração (0,40 ?m em polieterimida) e ultrafiltração (50 kDa em polietersulfona). Para a corrente 2 foi proposto a utilização de Processos Oxidativos e Redutivos Avançados. Em todas as etapas foi utilizada a Metodologia da Superfície de Resposta para identificação das condições otimizadas. Para o tratamento de coagulação/floculação da corrente 1 foram avaliadas as influências do pH, dos coagulantes naturais e da agitação sobre as variáveis resposta reduções de carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO) e turbidez. Na condição indicada como ótima foram alcançadas reduções de 18,3% de COT, 12,7% de DQO e 19,6% de turbidez. A partir da condição otimizada a corrente 1 foi submetida aos processos com membranas, sendo selecionada a microfiltração como melhor tratamento. O uso dessas membranas possibilitou reduções de 1,25% em COT, 5,21% em DQO e 87,4% em turbidez. A combinação destas tecnologias possibilitou a eliminação de 20,1%, 18,0%, 89,8% em COT, DQO e turbidez, respectivamente. Para o tratamento da corrente 2 foram utilizados diferentes tipos de processos oxidativos avançados sendo eles, foto-Fenton (íons ferrosos) e foto-Fenton avançado (uso de ferro metálico). Nestes casos foram avaliadas a influência das concentrações de peróxido de hidrogênio e íon ferroso e ferro metálico considerando como variáveis resposta reduções de COT e DQO. Os resultados otimizados obtidos para o POA foto-Fenton permitiram reduções de 89,9% em COT e 50,8% em DQO, enquanto os resultados otimizados para POA foto-Fenton avançado foram reduções de 74,9% de COT e 41,0% de DQO. / Through the paradigm changes related to environmental management and rising costs of effluent discharge, water abstraction and treatment, industries undergo innovation processes that result in better use of resources and greater reduction in costs. Moreover, companies are submitted to greater requirements regarding environmental regulations driving them to deploy reuse of wastewater systems. Despite representing an important economic activity, the dairy industry is responsible for producing wastewater with high pollution potential. The present work was carried out in order to reduce contaminants and improve the biodegradability of dairy effluent by using an hybrid wastewater treatment based on coagulation/flocculation, membrane process and photocatalytic chemical oxidation/reduction. The effluents came from a regional industry and originating from the nanofiltration step of an ultrafiltrate whey. They were divided into two streams, called nanofiltration concentrate (stream 1) and nanofiltration permeate (stream 2). For the treatment of stream 1 was initially proposed coagulation/flocculation using different natural coagulant agents (chitosan, derivative tannin and moringa extract), followed by membrane processes type of microfiltration (0.40 ?m in polyetherimide) and ultrafiltration (50 kDa in polyethersulfone). For the stream 2 Advanced Oxidation and Reductive Processes were performed. In all steps of the work Response Surface Methodology was used to identify the optimum conditions. For the coagulation/flocculation treatment, the influence of the pH, natural coagulants and agitation were evaluated on the response variables total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and turbidity reductions. The optimized results reduced of 18.3% TOC, 12.7% COD and 19.6% turbidity. From the indicated condition stream 1 was submitted to membrane processes, being selected the microfiltration as the best treatment. The use of theses membranes provided 1.25% TOC, 5.21% COD and 87.4% turbidity reductions. The combination of these technologies has enabled the elimination of 20.1%, 18.0%, 89.8% in TOC, COD and turbidity, respectively. For the treatment of the stream 2 different types of Advanced Oxidation Processes were used being them, photo-Fenton (ferrous ions) and advanced photo-Fenton (metallic iron). In this cases the influence of the hydrogen peroxide, ferrous ion and metallic iron concentrations were evaluated, considering as response variables TOC and COD reductions. The optimized results for the photo-Fenton AOP allowed 89.9% TOC and 50.8% COD reductions, while the results optimized for advanced photo-Fenton AOP were 74.9% TOC and 41.0% COD reductions.

O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar o filtro lento em escala domiciliar (FLD) à realidade das comunidades isoladas brasileiras com o uso conjunto de pré-tratamento e pós-tratamento acessíveis. As espécies cactáceas Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica foram avaliadas em ensaios de tratabilidade como coagulantes naturais em pó. A melhor condição para remoção de turbidez e cor aparente foi com 30 mg.L-1 de O. cochenillifera em pH sem a necessidade de correção (± 6,8). O pré-tratamento adaptado às comunidades isoladas utilizando o coagulante natural apresentou valores compatíveis de turbidez (7,83 ± 2,32 uT) para inserção aos filtros. Os FLDs em fluxo contínuo (taxa de filtração de 1,22 m³/m².dia) e em fluxo intermitente (taxa de filtração máxima de 2,79 m³/m².dia) demonstraram redução da turbidez, da cor aparente, dos coliformes totais e da Escherichia coli e produziram água filtrada com ausência de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. O FLD em fluxo contínuo teve a maior eficiência em relação à turbidez (± 81,2%); enquanto que o FLD operado em fluxo intermitente apresentou melhores eficiências para a remoção da cor aparente (48,4%), dos coliformes totais (2,60log ± 0,99) e da E. coli (2,86log ± 0,79). Os principais microrganismos atuantes no schmutzdecke dos FLDs foram ciliados (como, por exemplo, a Vorticella sp.), nematódeos e rotíferos. A esponja-vegetal (Luffa cylindrica) e o quiabo (Hibiscus esculentus) foram ponderados como desinfetantes alternativos para o pós-tratamento aos FLDs. As sementes da L. cylindrica e o fruto da H. esculentus foram avaliados através do preparo do extrato e as folhas da L. cylindrica através do preparo em pó. A melhor condição para inativação de E. coli foi com 1 g.L-1 do extrato de H. esculentus em pH sem a necessidade de correção (± 6,8) durante um tempo de contato de 30 min. Essa condição forneceu 1,12log (± 0,16) para a inativação de E. coli, contudo não afetou a viabilidade dos (oo)cistos de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Em ensaios toxicológicos com Chironomus xanthus, a água filtrada não apresentou toxicidade. / The aim of this study was to improve the household-scale slow sand filter (HSSF) to the reality of isolated Brazilian communities with combined use of pre-treatment and post-treatment approachable. Cacti species Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica were evaluated in Jar tests as powder natural coagulants. The best condition for turbidity and apparent color removal was with 30 mg.L-1 of O. cochenillifera at pH without correction (± 6,8). Pre-treatment adapted to isolated communities using natural coagulant showed compatible turbidity values (7.83 ± 2.32 uT) for insertion into the filters. The HSSFs with continuous (filtration rate of 1,22 m³/m².day) and intermittent operation (maximum filtration rate of 2,79 m³/m².day) demonstrated reductions in turbidity, apparent color, total coliforms and Escherichia coli and produced filtered water without Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts. The HSSF in continuous operation had the highest turbidity efficiency (± 81.2%); while the HSSF in intermittent operation had showed better efficiencies for the apparent color (48,4%), total coliforms (2,60log ± 0,99) and E. coli (2,86log ± 0,79). The main microorganisms active in the schmutzdecke were ciliates (for example, Vorticella spp.) nematodes and rotifers. Luffa cylindrica and Hibiscus esculentus were evaluated as alternative disinfectant for post-treatment to HSSF. L. cylindrica seed and H. esculentus fruit were tested as extract and L. cylindrica leave was tested powder. The best condition for E. coli inactivation was with 1 g.L-1 of H. esculentus extract at pH without correction (± 6,8) during 30 min. This condition provided 1,12log (± 0,16) for E. coli inactivation, however did not affect Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts viability. In toxicological tests with Chironomus xanthus, the filtered water showed no toxicity.

A cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis, é um dos micro-organismos fotossintetizantes mais estudados e cultivados, e atualmente tem sido utilizado para a produção de biomassa, com elevado conteúdo de proteínas, vitaminas, minerais, aminoácidos essenciais, ácidos graxos poli-insaturados e pigmentos, com potencial uso como complemento alimentar para humanos, bem como em alimentação de animais. No entanto, o cultivo de micro-organismos fotossintetizantes tem uma demanda hídrica bastante alta. Dessa forma, é importante a realização de trabalhos que avaliem a possibilidade de reuso de meio de cultivo de Arthrospira, que, além de reduzir os custos com nutrientes, contemplam o aspecto ambiental, evitando salinização do solo e eutrofização de corpos hídricos. Este trabalho avaliou a reutilização de meios do cultivo de Arthrospira (Spirulina) platensis tratados com carvão ativado em pó e diferentes agentes coagulantes. Os efluentes foram obtidos dos cultivos de A. platensis com nitrato de sódio como fonte de nitrogênio em processo descontínuo, em minitanques. Os efluentes passaram por tratamentos físico-químicos com diferentes concentrações de carvão ativado em pó (30, 40 e 50 mg.L-1) e cloreto férrico (6, 10 e 14 mg.L-1) ou sulfato férrico (15, 25 e 35 mg.L-1) para serem reaproveitados em cultivos desse micro-organismo. O reuso de meio no cultivo de A. platensis mostrou resultados aceitáveis, observando-se que o crescimento desta cianobactéria foi satisfatório, com obtenção de concentração celular máxima (Xm) obtida de 1093 mg.L-1 em frasco Erlenmeyer, correspondente ao ensaio com meio tratado com 30 mg.L-1 de carvão ativado em pó (CAP) e 6 mg.L-1 de cloreto férrico. Esses resultados de crescimento celular foram da mesma ordem de grandeza que os resultados de Xm obtidos com meio novo e maiores que aqueles oriundos de crescimentos em meios tratados com sulfato férrico como agente coagulante, cujos valores de concentração celulares máximas não excederam 806 mg.L-1. Os cultivos em meios provenientes de tratamento com cloreto férrico não alteraram a composição da biomassa, chegando a valores de teor protéico da ordem de 47%. Conclui-se que o reuso de meio pode ser viável para a produção de biomassa de A. platensis, reduzindo o custo de produção pelo reuso dos nutrientes. / The cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, one of the most studied and cultivated photosynthetic microorganisms and, currently has been used for biomass production of biomass, with high contents of protein, vitamins, minerals, amino acids, polyunsaturated fatty acids, and pigments, with potential use as a dietary supplement for human food supplement and animal feed. However, the cultivation of photosynthetic microorganisms have a very high water demand. Thus, is important to carry out studies evaluating the possibility of reuse of Arthrospira culture medium, which, in addition to reducing the costs of nutrients, include the environmental aspect, preventing soil salinization and eutrophication of water bodies. This work has evaluated the reuse of effluent medium from Arthrospira (Spirulina) platensis cultivation treated with powdered activated carbon and different coagulants. The effluent, obtained from A. platensis batch cultivation in bench-scale open ponds, using sodium nitrate as a nitrogen source. The effluent went through physico-chemical treatments employing different concentrations of powdered activated carbon (30, 40, and 50 mg.L-1) and ferric chloride (6, 10, and 14 mg.L-1) or ferric sulphate (15, 25, and 35 mg.L-1) for them to be reused in cultured microorganism. The reuse through the cultivation of A. platensis showed acceptable results, observing that the growth of this cyanobacterium was satisfactory, obtaining maximum cell concentration (Xm) obtained 1093 mg.L-1 in Erlenmeyer flask, corresponding to the assay medium treated with 30 mg.L-1 of powdered activated carbon (PAC) and 6 mg.L-1 ferric chloride. The results of cell growth were the same order of magnitude as the results of Xm obtained with new culture medium and larger than those from growth in media treated with ferric sulfate as a coagulant agent, whose maximum values of cell concentration did not exceed 806 mg.L-1. The cultures in media from treatment with ferric chloride did not alter the composition of the biomass, reaching values of protein content of around 47%. It is concluded that the reuse of cultures medium may be feasible to produce biomass of A. platensis, reducing the production cost by recycling of nutrients.

A cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis, é um dos micro-organismos fotossintetizantes mais estudados e cultivados, e atualmente tem sido utilizado para a produção de biomassa, com elevado conteúdo de proteínas, vitaminas, minerais, aminoácidos essenciais, ácidos graxos poli-insaturados e pigmentos, com potencial uso como complemento alimentar para humanos, bem como em alimentação de animais. No entanto, o cultivo de micro-organismos fotossintetizantes tem uma demanda hídrica bastante alta. Dessa forma, é importante a realização de trabalhos que avaliem a possibilidade de reuso de meio de cultivo de Arthrospira, que, além de reduzir os custos com nutrientes, contemplam o aspecto ambiental, evitando salinização do solo e eutrofização de corpos hídricos. Este trabalho avaliou a reutilização de meios do cultivo de Arthrospira (Spirulina) platensis tratados com carvão ativado em pó e diferentes agentes coagulantes. Os efluentes foram obtidos dos cultivos de A. platensis com nitrato de sódio como fonte de nitrogênio em processo descontínuo, em minitanques. Os efluentes passaram por tratamentos físico-químicos com diferentes concentrações de carvão ativado em pó (30, 40 e 50 mg.L-1) e cloreto férrico (6, 10 e 14 mg.L-1) ou sulfato férrico (15, 25 e 35 mg.L-1) para serem reaproveitados em cultivos desse micro-organismo. O reuso de meio no cultivo de A. platensis mostrou resultados aceitáveis, observando-se que o crescimento desta cianobactéria foi satisfatório, com obtenção de concentração celular máxima (Xm) obtida de 1093 mg.L-1 em frasco Erlenmeyer, correspondente ao ensaio com meio tratado com 30 mg.L-1 de carvão ativado em pó (CAP) e 6 mg.L-1 de cloreto férrico. Esses resultados de crescimento celular foram da mesma ordem de grandeza que os resultados de Xm obtidos com meio novo e maiores que aqueles oriundos de crescimentos em meios tratados com sulfato férrico como agente coagulante, cujos valores de concentração celulares máximas não excederam 806 mg.L-1. Os cultivos em meios provenientes de tratamento com cloreto férrico não alteraram a composição da biomassa, chegando a valores de teor protéico da ordem de 47%. Conclui-se que o reuso de meio pode ser viável para a produção de biomassa de A. platensis, reduzindo o custo de produção pelo reuso dos nutrientes. / The cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, one of the most studied and cultivated photosynthetic microorganisms and, currently has been used for biomass production of biomass, with high contents of protein, vitamins, minerals, amino acids, polyunsaturated fatty acids, and pigments, with potential use as a dietary supplement for human food supplement and animal feed. However, the cultivation of photosynthetic microorganisms have a very high water demand. Thus, is important to carry out studies evaluating the possibility of reuse of Arthrospira culture medium, which, in addition to reducing the costs of nutrients, include the environmental aspect, preventing soil salinization and eutrophication of water bodies. This work has evaluated the reuse of effluent medium from Arthrospira (Spirulina) platensis cultivation treated with powdered activated carbon and different coagulants. The effluent, obtained from A. platensis batch cultivation in bench-scale open ponds, using sodium nitrate as a nitrogen source. The effluent went through physico-chemical treatments employing different concentrations of powdered activated carbon (30, 40, and 50 mg.L-1) and ferric chloride (6, 10, and 14 mg.L-1) or ferric sulphate (15, 25, and 35 mg.L-1) for them to be reused in cultured microorganism. The reuse through the cultivation of A. platensis showed acceptable results, observing that the growth of this cyanobacterium was satisfactory, obtaining maximum cell concentration (Xm) obtained 1093 mg.L-1 in Erlenmeyer flask, corresponding to the assay medium treated with 30 mg.L-1 of powdered activated carbon (PAC) and 6 mg.L-1 ferric chloride. The results of cell growth were the same order of magnitude as the results of Xm obtained with new culture medium and larger than those from growth in media treated with ferric sulfate as a coagulant agent, whose maximum values of cell concentration did not exceed 806 mg.L-1. The cultures in media from treatment with ferric chloride did not alter the composition of the biomass, reaching values of protein content of around 47%. It is concluded that the reuse of cultures medium may be feasible to produce biomass of A. platensis, reducing the production cost by recycling of nutrients.

Orientador: Mirna Lucia Gigante / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T15:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_AtilioCoutinho_M.pdf: 503770 bytes, checksum: 540f2feaadf6c5c1a64a84c5acd8f42a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o efeito da pré-acidificação do leite e da redução da dosagem de coagulante na fabricação e maturação do queijo Prato. Inicialmente, para definir a porcentagem de redução de coagulante a ser adotada, avaliou-se o efeito do pH sobre o tempo de coagulação do leite. A variação do pH (6,8; 6,6; 6,4 e 6,2) foi obtida através da injeção direta de CO2 ao leite pasteurizado (72-75ºC/15-20 seg.). O delineamento experimental utilizado foi o Split-plot e o experimento completo foi repetido três vezes. Os resultados indicaram a redução do tempo de coagulação com a gradativa queda de pH, além da possibilidade da redução de aproximadamente 65% do coagulante, para a manutenção da mesma condição de coagulação (40 minutos a 35ºC), no pH 6,4. Na segunda etapa do trabalho, compararam-se as características de processamento, composição e comportamento durante a maturação do queijo Prato controle e do fabricado após préacidificação (CO2) do leite a pH 6,4 e da redução de 65% do coagulante. A composição foi avaliada um dia após a fabricação dos queijos, enquanto a proteólise, a firmeza e a capacidade de derretimento após 1, 5, 10, 15, 20, 25 e 40 dias. O experimento completo foi repetido três vezes e os resultados foram avaliados por análise de variância e de regressão linear. Os tratamentos não afetaram significativamente a recuperação de proteínas, caseína, gordura e cinzas dos queijos e nem o rendimento de fabricação. Os queijos e o soro não apresentaram diferença significativa na composição, exceto no teor de umidade, que foi menor no queijo obtido a partir de leite pré-acidificado com CO2 e com redução de 65% do coagulante. Os tratamentos afetaram significativamente a proteólise, a capacidade de derretimento e a firmeza dos queijos. Os queijos fabricados a partir da pré-acidificação do leite com redução de 65% do coagulante apresentaram menor proteólise, maior firmeza e menor capacidade de derretimento. Embora no início da maturação, do 1º ao 15º dia, o comportamento da proteólise primária e secundária tenha sido semelhante, a proteólise do queijo controle foi aproximadamente duas vezes maior que do queijo com teor reduzido de coagulante ao final do 40° dia de avaliação, permitindo um maior tempo de manutenção das propriedades físicas do queijo após as transformações iniciais do produto / Abstract: The objective of this study was to evaluate the effect of preacidification of milk and the quantity of coagulant reduction on manufacture and ripening of Prato cheese. Initially, to determine the percentual reduction of coagulant to be used, it was evaluated the effect of pH on the time of coagulation of milk. The variation of pH (6.8, 6.6, 6.4 and 6.2) was obtained by direct injection of CO2 under pressure to the pasteurized milk (72-75ºC/15-20 seconds). It was used a Split-plot experimental design and the experiment was repeated three times. The results indicated the possibility of reduction of approximately 65% of the coagulant to maintain the coagulation condition (40 min at 35° C) at pH 6.4. In the next stage, the characteristics of processing, composition and the ripening of Prato cheese control were compared with the cheese made by preacidification of milk and 65% less coagulant. The cheese composition was evaluated one day after its manufacture, while the proteolysis, firmness and melting capacity were evaluated after 1, 5, 10, 15, 20, 25 and 40 days. The complete experiment was repeated three times and the results were analyzed by ANOVA and linear regression. The treatments did not affect the recovery of protein, casein, fat and ash of the cheese neither the yield of process significantly (p < 0,05). The cheese and whey compositions were not significantly different (p < 0,05), except the cheese moisture content, which was lower in Prato cheese made from milk preacidified with CO2 followed 65% less coagulant. The treatments significantly affected (p < 0,05) the proteolysis, the melting capacity and the firmness. The cheeses made from preacidification of milk with 65% less coagulant had lower proteolysis, higher firmness and lower melting capacity. Although at the beginning of ripening the behavior of primary and secondary proteolysis was similar between the 1st and the 15th day, the proteolysis of control cheese was approximately two times faster than the cheese made from preacidification of milk with 65% less coagulant until the 40th day of analysis, allowing cheese physical properties sustain after the initial changes of the product / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-12-01T22:57:34Z No. of bitstreams: 1 Juliana_Dotto_2013.pdf: 2822116 bytes, checksum: 3b8be919381051b7c1e0d2252f604aed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T22:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana_Dotto_2013.pdf: 2822116 bytes, checksum: 3b8be919381051b7c1e0d2252f604aed (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study evaluated the efficiency of organic coagulants like seeds of Moringa oleifera Lam extracted in saline solutions of sodium chloride and potassium chloride1,0 (MO-NaCl and MO-KCl, respectively) and inorganic coagulants like aluminum sulfate and ferric chloride to the treatment of textile wastewater. Initially, it has been evaluated the best pH for each coagulant studied to then optimize the concentration of the coagulants and settling time. For this finality, it has been used velocity of rapid mixing (VMR) and slow (VML) at 100 rpm and 20 rpm, respectively and time of rapid mixing (TMR) and slow (TML) for 2 minutes and 20minutes, respectively. The parameters analyzed were pH after treatment, absorbance at a wavelength of maximum absorption for each dye present in the wastewater (Procion Orange HER and Procion Red HE-7B), color, turbidity and COD. In the test for optimization of coagulants concentration and settling time, also was evaluated the amount of sludge generated at each concentration studied. Thus, organic coagulants showed superior results in comparison with inorganic coagulants in the treatment of textile wastewater, especially MO-KCl, which showed removal of 86,8% for absorbance of the dye Procion Orange HER, 75,65% for absorbance of the dye Procion Red HE-7B, 70,67%forcolor, 85,97% for COD and 64,07% for turbidity. Based on the results obtained, MO-KCl presented a promising coagulant in the treatment of textile wastewater. / O presente estudo avaliou a eficiência dos coagulantes orgânicos sementes de Moringa oleifera lam extraídas em soluções salinas de cloreto de sódio e cloreto de potássio 1,0 (MO-NaCl e MO-KCl) respectivamente, além dos inorgânicos sulfato de alumínio e cloreto férrico no tratamento de água residuária têxtil. Inicialmente, avaliou-se o melhor pH de trabalho para cada coagulante estudado, para, em seguida, otimizar a concentração do coagulante e o tempo de sedimentação. Para isto, utilizou-se velocidade de mistura rápida (VMR) e lenta (VML) de 100 rpm e 20 rpm respectivamente, e tempo de mistura rápida (TMR) e lenta (TML) de 2 minutos e 20 minutos, respectivamente. Os parâmetros analisados foram pH após tratamento, absorbância no comprimento de onda máximo de cada corante presente na água residuária (Laranja Procion HER e Vermelho Procion HE-7B), cor, turbidez e DQO. Além destes, no teste para otimização da concentração de coagulante e tempo de sedimentação, avaliou-se a quantidade de lodo gerado em cada concentração estudada. Assim, os coagulantes orgânicos apresentaram resultado superior aos inorgânicos no tratamento da água residuária têxtil, com destaque para a MO-KCl, que apresentou remoção de 86,8% para absorbância do corante Laranja Procion HER, 75,65% para absorbância do corante Vermelho Procion HE-7B, 70,67% para cor aparente, 85,97% para DQO e 64,07% para turbidez. Com base nos resultados obtidos a MO-KCl pode ser considerada um coagulante promissor para o tratamento da água residuária têxtil.

O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar o filtro lento em escala domiciliar (FLD) à realidade das comunidades isoladas brasileiras com o uso conjunto de pré-tratamento e pós-tratamento acessíveis. As espécies cactáceas Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica foram avaliadas em ensaios de tratabilidade como coagulantes naturais em pó. A melhor condição para remoção de turbidez e cor aparente foi com 30 mg.L-1 de O. cochenillifera em pH sem a necessidade de correção (± 6,8). O pré-tratamento adaptado às comunidades isoladas utilizando o coagulante natural apresentou valores compatíveis de turbidez (7,83 ± 2,32 uT) para inserção aos filtros. Os FLDs em fluxo contínuo (taxa de filtração de 1,22 m³/m².dia) e em fluxo intermitente (taxa de filtração máxima de 2,79 m³/m².dia) demonstraram redução da turbidez, da cor aparente, dos coliformes totais e da Escherichia coli e produziram água filtrada com ausência de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. O FLD em fluxo contínuo teve a maior eficiência em relação à turbidez (± 81,2%); enquanto que o FLD operado em fluxo intermitente apresentou melhores eficiências para a remoção da cor aparente (48,4%), dos coliformes totais (2,60log ± 0,99) e da E. coli (2,86log ± 0,79). Os principais microrganismos atuantes no schmutzdecke dos FLDs foram ciliados (como, por exemplo, a Vorticella sp.), nematódeos e rotíferos. A esponja-vegetal (Luffa cylindrica) e o quiabo (Hibiscus esculentus) foram ponderados como desinfetantes alternativos para o pós-tratamento aos FLDs. As sementes da L. cylindrica e o fruto da H. esculentus foram avaliados através do preparo do extrato e as folhas da L. cylindrica através do preparo em pó. A melhor condição para inativação de E. coli foi com 1 g.L-1 do extrato de H. esculentus em pH sem a necessidade de correção (± 6,8) durante um tempo de contato de 30 min. Essa condição forneceu 1,12log (± 0,16) para a inativação de E. coli, contudo não afetou a viabilidade dos (oo)cistos de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. Em ensaios toxicológicos com Chironomus xanthus, a água filtrada não apresentou toxicidade. / The aim of this study was to improve the household-scale slow sand filter (HSSF) to the reality of isolated Brazilian communities with combined use of pre-treatment and post-treatment approachable. Cacti species Opuntia cochenillifera e Opuntia ficus indica were evaluated in Jar tests as powder natural coagulants. The best condition for turbidity and apparent color removal was with 30 mg.L-1 of O. cochenillifera at pH without correction (± 6,8). Pre-treatment adapted to isolated communities using natural coagulant showed compatible turbidity values (7.83 ± 2.32 uT) for insertion into the filters. The HSSFs with continuous (filtration rate of 1,22 m³/m².day) and intermittent operation (maximum filtration rate of 2,79 m³/m².day) demonstrated reductions in turbidity, apparent color, total coliforms and Escherichia coli and produced filtered water without Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts. The HSSF in continuous operation had the highest turbidity efficiency (± 81.2%); while the HSSF in intermittent operation had showed better efficiencies for the apparent color (48,4%), total coliforms (2,60log ± 0,99) and E. coli (2,86log ± 0,79). The main microorganisms active in the schmutzdecke were ciliates (for example, Vorticella spp.) nematodes and rotifers. Luffa cylindrica and Hibiscus esculentus were evaluated as alternative disinfectant for post-treatment to HSSF. L. cylindrica seed and H. esculentus fruit were tested as extract and L. cylindrica leave was tested powder. The best condition for E. coli inactivation was with 1 g.L-1 of H. esculentus extract at pH without correction (± 6,8) during 30 min. This condition provided 1,12log (± 0,16) for E. coli inactivation, however did not affect Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts viability. In toxicological tests with Chironomus xanthus, the filtered water showed no toxicity.