Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4870.pdf: 2993448 bytes, checksum: 8f7dd0a2deb8145ffb95c1d81c5dc45a (MD5) Previous issue date: 2012-04-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work the activity of nickel catalysts were appraised regarding the dry reforming of methane. Due to the low surface area, the catalysts were supported on SiO2 and Al2O3, in order to verify the effect of the support on the catalytic activity. For that, catalysts 12%Ni/xOBa/SiO2 and 12%Ni/xOBa/Al2O3 (x=6, 8 and 12%) were prepared, characterized and submitted to catalytic assays in the methane reforming reaction with carbon dioxide, with the objective of evaluating the effect of the addition of barium to the support. The catalysts were prepared by the wet impregnation method and characterized by powder x-ray diffraction, nitrogen physisorption by the B.E.T.method, area, volume and pore radius, temperature programmed reduction with H2 and X-ray fluorescence. The catalytic assays showed that all the catalysts were shown active in the dry reforming of methane and the conversion of the products was dependent on the type of catalyst appraised. According to the obtained results, they stand out the catalysts with 12% barium in mass addition supported on SiO2 as well as Al2O3. / Neste trabalho foram avaliadas as atividades de catalisadores de níquel frente à reforma a seco do metano. Devido à baixa área superficial, esses foram suportados em SiO2 e Al2O3, a fim de verificar o efeito do suporte na atividade catalítica. Para isso, catalisadores 12%Ni/xOBa/SiO2 e 12%Ni/xOBa/Al2O3 (x= 6, 8 e 12%), foram preparados, caracterizados e submetidos a ensaios catalíticos na reação de reforma do metano com dióxido de carbono, com o objetivo de avaliar o efeito da adição do bário ao suporte. Os catalisadores foram preparados pelo método de impregnação úmida e caracterizados por difração de raios X pelo método do pó, fisissorção de nitrogênio pelo método B.E.T., área, volume e raio do poro, redução à temperatura programada com H2 e fluorescência de raios X. Os ensaios catalíticos mostraram que todos os catalisadores mostraram-se ativos nas reações de reforma a seco do metano e a conversão dos produtos foi dependente do tipo do catalisador avaliado. De acordo com os resultados obtidos, destacam-se os catalisadores com 12% teor de adição de bário em massa, tanto o suportado em SiO2 quanto em Al2O3.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4987.pdf: 3625961 bytes, checksum: 15251a5ef66db622e010b24983d23a30 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / One alternative to increase the octane rating of gasoline without the use of toxic or polluting compounds, banned by environmental legislation, is the transformation of linear paraffins of low octane number into branched paraffins of high octane number. This transformation occurs through the use of bifunctional catalysts that perform the isomerization reaction through catalytic dehydrogenate/hydrogenate and acid sites. Nanocrystalline zeolite Beta is an excellent material for these catalysts because it presents strong acid sites and supports metallic sites (to dehydrogenate/ hydrogenate) easily. This work aims the synthesis of zeolite Beta with different crystals dimensions (micrometrical scale) for, in the future, use as a bifunctional catalyst. In the future, these catalysts will be compared to previously studies on the efficiency of catalysts nanocrystalline zeolite Beta based. For this hydrothermal synthesis at 140 °C, it was used a reaction mixture of Si/Al ratio = 12,5 and neutral pH. TEOS was used as a silicon source, aluminum metal as aluminum source, TEAOH as a structural directing agent and fluoride as mineralizing agent. Parameters, such as, aging time temperature, crystallization time, aging system type (opened or closed) and ethanol vaporization through forced ventilation were varied. Typical diffractograms of Beta structure were obtained varying aging temperature materials (31 to 48 °C) in only two days of crystal lization time, furthermore structure characteristic crystal morphology in varied sizes of 2 to 6 μm were obtained. It was found the presence of ethanol prevents formation of Beta structure, acting to prevent TEOS hydrolysis, thus a mass decrease, about 50 %, during aging time is needed. / Uma das alternativas para aumentar a octanagem da gasolina sem o uso de compostos poluentes ou tóxicos, proibidos pela legislação ambiental, consiste na transformação de parafinas de cadeia linear de baixa octanagem em parafinas ramificadas de alta octanagem. Esta transformação ocorre mediante o uso de catalisadores bifuncionais que realizam a reação de isomerização através sítios catalíticos desidrogenantes/hidrogenantes e ácidos. A zeólita Beta nanocristalina é um excelente material para composição desses catalisadores por apresentar sítios ácidos fortes e facilmente suportar sítios metálicos (desidrogenantes/hidrogenantes). Este trabalho tem como objetivo a síntese da zeólita Beta com diferentes dimensões (em escala micrométrica) de cristais para futura utilização como catalisador bifuncional. Futuramente, estes catalisadores poderão ser comparados a estudos previamente feitos sobre a eficiência dos catalisadores compostos pela zeólita Beta nanocristalina. Para esta síntese hidrotérmica, a 140 °C, utilizou-se uma mistura reacional com razão Si/Al = 12,5 e pH neutro. Foram utilizados TEOS como fonte de silício, alumínio metálico como fonte de alumínio, TEAOH como direcionador estrutural e fluoreto como agente mineralizante. Foram variados parâmetros como temperatura de envelhecimento, tempo de cristalização, tipo de sistema de envelhecimento (aberto ou fechado) e vaporização do etanol por ventilação forçada. Foram obtidos materiais com picos de difração típicos da estrutura Beta além de cristais de morfologia característica da estrutura com dimensões variando de 2 a 6 μm. Foi verificado que a presença do etanol impede a formação da estrutura Beta dificultando a hidrólise do TEOS, sendo necessária a sua evaporação durante o tempo de envelhecimento, com redução de massa de mistura reacional de 50 %, aproximadamente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5004.pdf: 1584200 bytes, checksum: b54400812fc28133a4b249852368696d (MD5) Previous issue date: 2013-03-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / Due to their high moisture content, tomatoes have a high metabolic activity that continues even after harvesting, making them a highly perishable vegetable. According to FAO, Brazil is the largest tomato producer in South America and the eighth largest producer in the world. Despite this significant production, rapid fruit deterioration causes a loss of about 40% of this production in post-harvesting operations such as transportation and storage. Recently, new techniques have been tested to increase the shelf life of vegetables, such as the use of high voltage electric fields to produce a modified atmosphere in which the ionization induced by corona discharge contributes to retarding deterioration by mechanisms such as the decreasing respiratory rates, destroying ethylene and producting ozone. Therefore, the objectives of this study were to set up, check and test equipment to carry out experiments to treat different types of fruit and vegetables using electric fields. In this work this system was used for tomatoes and its effectiveness was evaluated by analyzing some measurable quality properties such as loss of mass, changes in skin color, fruit firmness, total titratable acidity (ATT) and soluble solids content (SST). This method was compared to the use of refrigeration to extend the shelf life of this vegetable. An improvement of some measurable quality properties was observed after treating tomatoes cv. Andrea Victory intermittently by applying an electrical field of -1.6 kV/cm followed by storage in climate chamber or using -2.0 kV/cm followed by storage at room temperature, and also after using continuous treatments in tomatoes cv. Paron (-1.9 kV/cm) followed by storage at room temperature. The other measured properties did not indicate benefits of electrical field treatment for preserving the fruit quality. Storage of tomatoes cv. Paron at 15.0 oC and relative humidity of 70% reduced the loss of mass and improved fruit firmness in comparison to the control group, while the storage in a domestic refrigerator reduced the loss of mass and improved the skin color of the vegetables. Concerning the treatment techniques electric fields and refrigeration, a clear advantage of one compared to the other was not identified, since both had a positive effect on at least one property investigated. / O tomate contém elevado teor de umidade, o que lhe confere uma alta atividade metabólica, que não cessa após a colheita e o caracteriza como um produto altamente perecível. Segundo a FAO, o Brasil é o maior produtor da América do Sul, e o oitavo produtor mundial de tomates. Todavia, apesar da significativa produção brasileira, cerca de 40% da produção é perdida no período pós-colheita devido à rápida deterioração nas etapas de transporte e armazenamento. Novas técnicas vêm sendo testadas visando aumentar o tempo de prateleira de hortaliças. Uma delas é o uso de campos elétricos de alta tensão para produzir uma atmosfera modificada, na qual, devido à ionização induzida por descarga corona, a deterioração é reduzida por meio de mecanismos como a redução da taxa respiratória, destruição de etileno e produção de ozônio. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram construi r um sistema experimental que permitisse a aplicação de campos elétricos em frutas e hortaliças e testar a aplicação deste sistema em tomates, avaliando-se sua eficácia a partir de análises de algumas características indicativas de qualidade, como perda de massa, variação da cor da epiderme, firmeza, acidez total titulável (ATT) e teor de sólidos solúveis (SST), avaliar o uso de tratamentos refrigerados na conservação de tomates e comparar a eficácia dos diferentes tratamentos no aumento do tempo de prateleira destes frutos. Observou-se uma melhoria em algumas características indicativas de qualidade avaliadas com o uso de tratamentos intermitentes em tomates cv. Andrea Victory com a aplicação de campos de -1,6 kV/cm seguido de armazenamento em câmara climatizada ou aplicação de -2,0 kV/cm seguido de armazenamento em condições ambientes, bem como com o uso de tratamentos contínuos em tomates cv. Paron (-1,9 kV/cm seguido de armazenamento em condições ambientes). As análises das demais propriedades estudadas não permitiram identificar uma influência dos tratamentos com campos elétricos na manutenção da qualidade dos frutos. O armazenamento de tomates cv. Paron em câmara climatizada a 15,0 oC e umidade relativa de 70% resultou em uma melhoria nas perdas de massa e firmeza dos frutos em comparação com os frutos de controle, enquanto o armazenamento em geladeira resultou em uma redução da variação da cor da epiderme e da perda de massa dos frutos. Quando comparadas as técnicas de tratamento com campos elétricos e tratamentos refrigerados, não ficou evidenciada uma vantagem clara de uma perante a outra, sendo que ambas tiveram efeito positivo sobre ao menos uma propriedade investigada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5075.pdf: 2771814 bytes, checksum: 35e4528ed8f722ff689ed346972e668c (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / Mentha x villosa H. is a species of mint popularly known as regular mint. Besides being widely used as a spice, their leaves yield an essential oil with many healthy compounds that are commonly used in formulation of medicinal and cosmetic products. Convective drying is an interesting alternative to preserve such compounds, but because the oils are rich in aromatic constituents, and the leaves are fragile material, heating must be moderate and proper drying techniques have to be used. In the present work, the drying of mint leaves was investigated in two types of equipment, namely a natural convection oven and a forced convection horizontal dryer. The fresh leaves were initially characterized by measuring their dimensions, bulk density and moisture content. The influence of air temperature, size and growing stage of leaves on the drying kinetic curves was investigated initially for drying in the natural convection oven. The results showed that only the temperature affected the drying rates, while the size or growing stage had no significantly effect on the process. For forced convective drying, the influence of air temperature, air velocity and mass of the samples was investigated. The temperature was the variable with stronger influence on the drying curves. The mass of the sample affected the drying kinetics only at the highest temperature (60 oC), while the influence of air velocity was weak for most conditions. Empirical and semi-empirical models were fitted to experimental data of dimensionless moisture content versus time. The models from Page and Henderson-Pabis provided the best fittings to the experimental data, depending on the mass of the sample. To complement the analysis, multiple regression models based on surface responses were fitted to experimental data. Also, a neural network model was built to simulate experimental data. The resulting network needed seven neurons to represent satisfactorily the drying kinetic data, and provided excellent estimates of experimental results. / A Mentha x villosa H. é uma espécie de hortelã conhecida popularmente como hortelã comum. Além de ser uma folha muito utilizada na culinária, o seu óleo essencial apresenta muitos benefícios a saúde, sendo empregado na produção de medicamentos e também de cosméticos. Para conservar suas propriedades, a secagem é uma alternativa interessante, porém por apresentarem compostos aromáticos em sua composição e ser um material muito frágil, o aquecimento deve ser moderado e as técnicas de secagem adequadas. Desta forma, no presente trabalho foram estudadas a secagem em leitos rasos de folhas de hortelã em dois tipos de equipamento, uma estufa com convecção natural e um secador convectivo horizontal com convecção forçada. Primeiramente o material foi caracterizado, tendo-se determinado as dimensões das folhas, densidade aparente e umidade da folha in natura. Nos experimentos realizados em estufa analisou-se como a cinética de secagem das folhas é influenciada pela temperatura do ar, o tamanho das folhas e o estágio de crescimento das mesmas. No secador convectivo, analisou-se a cinética de secagem variando a temperatura, a velocidade do ar e a massa das folhas. Os resultados mostraram que o tamanho e o estágio de crescimento das folhas não influenciaram a secagem na estufa. Ao analisar a influência das condições investigadas no secador convectivo, a temperatura apresentou maior influência na redução de umidade. Em seguida seis modelos empíricos e semi-empíricos de secagem foram ajustados aos dados experimentais. Os modelos de Page e de Henderson Pabis foram os mais apropriados para representar as curvas de cinética, dependendo da massa da amostra. Para complementar a análise dos modelos, utilizou-se a técnica de regressão múltipla e construiu-se modelos identificando as variáveis que exercem mais influência sobre a MR e o tempo de secagem. Também foi construída uma rede neural para simular os dados experimentais. A rede construída necessitou de cinco neurônios para representar satisfatoriamente as curvas de cinética, visto que o material apresentou algumas peculiaridades durante os ensaios devido as suas características.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5420.pdf: 2433613 bytes, checksum: 49c0b1185d09cb2571704e743df04041 (MD5) Previous issue date: 2013-07-22 / In the present work it was developed a system for monitoring and control of a bench scale concentric-tube airlift bioreactor of 5.0 L working volume. The software-based language G (Labview) provides the user monitor important process variables such as dissolved oxygen concentration, pH, volumetric flow rate of feed, pressure difference between two points along the axial direction and temperature in two regions of liquid phase flow phase, and it can act in the volumetric flow rate and gas stream composition at the input of bioreactor. Overall gas hold-up (eG) and gas hold-up in riser (eR) and downcomer (eD) regions were determined using volumetric expansion and gauge measurement methods. Mixing time (tm) and circulation time (tC) were determined by thermal and pH pulse methods. Dynamic pressure method was utilized for evaluating mass transfer measurement in airwater biphasic system. These methods were utilized in order to obtain significant hydrodynamic performance parameters as a function of superficial gas velocity in the riser (UGR). Analyses of the oxygen transfer dynamics were also used in the development of automatic control loop to control the dissolved oxygen concentration. As a concrete result, this study provided software for data acquisition and monitoring of all sensors in pneumatic bioreactor, providing a tool to explore the hydrodynamic performance and control of the dissolved oxygen concentration in concentric-tube airlift bioreactor during aerobic cultivations. The system validation was performed by comparing the results obtained in the hydrodynamics tests with those of literature and control loop was tested in simulations involving a cultivation of a strictly aerobic microorganism. / No presente trabalho foi desenvolvido um sistema para monitoramento e controle de um biorreator airlift de cilindros concêntricos em escala de bancada com 5,0 L de volume útil. O software elaborado em linguagem G (Labview), proporcionando ao usurário monitorar importantes variáveis de processo como concentração de oxigênio dissolvido, pH, vazão volumétrica de alimentação do biorreator, diferença de pressão entre dois pontos ao longo da direção axial e temperatura em duas regiões de escoamento da fase líquida, sendo possível atuar na vazão volumétrica e na composição da corrente gasosa na entrada do biorreator. Foram aplicadas metodologias como da expansão volumétrica e da medida manométrica para determinação das retenções gasosas global (eG) e parciais nas regiões de subida (eR) e de descida (eD), de pulso térmico e de pH para avaliação dos tempos de mistura (tm) e circulação (tc), método dinâmico para avaliar a transferência de massa em sistema bifásico ar-água, visando obter importantes parâmetros de desempenho hidrodinâmico em função da velocidade superficial do gás na região de subida (UGR). Análises da dinâmica de transferência de oxigênio também foram utilizadas no desenvolvimento do sistema de controle automático para controlar a concentração de oxigênio dissolvido. Como resultado concreto, o presente trabalho disponibilizou um software para monitoramento e aquisição de dados de um conjunto de sensores instalados no biorreator airlift, oferecendo desse modo uma ferramenta para explorar o desempenho hidrodinâmico bem como controlar a concentração do oxigênio dissolvido em biorreator airlift de cilindros concêntricos durante cultivos aeróbios. A validação do sistema foi realizada comparando os resultados obtidos nos ensaios de hidrodinâmica com aqueles da literatura sendo a malha de controle avaliada nas simulações de um cultivo envolvendo um microrganismo estritamente aeróbio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6056.pdf: 1295359 bytes, checksum: 35c8bfb8a91f7b4f7f8fb3e197d4d76e (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Energy Efficiency and optimization of dryers are research areas with environmental concerns. These areas have the increasing need to improve the energy performance of processes through to quality improvement and reduction of production costs. In this sense, this work aims to contribute to the development of more efficient drying processes, take account the fact that this is one of the unit operations of higher energy consumption. Using a mathematical model for a direct-heating rotary dryer, computational simula¬tions were performed and the comparation with experimental results show that this model is reliable with the drying process. The model was implemented in order to simulate the rotary drier with concurrent and countercurrent feeding. Thus, the energetic differences between the two operations were compared and discussed. For the studies of the energy performance of rotary dryers, two definitions of Energy Efficiency were used: an expression quite common in the literature, and largely used in drying procedures, and another expression that was proposed from the observation of energetical quantities related to the process. The advantages and disadvantages of each defition are presented and the results contribute to the discussion on the assessment of Energy Efficiency in convective dryers. Parametric Sensitivity studies have quantified the influence that certain process va¬riables have on measures of Energy Efficiency and Final Moisture Content of Product. These results showed that these variables play an important role in both the Energy Ef¬ficiency and Final Moisture Content of Product, being necessary to establish appropriate operational limits to the range of variation to these variables, in order to satisfy the best operational conditions for the two rotary dryers. The results also showed significant dif¬ferences between concurrent and countercurrent operations. In addition, the Parametric Sensitivity analisys serve as a base for optimization studies. The results from the optimization of rotary dryers showed that is possible to im¬proving the Energy Efficiency without decrese the quality of the final product, and also the possibility of simultaneous improvement of both the Energy Efficiency as the Final Moisture Content of Product. It was possible to establish, for each dryer, mathematical relations between optimum Efficiency and desired Final Moisture Content of Product. These results are very interesting and represent an important contribution to the study of rotary dryers. / O estudo da Eficiência Energética e da Otimização de secadores está em consonância com as preocupações ambientais e com a necessidade cada vez maior de melhoria da performance energética dos processos, melhoria da qualidade e diminuto dos custos de produção. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo contribuir na aplicação de ferramentas de analise para o desenvolvimento de processos de secagem mais eficientes, tendo em vista que esta e uma das operações unitárias de maior consumo energético. De posse de um modelo matemático para um secador rotativo de aquecimento direto, simulações foram feitas e a comparação com resultados experimentais mostrou que o mo¬delo representa com confiança o processo de secagem. O modelo foi então implementado com a finalidade de simular o secador rotativo com alimentação concorrente e em con- tracorrente, fazendo-se dessa maneira analises sobre as diferenças energéticas existentes entre essas duas configurações. Para os estudos da performance energética dos secadores rotativos, duas definições de Eficiência Energética foram utilizadas: uma expressão bastante comum presente na literatura e muito utilizada na pratica e uma outra expressão que foi proposta a partir da observação das quantidades energéticas relacionadas ao processo. As vantagens e desvantagens de cada definição são apresentadas e os resultados obtidos contribuem para a discussão sobre a avaliação da Eficiência Energética em secadores convectivos. Estudos de Sensibilidade Paramétrica quantificaram a influencia que a variação de certas variáveis de processo exerce nas medidas da Eficiência Energética e da Umidade Final do Produto Seco. Os resultados desses estudos mostraram que as variáveis ana¬lisadas exercem papel importante em ambas a Eficiência Energética e a Umidade Final do Produto Seco. Eles foram obtidos a partir do estabelecimento de limites operacionais adequados para o intervalo de variação das mesmas para satisfazer as melhores condições operacionais de ambos os secadores rotativos. Os resultados também evidenciaram diferenças significativas entre as operações concorrente e em contracorrente, alem de servir como base para os estudos de Otimização. Os resultados da Otimização dos secadores rotativos mostraram a possibilidade de melhoria da performance energética sem prejuízo à qualidade do produto final, e também a possibilidade de melhoria simultânea tanto da Eficiência Energética quanto do teor de Umidade Final do Produto Seco. Foi possível estabelecer, para cada secador, relações entre Eficiência ótima e Umidade desejada para o produto. Estes resultados são impor¬tantes pois indicam como técnicas adequadas de analise podem contribuir para a melhoria operacional de secadores rotativos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6660.pdf: 2095058 bytes, checksum: 2ae2e381daf7578fa7d9306ec6a15607 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this work is the development of a rotary type dryer for drying leaves. This dryer was built with the purpose of ensuring a proper mixing of the leaves during drying, to obtain a final product with homogeneous moisture and good quality. The dryer consists of a cylinder built with perforated metal screen, coupled to a motor which allows its rotation around the cylinder axis. Air supplied by a blower is heated and fed through the cylinder side walls, perpendicularly to its axis. For drying of eucalyptus leaves, it was evaluated the reproducibility of the data and the homogeneity of the rotary drying basket in comparison to fixed-bed drying configurations using different forms of contact between the air and the material, and also to the conventional rotary drum dryer. To evaluate the quality of the final product, it was analyzed the influence of drying in color of leaves, extracted oil content and the concentration of citronellal in the oil. The kinetic data showed good reproducibility between the repetitions in the range of conditions investigated. It was observed that the set of leaves increased in volume during drying in the rotating basket, and the whole volume of dried leaves was 3-fold the fresh leaves volume. The tests indicated that the rotating basket provided uniform drying of the leaves as compared to drying in fixed beds and conventional rotary drum dryer, with small variation of moisture and average final moisture of 7.3 ± 0.3 % in drying of 50 g of leaves. For a good performance in drying eucalyptus, the volume of fresh leaves should not exceed 10% of the basket volume. The drying in the rotating basket have not provoked browning of the leaves and did not influence the essential oil content. / O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um secador para a secagem de folhas, tipo rotativo. Este secador foi construído com a finalidade de permitir uma boa mistura das folhas durante a secagem, de forma a obter um produto final com umidade homogênea e boa qualidade. O secador consiste de um cilindro construído de tela metálica perfurada, acoplado a um motor que permite a sua rotação em torno do eixo do cilindro. O ar fornecido por um soprador é aquecido e alimentado através das paredes laterais do cilindro, no sentido perpendicular ao seu eixo. Para a secagem de folhas de eucalipto, foram avaliadas a reprodutibilidade dos dados e a homogeneidade da secagem no cesto rotativo em relação à secagem em leitos fixos usando diferentes formas de contato entre o ar e o material, e também ao secador rotativo convencional. Para a avaliação da qualidade do produto final, foi analisada a influência da secagem na cor das folhas, no teor de óleo extraído e na concentração de citronelal presente no óleo. Os dados de cinética foram reprodutíveis entre as repetições na faixa de condições investigada. Observou-se que o conjunto de folhas aumenta de volume durante a secagem no cesto rotativo, sendo o volume do conjunto de folhas secas até 3 vezes superior ao volume do conjunto das folhas in natura. Os testes indicaram que o cesto rotativo proporciona a secagem uniforme das folhas se comparada à secagem em leitos fixos e em secador rotativo convencional, com variação muito pequena entre as umidades, e umidade final média de 7,3±0,3% para 50 g de folhas. Constatou-se que para uma boa operação na secagem de folhas de eucalipto, o volume de folhas in-natura não deve ultrapassar 10% do volume útil do secador. A secagem no secador tipo cesto rotativo não provocou o escurecimento das folhas e não influenciou o teor de óleo essencial.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6661.pdf: 7538464 bytes, checksum: 48b2c202273cc209a796ea8ef2da1b35 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / In recent years there has been growing interest in studies on the use of heterogeneous catalysts in the biodiesel production, since such materials have some advantages over homogeneous catalysts such as ease of separation of product generated and the possibility of being reused. Among these catalysts, it is important to emphasize the mesoporous molecular sieves, since they have some advantages that enable its catalytic application. This study aimed to synthesize spheres of hybrid silica, with mesoporous occluded by the driver structure (CTA-SiO2), and to investigate the influence of different alcohols in the properties of these materials and evaluate their catalytic activity in the transesterification reaction. The mesoporous silicas were synthesized with varying the length of the alkyl chain (C1-C3) and amount of alcohol in the reaction mixture. The silicas were characterized by different techniques, such as X-ray scattering at small angles (SAXS), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis. The results showed that the structure and morphology of the mesoporous silica containing organic driver may be controlled during synthesis by varying alcohol content, leading to the formation of materials with different phases, levels of organization and morphology, with the best results obtained from the samples synthesized with methanol and ethanol. For the evaluation of activity and catalytic stability, hybrid silicas were tested in transesterification reaction between ethyl acetate and methanol. The materials showed activity, and when the pore structure is well organized, larger amount of catalytic sites is available resulting in higher conversions. Thus synthesized materials with lower amounts of alcohol had higher catalytic activity compared with other materials. Silicas synthesized showed little catalytic stability compared to successive uses in the transesterification reaction. Thus, materials synthesized with the use of smaller amounts of alcohol tended to stability in comparison to other samples. Part of the activity is due to the presence of basic species formed as a result of leaching of cations CTA+, promoting the reaction also in the homogeneous phase. / Nos últimos anos tem sido crescente o interesse por estudos sobre o emprego de catalisadores heterogêneos na produção de biodiesel, uma vez que esses materiais possuem algumas vantagens em relação à catálise homogênea, tais como a facilidade de separação dos produtos gerados e possibilidade de serem reutilizados. Dentre esses catalisadores, torna-se importante salientar as peneiras moleculares mesoporosas, pois apresentam algumas vantagens que viabilizam sua aplicação catalítica. O presente estudo teve como objetivo sintetizar sílicas híbridas em formato de esferas, com mesoporos ocluídos pelo direcionador de estrutura (CTA-SiO2), bem como investigar a influência de diferentes álcoois nas propriedades desses materiais e avaliar sua atividade catalítica na reação de transesterificação. As sílicas mesoporosas foram sintetizadas com variação do comprimento da cadeia alquílica (C1-C3) e quantidade de álcool na mistura reacional. Foram caracterizadas por diferentes técnicas, como: espalhamento de raios X a ângulos pequenos (SAXS), difratometria de raios- X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que a estrutura e morfologia das sílicas mesoporosas contendo direcionador orgânico podem ser controladas durante a síntese através da variação do teor de álcool, levando à formação de materiais com diferentes fases, níveis de organização e morfologia, sendo os melhores resultados obtidos a partir das amostras sintetizadas com metanol e etanol. Para avaliação da atividade e a estabilidade catalítica, as sílicas híbridas foram testadas na reação de transesterificação entre o acetato de etila e metanol. Os materiais apresentaram atividade, sendo que quando a estrutura dos poros é bem organizada, maior quantidade de sítios catalíticos fica disponível resultando em maiores conversões. Consequentemente, os materiais sintetizados com menores teores de álcool apresentaram maior atividade catalítica em comparação com os demais materiais. As sílicas sintetizadas mostraram pouca estabilidade catalítica frente a sucessivos usos na reação de transesterificação. Assim, os materiais sintetizados com emprego de menores teores de álcool apresentaram uma tendência à estabilidade em relação às demais amostras. Parte da atividade se deve à presença de espécies básicas formadas em consequência da lixiviação dos cátions CTA+, promovendo a reação também na fase homogênea.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAMM.pdf: 1945898 bytes, checksum: afb882ff1ea5d0b744547e87dfa2e263 (MD5) Previous issue date: 2005-03-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / The ethanol is one of the most well-known and diffused fuels sources in nowadays, therefore the domain of its technology has a great importance to the producer countries. Beyond it is in general, lesser expensive than the major part of the petrochemical fuels, the ethanol has its origin in the renewable sources that becomes Brazil in a world power on its production. From these facts the present work consists on the application of the PSA (Pressuring Swing Adsorption) process on the ethanol purification, from ethanol-water mixtures with compositions that simulate ethanol concentrations of the final steps of distillation process. To get this ethanol purification it was used the zeolite 3A as adsorbent, which adsorbed the water of the mixtures in a pressured bed. The PSA process were composed by four steps: The first was the adsorption bed pressurization, at high temperature, with a given ethanol-water mixture; the second was the residence of the fed mixture for a given time in the bed to recover the ethanol; the third was the depressurisation of the bed to the ambient pressure, and the fourth was the regeneration of the adsorbent by vacuum, to recover the water adsorbed. The process variables studied in this work were adsorption pressure, adsorption time and initial concentration, being evaluated their influences on the response variables fluid phase enrichment, ethanol recover and process productivity, were studied, through a factorial planning. These influences were described by polynomial models, in which were applied the statistical tests F and R2, to analyse the quality of the obtained adjustments. The obtained models were validated by extra experiments done out of the factorial planning. The influences of the process variables over the response variables were analysed through response surfaces generated by the obtained polynomial models. The response variables were individually optimized with the using of search programs, which sought the best results over the polynomial models and the process variable ranges. The individual optimum results of the response variables were found, at the same way, the values of the process variables that produced these results. The response variables were also optimized together simultaneously. To obtain these optimizations search programs, with the same logic of the used in the individual optimization, were used with the multiresponse method, which made possible the obtainment of the optimum values of response variable arrangements in pairs and all of these together simultaneously. These optimum values to these arrangements were obtained, at the same way that the process variable values, which correspond to these optimizations. The enrichment obtained results showed high values and low variations with the increase of the adsorption time. At the same way, the adsorption pressure influences the enrichment significantly only with low values of the initial concentration and adsorption time. The enrichment had also an increase of its value and a decrease of its variation, with the increase of the initial ethanol concentration. The ethanol recover showed without significantly influence with the variations of the adsorption time and the adsorption pressure, however had an increase with the increase of the initial concentration. The productivity profiles showed that they were influenced by the three process variables. The increase of the productivity was detected with the increase of the initial concentration and the increase of the adsorption pressure. The productivity decreased with the increase of the adsorption pressure. The obtained results to the simultaneous optimizations showed that the productivity had a predominant influence over the other response variables optimized with these. At the same way, the recover values were not influenced by the optimization of the others response variables. Also it was seen that the enrichment optimization impaired the productivity results, in spite of the reverse fact had not been verified. To illustrate the generated results of the optimizations, the next values were obtained to the optimization of the three response variables simultaneously: 94.7% to the fluid phase enrichment, 82.5% to the ethanol recover and 5.14g.g-1.h-1 to the process productivity, with the values of the process variables of 10 bar to the adsorption pressure, 90% to the initial ethanol concentration and 2.0 minutes to the adsorption time. / O etanol é uma das fontes combustíveis mais conhecidas e difundidas na atualidade, sendo então de grande importância o domínio de sua tecnologia para os países produtores. Além de ser um combustível, em geral, de custo inferior à maioria dos derivados petroquímicos, o etanol é proveniente de fontes totalmente renováveis, tornando o Brasil uma potência mundial na sua produção. Desta forma o presente trabalho trata do estudo da aplicação do processo PSA (Pressuring Swing Adsorption) na purificação do etanol a partir de misturas etanolágua com composições simulando às encontradas no final do processo de destilação convencional. Para isso foi utilizado o adsorvente comercial zeólita 3A, promovendo a adsorção da água em um leito pressurizado. O processo PSA empregado consistia basicamente de quatro etapas: A primeira se dava com a pressurização, a alta temperatura, do leito adsorvente com uma determinada mistura de etanol-água; a segunda consistia na permanência da mistura no leito durante um tempo pré-estabelecido; a terceira consistia na despressurização do leito até a pressão ambiente para a retirada do etanol, e a quarta se dava pela regeneração do adsorvente através de vácuo aplicado ao leito, para a retirada da água. As variáveis de processo estudadas neste trabalho foram pressão de adsorção, concentração inicial de alimentação e tempo de adsorção, sendo avaliadas suas influencias sobre as variáveis resposta enriquecimento da fase fluida, recuperação de etanol e produtividade do sistema, a partir de experimentos elaborados através de um planejamento fatorial. Estas influências foram descritas por modelos polinomiais, nos quais foram aplicados os testes de avaliação estatística F e R2, a fim de analisar a qualidade dos ajustes obtidos, além de terem sido obtidos pontos experimentais extras utilizados para a validação dos modelos obtidos. As influências das variáveis de processo sobre as variáveis resposta foram visualizadas através de superfícies resposta geradas a partir dos modelos polinomiais obtidos. As variáveis resposta forma otimizadas individualmente a partir de programas de busca, os quais varriam as faixas de valores adotadas pelas variáveis de processo estudadas, sendo portanto encontrados os valores ótimos individuais de cada variável resposta, assim como os valores das variáveis de processo necessários para a obtenção destes ótimos. As variáveis resposta também foram otimizadas em conjunto, simultaneamente. Para isto também foram utilizados programas de busca, aplicando-se o método de otimização multiresposta, o qual possibilitava a obtenção de valores ótimos combinando-se as variáveis resposta em pares e todas simultaneamente. Estes valores ótimos foram obtidos, assim como os valores das variáveis de processo correspondentes a estas otimizações. Os resultados obtidos para o enriquecimento da fase fluida mostraram um maior valor e uma menor variação deste com o aumento no tempo de adsorção; assim como a existência de variação significativa deste com a pressão de adsorção apenas para valores baixos de concentração inicial e tempo de adsorção. O enriquecimento teve também um aumento em seu valor, acompanhado de uma diminuição de variação com o aumento da concentração inicial de etanol. A recuperação de etanol mostrou-se não ser influenciada pelo tempo de adsorção e pela pressão de adsorção, havendo um aumento desta variável resposta apenas com o aumento da concentração inicial de etanol. Os comportamentos da produtividade se mostraram influenciáveis por todas as variáveis de processo. Houve aumento da produtividade com o aumento da concentração inicial de etanol e com o aumento da pressão de adsorção, havendo também diminuição da produtividade com o aumento do tempo de adsorção. Os resultados obtidos nas otimizações simultâneas mostraram que a produtividade teve influencia predominante frente às outras variáveis em combinação com esta, assim como os valores da recuperação não foram influenciados pelas otimizações das outras variáveis. Foi constatado também que a otimização do enriquecimento comprometeu os resultados de produtividade, onde o contrário não foi verificado. Como exemplo dos resultados gerados pelas otimizações, foram obtidos os seguintes valores para a otimização de todas as variáveis resposta em conjunto: 94,7% de enriquecimento, 82,5% de recuperação e 5,14g.g-1.h-1 de produtividade, com a combinação das variáveis de processo de 10 bar para a pressão de adsorção, 90% para a concentração inicial de etanol e 2,0 minutos para o tempo de adsorção.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:57:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissSCAO.pdf: 855834 bytes, checksum: 77a02bfbc98ba9f0aa20131d9b60c2e6 (MD5) Previous issue date: 2005-08-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Clavulanic acid (CA), a secondary metabolite from Streptomyces clavuligerus, is a potent inhibitor of β-lactamases, being formulated by pharmaceutical industries with other β- lactams antibiotics to produce drugs that overcome the resistance to antibiotics of many pathogenic bacteria. Studies on culture medium composition, as well as how each component is added to the broth are essential for improving and developing fermentation processes both in obtaining high productivity, as well as in simplifying the separation and purification of the final product. The lipids become an interesting alternative to be used in CA production process, once they constitute a concentrated source of energy slowly assimilated by microorganisms. With relation to the nitrogen source, soybean derivatives, as flours and protein isolates, have been used successfully in the production of CA, by supplying precursors for its biosynthesis; however, the appropriate amount of this nutrient in culture media has not been properly established so far. The general objective of the present work was to study the culture medium composition on the improvement of CA production by S. clavuligerus in bench scale bioreactor, using complex nitrogen sources, and lipids as supplementary carbon source. In preliminary cultivations in shake flasks, the effects of nitrogen source and concentration, using soybean flour and Samprosoy 90NB (soybean protein isolate), were studied. The total nitrogen concentrations of 1.6 and 3.2 g.L-1, and soybean oil concentration of 16, 23 and 30 g.L-1 were tested. The results obtained showed that, when the concentrations of soybean oil and initial soybean flour were 23 g.L-1 and 20 g.L-1, respectively, the CA production obtained was 700 mg.L-1 in 132 hours cultivation, and at pH values above 7.0 the production process was severely harmed. In conventional bioreactor cultivations, under pH control with acid or base addition, all the cultivations were marked by the high CA production and productivity, accompanied by small degradation of the product. The culture medium composition and cultivation conditions that generated best results, concerning CA production, were as follows: 800 rpm, 0.5 vvm and pH 6.8, soybean flour and soybean oil concentrations of 40 g.L-1 and 16 g.L-1, respectively. Under these conditions, a maximum production of 906 mg.L-1 of CA in 84 hours cultivation was obtained. / O ácido clavulânico (AC), produto do metabolismo secundário da bactéria filamentosa Streptomyces clavuligerus, é um potente inibidor de enzimas β-lactamases, sendo utilizado pela indústria farmacêutica em conjunto com outros antibióticos β-lactâmicos, na formulação de medicamentos que diminuem a resistência de muitas bactérias patogênicas a estes antibióticos. Estudos de composição de meio de cultura, assim como o modo que cada componente é adicionado ao caldo é de vital importância nos processos fermentativos, tanto no que se refere à obtenção de alta produtividade do produto desejado, assim como na facilidade de manipulação, separação e purificação do produto final. Os lipídios apresentam-se como uma alternativa a ser utilizada em processos para produção de ácido clavulânico, uma vez que constituem uma fonte concentrada de energia lentamente assimilável pelos microrganismos. Quanto à fonte de nitrogênio, derivados de soja como farinhas e hidrolisados têm sido utilizados com sucesso na produção de AC, fornecendo precursores para biossíntese deste composto, no entanto, a quantidade adequada desse nutriente não foi ainda estabelecida em meios de cultura até o momento. O presente trabalho teve como objetivo geral o estudo da composição do meio de cultura para produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus em biorreator de bancada, utilizando fontes complexas de nitrogênio e lipídios como fonte de carbono suplementar. Em ensaios preliminares em mesa incubadora rotativa para determinação das concentrações da fonte/ teor de nitrogênio utilizando farinha de soja e Samprosoy 90NB nas concentrações 1,6, e 3,2 g.L-1 de nitrogênio total e concentração de óleo de soja (16, 23 e 30 g.L-1), os resultados obtidos mostraram que quando as concentrações de óleo de soja e farinha de soja iniciais foram 23 g.L-1 e 20 g.L-1, respectivamente, a produção de AC obtida foi 700 mg.L-1 em 132 horas de cultivo, e que valores de pHs acima de 7,0 prejudicam o processo de produção. Nos ensaios em biorreator de bancada convencional, em condições de controle de pH por adição de ácido e base, todos os cultivos foram marcados pela alta produção e produtividade de AC ocorrendo aparente pequena degradação do produto. A composição de meio de cultura que gerou os melhores resultados de produção de AC nas seguintes condições: 800 rpm, 0,5 vvm e pH 6,8, foi o que apresentou farinha de soja e óleo de soja nas concentrações de 40 g.L-1 e 16 g.L-1, respectivamente, na composição do meio de produção, alcançando a produção máxima de 906 mg.L-1 de AC em 84 horas de cultivo.