Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192096.pdf: 842534 bytes, checksum: 02a6de200baaa6098ffc5213b29e2c2c (MD5) / O estado de Santa Catarina é o maior produtor de maçã do país. Para aproveitar esse potencial foi proposto neste trabalho a utilização de um biorreator do tipo airlift de circulação externa para a produção de vinagre de maçã. Trata-se de uma aplicação inovadora que apresentou vantagens quando comparada ao processo clássico de produção de vinagre, especialmente de ordem econômica, devido ao aumento de produtividade. Para a produção de vinagre foram realizadas quatro culturas em biorreator airlift e paralelamente quatro culturas controle em biorreator clássico. Foram controladas a temperatura e a aeração durante as culturas realizadas. Houve adições de álcool comercial para o término da acetificação, pois o teor de álcool do fermentado de maçã estava baixo para esse processo. O biorreator airlift apresentou superioridade na produção de ácido acético quando comparado com o biorreator clássico. A produtividade média máxima de ácido acético obtida durante a quarta cultura foi de 4,2 g.L-1.d-1 para o biorreator airlift e 1,6 g.L-1.d-1 para o biorreator clássico. Vinagres de maçã comerciais foram analisados para a obtenção de valores de referência (pH, acidez total, massa específica, cinzas, teor de álcool, acidez volátil, extrato seco). Detectou-se que alguns vinagres comerciais não atendem a legislação com relação aos teores de cinzas e extrato seco. As características físico-químicas e sensoriais dos vinagres de maçã produzidos no biorreator airlift e também no biorreator clássico operados em batelada, atenderam às exigências da legislação e foram comparados com os vinagres de maçã comerciais. Verificou-se que os teores de cinzas e extrato seco foram superiores aos verificados nos produtos comerciais. Parâmetros cinéticos e estequiométricos foram obtidos para os biorreatores estudados. A velocidade específica média de crescimento celular foi de 0,14 d-1 para o biorreator airlift e 0,10 d-1 para o biorreator clássico. O fator de conversão médio de álcool em ácido acético para o biorreator airlift foi de 0,56 g.g-1 e para o biorreator clássico foi de 0,25 g.g-1. O fator de conversão médio de álcool em células para o biorreator airlift foi de 0,009 g.g-1 e para o biorreator clássico foi de 0,006 g.g-1. Através dos resultados obtidos durante as culturas realizadas conclui-se que um biorreator airlift é mais vantajoso a produzir vinagre do que um biorreator clássico, pois sua superioridade fica clara em todos os parâmetros analisados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T18:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208241.pdf: 4468401 bytes, checksum: fd9e69075de5ac784e60df7e8eb91f9c (MD5) / Este trabalho propõe um modelo matemático para analisar o processo transiente de oxigenação tecidual. O modelo considera o capilar homogêneo na direção radial, no qual os únicos fenômenos que ocorrem são a convecção e a difusão axial, a reação reversível entre a hemoglobina e o oxigênio e as trocas de oxigênio na interface com o tecido. Para o tecido, além da reação de consumo de oxigênio pelo metabolismo celular, é considerada a difusão na direção normal ao capilar. Os coeficientes cinéticos da reação Hb-O2, tanto os de associação, quanto os de dissociação, são função da saturação hemoglobínica. Os capilares teciduais são representados por estruturas paralelas separadas regularmente uma das outras. O modelo matemático resultante consiste de um sistema de equações diferenciais parciais que é solucionado pelo método das linhas, mediante discretização espacial por diferenças finitas centrais. O modelo é então validado por comparação com dados da literatura, mostrando ser adequado para descrever o comportamento dinâmico da oxigenação tecidual. Na seqüência, ele é utilizado para analisar situações fisiológicas especiais. Entre estas situações encontra-se a oclusão de uma artéria, causando uma parada abrupta e praticamente instantânea da circulação sangüínea arterial. Logo após, é proposto um controlador para autoregulação de suprimento de oxigênio tecidual quando o tecido sofre uma perturbação sistêmica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T22:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206488.pdf: 1677039 bytes, checksum: 9529515022371d49de61a75fd6c1a0fc (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192226.pdf: 2079891 bytes, checksum: de610f2536e823ded91cd80d56e6dac5 (MD5) / Carvões ativados são empregados industrialmente para o tratamento de águas, efluentes líquidos e gases de exaustão. Diversos materiais carbonáceos podem ser utilizados na produção de carvão ativado. No presente trabalho foram preparados carvões ativados com vapor d#água tendo como precursor uma turfa da região de Araranguá (SC) avaliando-se suas características texturais e químicas. A amostra de turfa ativada a 15% de conversão, C15, apresentou área superficial de aproximadamente 700 m2/g e volume de microporos de 0,321 cm3/g, da mesma ordem de grandeza que carvões ativados comerciais como o Norit PK 3-5. Com o propósito de demonstrar sua utilização como adsorvente, foram realizados testes de adsorção para remoção de fenol em solução aquosa e de NO em fase gasosa. A capacidade de adsorção de fenol em solução aquosa foi de 76,6 mg/g para o carvão ativado C15 enquanto o Norit PK 3-5 apresentou uma capacidade de adsorção de 40,3 mg/g. Os carvões ativados também adsorveram NO. O equilíbrio de adsorção de NO foi descrito com um modelo linear. A capacidade de adsorção K a temperatura de 318K foi de 0,0226; 0,0106 e 0,0021 L/g para os carvões PK 3-5, C15 e C0 respectivamente. O Norit PK 3-5 apresentou maior capacidade de adsorção devido a maior concentração de grupos oxigenados em sua superfície. Devido ao baixo custo do processo e aplicabilidade da turfa, abundante e pouco utilizada em Santa Catarina, espera-se que este trabalho seja uma contribuição à sua utilização na preparação de carvões ativados para remoção de poluentes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222237.pdf: 918565 bytes, checksum: ed80a43c1477e9d114ecbeb4b242586c (MD5) / Os corantes naturais são usados como forma de manter a coloração dos alimentos. Frequentemente os corantes dos alimentos sofrem séria degradação durante o processamento, e a restituição da cor perdida é uma maneira de manter o aspecto de frescor dos alimentos. Conhecer, quantificar e monitorar o processo de extração das antocianinas do repolho roxo permitirá novos avanços para a obtenção de um processo rentável e viável. Este trabalho tem como foco determinar as condições ótimas de extração em coluna das antocianinas do repolho roxo, traçando um paralelo com o processo de extração em batelada através do levantamento dos coeficientes de transferência de massa envolvidos nestes dois processos. Os estudos preliminares em batelada serviram para indicar o pH ideal para a padronização das amostras e leitura espectrofotométrica, o tipo de solvente e a concentração a ser usada na extração das antocianinas do repolho roxo e a relação massa de repolho : volume de solvente que permite o melhor contato entre as fases. De posse destas informações, foi construída uma coluna de vidro e realizada a extração das antocianinas a partir de um leito de repolho misturado com pérolas de vidro, de forma a se obter uma boa distribuição do fluxo de solvente e maior estabilidade estrutural do recheio da coluna. Os testes em coluna de extração contínua sem recirculação do solvente foram conduzidos com uma massa de 70 g de repolho roxo. O objetivo deste teste foi esgotar completamente a fonte de antocianinas e quantificar o máximo de antocianinas que pode ser extraída do tecido vegetal. O produto final (repolho exaurido de corante) serviu para testar a reabsorção de antocianinas em solução a partir de diferentes concentrações coletadas na saída da coluna durante a extração. Através da técnica de planejamento experimental, os ensaios em coluna foram conduzidos para avaliar a influência da concentração de NaCl, pH, vazão de recirculação do solvente, volume de solvente e massa de repolho roxo. Os resultados mostraram que o pH, o volume de solvente e a massa de repolho roxo tiveram efeitos estatisticamente significantes, onde a condição ótima de operação encontrada para o processo foi pH 2,3, Volume de solvente recirculado 0,83 L e massa de repolho roxo 50 g. Durante a reabsorção de antocianinas, o objetivo foi estabelecer uma relação de distribuição no equilíbrio para o corante entre as fases líquida e sólida, o que juntamente com os modelos de transferência de massa permite estudar o deslocamento das antocianinas entre o tecido vegetal e o solvente sob diferentes condições de operação. Finalmente modelaram-se os processos de extração em batelada e em coluna. Para a avaliação dos modelos, além de critérios de estabilidade numérica e convergência, foram efetuados experimentos cinéticos em batelada e em coluna de extração. Nos ensaios em batelada foram testados diferentes níveis de agitação e em coluna diferentes vazões de recirculação. Também foi investigada nestes ensaios a relação massa de repolho:volume de solvente em quatro diferentes proporções: 0,15, 0,20, 0,25 e 0,30 g mL-1. A modelagem dos dados experimentais através do ajuste dos diferentes parâmetros envolvidos, permite quantificar e comparar a transferência de massa ocorrida em cada um dos processos. Os resultados apresentados ao longo deste trabalho comprovaram que a extração de corante em coluna é um processo mais dinâmico e flexível do que a operação em batelada. Entre as vantagens encontradas podemos destacar a possibilidade de controlar independentemente as condições de processo para o leito de partículas e para o solvente de recirculação, a alta relação de contato sólido líquido e o menor volume ocupado que permite melhor manuseio das matérias-primas, partículas, solventes e aditivos. Para 360 minutos de extração em coluna, foi possível atingir 95% da concentração de equilíbrio, extraindo-se 12% a mais de massa corante do que o processo em batelada no mesmo período.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T16:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210529.pdf: 923738 bytes, checksum: e93ab97333eb07fb2380a63792a2a4ca (MD5) / Os esporos de fungos filamentosos termo-resistentes não só resistem às temperaturas de pasteurização de sucos e derivados de frutas, como são ativados por tratamento térmico germinando e provocando a deterioração destes produtos. Este trabalho tem como objetivo o estudo da resistência térmica de Byssochlamys nivea e Talaromyces flavus em suco de maçã. Duas temperaturas de incubação foram utilizadas (20 e 30ºC), possibilitando o estudo da influência deste parâmetro na resistência térmica destes fungos. Os esporos foram submetidos a diferentes tratamentos térmicos para avaliação da resistência térmica em tubo TDT Thermal Death Time, usando como meio suco de maçã a 12º Brix com pH = 3,2, como meio de aquecimento. Os resultados obtidos mostraram, para ambos os fungos, uma resistência térmica maior, quando estes foram produzidos a temperaturas maiores de incubação (30ºC). Entre os dois fungos filamentosos estudados, o Byssochlamys nivea se mostra o mais resistente com um comportamento não linear da curva de

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T01:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212404.pdf: 1557248 bytes, checksum: c274d821f6933d89048257a08edc9457 (MD5) / A contaminação de águas superficiais e de sub-solo tem sido reportada em muitas partes do mundo. No território catarinense, cerca de 80% dos recursos hídricos estão comprometidos pelo descarte de efluentes urbanos e industriais contendo metais pesados, lixo urbano e agrotóxicos. Os tratamentos convencionais em geral não são suficientes para remover eficientemente íons metálicos dissolvidos em concentrações traços, sendo necessário aplicar tratamento adicional, como a adsorção, a troca iônica ou osmose reversa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T01:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212669.pdf: 1833661 bytes, checksum: 70e133626b8e9ea8a2f36eae5af1993f (MD5) / Exopolissacarídeos (EPS) são os principais constituintes de biofilme bacteriano. Esses polímeros, componentes da matriz extracelular bacteriana, têm despertado grande interesse em aplicações industriais e na área médica. Entretanto, têm sido associado com mecanismos de combate bacteriano. A celulose tem sido identificada como um dos EPS da matriz extracelular produzido por várias espécies de bactérias durante a formação de biofilmes. A bactéria Gram-negativa Chromobacterium violaceum, linhagem ATCC 12472, teve seu genoma recentemente seqüenciado pelo Brazilian National Genome Project Consortion. A análise do genoma da C. violaceum mostrou a presença de genes relacionados à biossíntese de celulose, até então desconhecidos. Neste trabalho, analisou-se a estrutura e organização dos genes diretamente envolvidos na biossíntese de celulose, e buscou-se evidências experimentais da presença de celulose na matriz extracelular do biofilme formado por esta bactéria. A metodologia empregada envolveu o uso de ferramentas de bioinformática que exploram informações do seu genoma, como estrutura dos genes, elementos de regulação, domínios e motivos conservados. Ensaios laboratoriais foram utilizados para se obter evidências experimentais das informações genômicas. Estas estratégias permitiram determinar a existência de um operon que compreende cinco genes estruturais codificando as proteínas e enzimas do complexo celulose sintase, como também propor uma via metabólica de biossíntese de celulose a partir de glicose. Identificaram-se ainda 43 ORFs (open reading frames) com domínio GGDEF normalmente associado à atividade de síntese de diguanilmonofosfato cíclico (c-di-GMP) a partir de duas moléculas de guanosina trifosfato (GTP). A molécula c-di-GMP funciona como um componente regulatório de diversas atividades celulares, entre elas a ativação da síntese de celulose. Experimentalmente foi analisado o produto do biofilme formado durante o cultivo de C. violaceum em meio Luria Bertani (LB), culturas estática e agitada. Os resultados obtidos sugerem a presença de celulose como componente do biofilme.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 188090.pdf: 4851736 bytes, checksum: 9643f33c21c5c2ae3952b5b6c87615dd (MD5) / Um dos polímeros com maior crescimento nos mais variados segmentos de mercado tem sido o EPS (Poliestireno Expansível), que consiste em uma matriz de poliestireno contendo um agente de expansão física. Têm-se pesquisado o uso de novos agentes de expansão que eliminem ou reduzam os problemas de impacto ambiental e riscos de incêndio associados à emissão dos hidrocarbonetos voláteis durante o processamento do EPS. Recentes estudos desenvolveram o uso da água como agente de expansão para o EPS, este novo material foi chamado de W(EPS), do inglês Water Expandable Polystyrene. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo dos principais aspectos e fundamentos envolvidos na produção do EPS que utiliza água como agente de expansão (WEPS) de modo a desenvolver um processo para produção em escala piloto. Realizou-se uma investigação, em planta piloto, de algumas variáveis que determinam a Morfologia e a Distribuição de Tamanho de Partículas do W(EPS). Deste modo desenvolveu-se uma metodologia para a síntese, controle das características desejáveis e caracterização do W(EPS). Os resultados foram comparados com as informações contidas na literatura, demonstrando que se obteve um W(EPS) com características semelhantes ou superiores às apresentadas até agora. Além disso, foi possível controlar a granulometria do material de modo a obter um valor de tamanho médio desejado.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-20T05:00:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:43:46Z : No. of bitstreams: 1 182723.pdf: 13820867 bytes, checksum: 7391927251ab17792a8455b881c77936 (MD5) / O processo de combustão é uma tecnologia antiga, o qual ainda fornece mundialmente o maior suporte de energia para as operações industriais, transformando energia química em energia térmica e sendo acompanhada, em geral, pela formação de gases poluentes. No presente trabalho foi estudada a influência do tipo de carvão e condições de operação no processo de combustão, através do desenvolvimento de um modelo de gerenciamento da combustão, para o qual foi desenvolvido um software específico, e também mediante a realização de testes experimentais na planta industrial de uma usina termelétrica de queima de carvão pulverizado. Foram estudadas as emissões dos poluentes SO2 e NO como uma função da composição do carvão e também realizou-se experimentos onde variou-se individualmente o coeficiente de excesso de ar, analisando-se assim a influência desta variável nas emissões de CO e NO e na presença de carbono nas cinzas. Verificou-se, através da análise dos gases de combustão, que a emissão de SO2 é diretamente proporcional ao teor de enxofre do carvão. Nos testes experimentais, observou-se que o excesso de ar exerce uma pequena influência na formação do NO total proveniente da combustão de carvão, sendo que um aumento desta variável diminui a emissão do NO. Em relação à emissão de CO, houve uma formação significativa deste poluente quando se utilizou um excesso de ar abaixo de 25% e a presença de carbono não queimado na cinza leve também foi diretamente influenciada pelo controle do excesso de ar. Comparando-se os resultados das análises dos gases de combustão medidos na planta industrial com os valores calculados pelo software GERCOM 1.0, verificou-se uma excelente concordância, confirmando a validade do modelo de gerenciamento.