Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267697.pdf: 1680226 bytes, checksum: 06a6bcca172ded47f570f3ad61da7d09 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo estudar o cultivo de Pycnoporus sanguineus e a produção do antibiótico cinabarina em meio líquido, e a utilização de resíduos lignocelulósicos como meio de cultivo, em estado sólido, para a produção da cinabarina. Foi realizada a análise do crescimento radial e avaliada a produção de cinabarina de três diferentes cepas de P. sanguineus (MIP 95001, MIP 95002 e MIP 20001). O modelo que melhor representou o crescimento das cepas foi o modelo exponencial, sendo selecionada a cepa MIP 20001 como melhor produtora de cinabarina. Foi proposta neste trabalho uma nova metodologia para o doseamento da cinabarina, em sua forma purificada, através de método espectrofotométrico visando obter um método confiável, mais rápido e prático de doseamento. O método espectrofotométrico mostrou-se adequado para a finalidade pretendida, produzindo resultados semelhantes aos obtidos com o método microbiológico. A cinética de crescimento do P. sanguineus e a produção de cinabarina foram estudadas em caldo de batata dextrose (CBD) com pH inicial 5,6 e 9,0 e também combinando-se as fontes de carbono (glicose, maltose e glicerol), o CBD e as fontes de nitrogênio (peptona, extrato de levedura e uréia). Os cultivos em CBD com pH inicial 5,6 e 9,0 não apresentaram diferenças quanto a produção de cinabarina, sendo que o fungo apresentou maior crescimento em pH inicial 5,6. O meio contendo glicose e extrato de levedura propiciou a maior produção de biomassa, sendo que o meio em que houve a maior produção de cinabarina foi o meio CBD sem a adição de fontes de nitrogênio. Foi avaliada a produção de cinabarina utilizado como substrato os resíduos lignocelulósicos: serragem de Pinus sp. e de Eucalyptus sp. e casca de arroz, enriquecidos com farelo de arroz. A utilização da serragem de Pinus sp., devido ao seu elevado teor de lignina, resultou na maior produção de cinabarina, (1,6 vezes mais do que em CBD). A estabilidade da cinabarina foi avaliada até 60 dias após sua extração e os resíduos foram armazenados em geladeira a 2 ºC de três maneiras: seco, diluído em DMSO e diluído em DMSO com EDTA. O resíduo armazenado seco manteve sua estabilidade pelo período analisado, o resíduo diluído em DMSO apresentou-se estável por um mês e a adição de EDTA aumentou a estabilidade do resíduo em solução por pelo menos 60 dias. / This work has as main objective to study the growth of Pycnoporus sanguineus in liquid medium broth, following their cinnabarin antibiotic production. Besides this, it is aimed to produces the cinnabarin by utilizing wood wastes by growing the broth in solid state of the Pycnoporus sanguineus. We performed the radial growth analysis and evaluated the cinnabarin production starting from three different strains of P. sanguineus (MIP 95001, MIP 95002 and MIP 20001). Among the strains, those which presented the exponential model growth showed the best results. We choose the strains of MIP 2001 as the better cinnabarin producer. In this work, we proposed a new routine for measuring the cinnabarin content in their pure state via spectrometric method aiming a more reliable, fast and practical method. The spectrometric method fit to the existing procedures, with same results as the microbiological method ones. The P. sanguineus kinetic growth and the cinnabarin production were performed in a potato dextrose broth (PDB), having an initial p-H's of 5.5 and 9.0. It is composed of a carbon source as glucose, maltose, and glycerol, the PDB, and the nitrogen source as (peptone, yeast extract and urea). The growing of PBD at initial p-H's of 5.6 and 9.0 presented nor differences in cinnabarin production, whereas the yeast presented more rate of growing at initial p-H of 5.6. Most biomass production was obtained with the broth plus glucose and yeast extract; whereas most cinnabarin production was obtained with the PBD without nitrogen addition. Further, the cinnabarin production was evaluated utilizing wood waste as substrate: Pinus sp. and Eucalyptus sp. sawdust and bark of rice with addition of milled rice. The Pinus sp. sawdust, due to its high content of lignin, presented more cinnabarin production than others ones (1.6 times more than in CBD). After the cinnabarin extraction, their stability after drying was evaluated by three methods for periods of time performing a total of 60 days. The extracts were put onto a freezer at temperature of 2 oC in three forms: dried (1) diluted on DMSO (2) and diluted on DMSO plus EDTA (3). The method (1) presented stability for the analyzed period of 60 days, the method (2) the method presented stability for a period of 30 days, and the method (3) presented stability for 60 days. We conclude that the EDTA addition enhanced the stability of the dried cinnabarin extract for at least 60 days.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:31:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268241.pdf: 7143408 bytes, checksum: 0ef0609e9a43aedaa47013bde18e1f5f (MD5) / Para aumentar a produtividade das plantações de espécies de Eucalyptus e Pinus, sem aumentar a pressão sobre os remanescentes de florestas nativas ou a quantidade de insumos químicos, existem várias estratégias de caráter biotecnológico. Uma delas é a inoculação das plantas com fungos ectomicorrízicos (fECM). Esses fungos beneficiam as plantas pelo aumento da captação de água e nutrientes e proteção contra fatores adversos. Essa prática exige, no entanto, o desenvolvimento de tecnologias de produção de inoculantes fúngicos. Demonstrou-se que é possível cultivar esses fungos em biorrreatores do tipo airlift, mas quando o micélio desses fungos é fragmentado, no início do processo de cultivo, ou na etapa final para veiculação do inoculante, ele perde grande parte de sua viabilidade. Nesse âmbito, este trabalho teve por principal objetivo identificar os metabólitos responsáveis por esse processo, através de técnicas de separação e análises cromatográficas, espectroscópicas e de infravermelho. Além disso, procurou-se investigar formas de atenuar esses efeitos e verificar a toxicidade desses metabólitos frente a outros microrganismos: Fusarium oxysporum, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus e Candida albicans, através de testes em meio de cultura. Estudou-se se a manutenção do pH e a adição de carvão ativo influenciavam o crescimento desses fungos em meio líquido. Além disso, investigou-se o efeito da adição de ácido ascórbico e de oxigênio na viabilidade de suspensões Micelianas. Para esses estudos foram utilizados quatro isolados de fungos ctomicorrízicos: dois Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116 e UFSC-Pt188), de eucalipto, um isolado de Scleroderma sp (UFSC-Sc42) e um de Rhizopogon nigrescens (UFSC-Rh90), ambos de pínus. Por último, equipou-se um biorreator airlift com um sistema de controle da vazão de ar, de pH e de oxigênio dissolvido, instalou-se um software gerenciador, e realizou-se um cultivo controlado do isolado UFSC-Rh90. Nestes estudos, observou-se que a incorporação de carvão ativo em meio líquido, em frascos estáticos, aumentou a produção de biomassa pelo isolado UFSC-Pt116, mas não pelos isolados UFSC-Pt188, UFSC-Rh90 e UFSC-Sc42. Porém, a adição de carvão ativo à suspensão miceliana do isolado UFSCPt116 manteve a viabilidade do micélio por até 7 dias após a fragmentação, ao passo que a suspensão com ácido ascórbico manteve-se viável somente 48 h. A retirada do oxigênio na suspensão de micélio fragmentado evitou a oxidação de lipídeos, mas não aumentou a viabilidade. Não houve efeito benéfico da manutenção do pH no crescimento dos fungos. Para o isolado UFSC-Pt188 ficou claramente demonstrado que a maior produção de biomassa foi acompanhada pela maior variação de pH do meio. Os isolados UFSC-Rh90 e UFSC-Sc42 não formaram metabólitos inibidores não voláteis, quando cultivados em meio sólido. O filtrado de cultura do isolado UFSC-Pt188 não apresentou toxicidade ao fitopatógeno Fusarium oxysporum, nem ao próprio fungo, nas diferentes concentrações testadas. Em confrontação direta, o isolado UFSC-Rh90 inibiu Fusarium oxysporum, tanto na presença quanto na ausência de carvão ativo. Já o isolado UFSC-Pt188 inibiu o fitopatógeno apenas na ausência de carvão. Os metabólitos extracelulares dos isolados UFSCRh90 e UFSC-Sc42 não apresentaram toxicidade contra os microrganismos testados (bactérias e Candida albicans). Porém, a fração aquosa resultante da extração dos metabólitos intracelulares do isolado UFSC-Sc42, embora não tenha apresentado toxicidade contra o próprio fungo nem contra o fitopatógeno, foi tóxica para Staphylococcus aureus. A fração de acetato de etila apresentou toxicidade contra o próprio fungo. As análises das frações intra e extracelulares, através da espectroscopia de infravermelho, revelaram bandas de absorção características de ácidos graxos, ésteres, fenóis e carboidratos. O cultivo controlado do isolado UFSC-Rh90, após instrumentalização do biorreator airlift, foi considerado eficiente, pois proporcionou alta produtividade e alta conversão. Os dados obtidos, analisados por um software específico, permitiram uma melhor compreensão do cultivo e representarão uma importante ferramenta para o desenvolvimento de técnicas de produção de inoculantes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 272109.pdf: 1570469 bytes, checksum: 7effe9280e9c724b057fad4840bf8cfe (MD5) / Atualmente existe uma grande demanda por ferramentas que permitam a análise de redes de água de uma maneira prática e objetiva. Nos cenários modernos as indústrias químicas, petroquímicas, têxteis e de papel e celulose consomem grandes quantidades de água e precisam fazê-lo de maneira cada vez mais racional, à medida que a água torna-se um recurso natural cada vez mais escasso. A metodologia do Diagrama de Fonte de Água (DFA) é uma alternativa flexível e dinâmica para gerar cenários viáveis para o gerenciamento das redes de água com redução do consumo de água. O DFA é utilizado com sucesso para orientar a busca de soluções que minimizem o consumo de água em problemas reais, viabilizando a utilização de reúso industrial, com ou sem processos regenerativos, mono ou multicontaminantes. O desenvolvimento de uma metodologia de otimização, que parta da solução apresentada pelo DFA e avance no sentido de verificar a qualidade da resposta obtida, deve trazer uma sistematização para avaliar condições operacionais complexas, onde mesmo a obtenção de uma solução viável para o problema já é um desafio. Neste trabalho é estudada a implementação do DFA em um processo de regeneração diferenciada, tratando de maneira objetiva e sistêmica a operação de um processo químico de interesse. São estudadas as possibilidades de máximo reúso de água e a regeneração diferenciada, visando minimizar a vazão de efluente a ser tratado e o custo global da rede. No estudo de caso 1 é verificado que o valor de mínima vazão regenerada relatada na literatura (77,05 t.h-1) representa um custo de U$ 693.705,49, valor 9,61% superior ao calculado com a utilização do DFA. Utilizando o software GAMS, foi possível obter uma redução de custo de 16,33%, com uma vazão de regeneração de 79,05 t.h-1. No estudo de caso 2, a partir da solução proposta no nível de mínimo custo, têm-se uma elevação de custo de 19,4 % para uma redução de vazão regenerada de 2,7%. Nos resultados relatados é possível identificar claramente que, na maioria das situações de processo, deve haver uma conciliação entre os interesses de mínimo custo e mínima vazão de efluente a ser regenerada durante o dimensionamento e operação dos equipamentos. / Currently there is a great demand for tools that allow the analysis of water nets in a practical and objective way. In the modern scenes the chemical, petrochemical, textile and of paper and cellulose industries consume great amounts of water and need to make it in more rational form, because that the water becomes a scarcer natural resource. The methodology of the Water Source Diagram (WSD) is a flexible and dynamic alternative to generate viable scenes for the management of the water nets with reduction of the water consumption. The WSD is used successfully to guide the search for alternatives that minimize the water consumption in real problems, making possible the use of industrial reuse, with or without regenerative processes, with mono or multiple contaminants. The development of an optimization methodology, that begins with the solution presented for the WSD and advances in the direction to verify the quality of the solution, must bring a systematization to evaluate complex operational conditions, where the attainment of a viable solution for the problem already is a challenge. In this work the implementation of the WSD in a process of differentiated regeneration is studied, treating in objective and systemic way the operation of a chemical process of interest. The possibilities of maximum reuse of water and differentiated regeneration are studied aiming to minimize the total flow of wastewater being treated inside the treatment units and the global net cost. In the study of case 1 it is verified that the value of minimum outflow regenerated told in literature (77.05 t.h-1) represents a cost of U$ 693 705.49, value 9.61% superior to the one calculated using the WSD. Using software GAMS it was possible to get a cost reduction of 16.33%, with a regeneration wastewater flow of 79.05 t.h-1. In the study of case 2, from the solution proposal in the level of minimum cost, it was obtained a rise of cost of 19.4% for a reduction of regenerated wastewater flow of 2.7%. Considering these results, it is possible to identify clearly that, in the majority of the process situations, must have conciliation between the interests of minimum cost and of minimum regeneration wastewater flow during the design and operation of the equipment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:37:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266734.pdf: 3768760 bytes, checksum: 51f9a9ae6e4054eec36334abeecd7073 (MD5) / O agente de desinfecção mais comumente utilizado tanto na produção de água potável como em plantas de tratamento de efluentes é o cloro e seus compostos relacionados, como hipoclorito de sódio e de cálcio. Devido à formação dos subprodutos da desinfecção, têm-se buscado novas alternativas de processos com esta finalidade. Nos recentes anos, os processos de oxidação avançada têm merecido destaque entre os processos de degradação de contaminantes orgânicos e desinfecção de águas e efluentes líquidos. Dentre os processos de oxidação avançada, os processos catalíticos em fase homogênea ou heterogênea são aqueles que combinam um oxidante forte, como ozônio ou peróxido de hidrogênio, e um catalisador metálico ou de óxido metálico, para a geração de radicais livres oxidantes, capazes de decompor não seletivamente inúmeros compostos dissolvidos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação de filtração granular adsortiva e peroxidação catalítica para obtenção de água potável, utilizando catalisadores heterogêneos à base de óxidos metálicos. Ensaios pilotos de filtração granular adsortiva foram realizados e dois tipos de carvões e um tipo de zeólita natural foram avaliados. Um dos carvões, que possui aderido a sua superfície óxidos e hidróxidos de ferro, e a zeólita natural foram avaliados como catalisadores na peroxidação catalítica em leito fixo. Neste processo, foi avaliada a influência do tempo de residência, do diâmetro de partícula do catalisador e da dosagem de peróxido de hidrogênio. Foi avaliado o comportamento do sistema na ampliação de escala para o carvão testado e os custos envolvidos na aplicação de ambos os sólidos. Foi avaliada a capacidade adsortiva e a cinética de adsorção da bactéria E.coli sobre os sólidos, bem como a cinética de desinfecção da bactéria em reatores descontínuos utilizando uma solução sintética de E.coli ATCC 25922 livre de interferentes. Na aplicação na filtração granular adsortiva o sólido que apresentou melhores resultados foi a zeólita, seguida dos carvões. Na aplicação de oxidação catalítica utilizando o carvão que possui óxidos de ferro impregnados a sua superfície, a vazão de água aplicada foi o fator mais significante para o processo, a melhor condição experimental foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 60mg/L. O diâmetro de partícula do carvão não influenciou na eficiência de remoção de coliformes totais e fecais. O sistema apresentou estabilidade em 24 horas de operação e os resultados foram reproduzidos na ampliação de escala. Na aplicação da zeólita em leito fixo combinada com peróxido de hidrogênio, a melhor condição operacional foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 50mg/L. A zeólita apresentou capacidade adsortiva para a bactéria E.coli, sendo o equilíbrio de adsorção descrito pelo modelo de Freundlich. No estudo cinético de adsorção, os dados experimentais ajustaram-se ao modelo de adsorção de pseudo-segunda ordem. Quando utilizada a mesma instalação, os custos envolvidos na aplicação de zeólita e um dos carvões em leito fixo combinados com peroxidação para obtenção de água potável, foram de R$ 1,70 e R$ 0,29 por metro cúbico tratado, respectivamente. Esta diferença é resultado das características operacionais dos sistemas, quando aplicados os diferentes sólidos. Os resultados obtidos indicaram que ambos os sólidos podem ser utilizados no processo de obtenção de água potável, que nas condições experimentais otimizadas atenderam aos parâmetros de potabilidade estipulados na Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde. The disinfecting agent must commonly used both in the production of potable water as well as in effluent treatment plants is chlorine and its related compounds, such as sodium hypochlorite and calcium hypochlorite. Due to the formation of subproducts of disinfection, new alternatives of processes with this purpose have been sought for. In recent years, the processes of advanced oxidation have merited highlighting among the processes of degradation of organic contaminants and water and wastewater disinfection. Within the processes of advanced oxidation, the catalytic processes in a homogeneous or heterogeneous phase are those that combine a strong oxidant, such as ozone or hydrogen peroxide, and a metallic or metallic oxide catalyzer for the generation of free radical oxidants, capable of non-selective decomposition of innumerable dissolved compounds. The objective of the present study was evaluate the application of adsorptive granular filtration and catalytic peroxidation for obtaining potable water, using heterogeneous catalyzers with a metallic oxide base. Pilot trials of adsorptive granular filtration were undertaken and two types of carbon media and one type of natural zeolite were evaluated. One of the carbon media, which has oxides and iron hydroxides bound to its surface, and a natural zeolite were evaluated as catalyzers in the catalytic peroxidation in a fixed bed. In this process, the influence of residence time, the particle diameter of the catalyzer and the dosage of hydrogen peroxide were analyzed. The behavior in the scale amplification of the system for the carbon media tested and the costs involved in the application of both solids were evaluated. The adsorptive capacity and the kinetics of adsorption of the bacteria E.coli on the solids was evaluated, as well the kinetics of disinfection of bacteria in discontinuous reactors using a synthetic solution of E.coli ATCC 25922 free of interferents. In application in adsorptive granular filtration, the solid that presented the best results was zeolite, followed by the carbon media. In the application of catalytic oxidation using the carbon media, which has iron oxides impregnated on its surface, the inlet flow of water applied was the most significant factor for the process; the best experimental condition was in time of residence of 2 minutes and dosage of hydrogen peroxide of 60mg/L. The particle diameter of the carbon media did not have an influence on the efficiency of removal of total and fecal coliforms. The system presented stability in 24 hours of operation and the results were reproduced in amplification of scale. In application of the zeolite in a fixed bed combined with hydrogen peroxide, the best operational condition was in the time of residence of 2 minutes and a dosage of hydrogen peroxide of 50mg/L. The zeolite presented adsorptive capacity for the E.coli bacteria, with the adsorption equilibrium being described by the Freundlich model. In the kinetic study of adsorption, the experimental data were adjusted to the model of adsorption of pseudo- second order. When the same installation was used, the costs involved in the application of zeolite and one of the carbon media in a fixed bed combined with peroxidation for obtaining potable water were of R$ 1.70 and R$ 0.29 per cubic meter treated respectively. This difference is a result of the operational characteristics of the systems, when the different solids are applied. The results obtained indicated that both solids may be used in the process of obtaining potable water, which in the optimized experimental conditions met the potability parameters stipulated in Government Directive no. 518/2004 from the Ministry of Health.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262651.pdf: 1287357 bytes, checksum: 0bfaaf977f6e2e1112024d803721465e (MD5) / Os efluentes gerados nos mais diversos segmentos de indústrias contêm uma série de compostos orgânicos e, dentre eles, substâncias químicas altamente perigosas, os chamados compostos persistentes de difícil degradação, também conhecidos como recalcitrantes, altamente prejudiciais ao meio-ambiente e que apresentam elevada toxicidade e bioacumulação. Esses compostos não são degradados nos sistemas de tratamento biológico normalmente aplicados nas indústrias, o que faz com que seja de fundamental importância que as indústrias busquem formas de melhorar a qualidade de seus efluentes por meio de modificações no processo ou nos sistemas de tratamento utilizados. Os processos de oxidação química e oxidação avançada têm se destacado como forte alternativa para o tratamento desses efluentes que contêm compostos persistentes. No presente trabalho, o efluente de estudo foi originário de um incubatório de aves e contém uma série de compostos persistentes. Numa primeira etapa, o efluente foi caracterizado e submetido a diferentes tipos de tratamento físico-químicos, como a coagulação-floculação, Fenton, foto-Fenton e foto-peroxidação. Dentre os processos investigados, o tratamento do efluente pelo processo foto-Fenton foi o que se mostrou mais adequado, resultando nas melhores eficiências de remoção de matéria orgânica, de aproximadamente 92% DQO. Posteriormente, o efluente foi submetido a análises de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC/MS), onde a presença de compostos persistentes foi investigada. Dentre os compostos detectados, confirmou-se a presença no efluente de um composto organoclorado, o pesticida imazalil, que é um fungicida utilizado nas atividades de limpeza da indústria, sobre o qual não há dados na literatura relacionados ao seu tratamento e degradação, sendo, portanto, definido como composto alvo desta etapa do trabalho. A cinética de degradação do pesticida imazalil pelo processo de oxidação avançada, foto-Fenton foi estudada. Paralelamente, investigou-se o tratamento do imazalil pelo processo de ozonização, em uma faixa de pH determinada, onde tert-butanol (t-BuOH) foi utilizado como agente seqüestrante de radicais hidroxilo, para que se pudesse avaliar a ação do ataque direto do ozônio molecular sobre o imazalil. Procederam-se, para ambos os processos, aos estudos de investigação, detecção e identificação dos produtos de degradação resultantes desses processos oxidativos, pelo emprego de LC/MSn (cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas tandem), bem como a avaliação da toxicidade causada por eles. Para cada processo detectou-se a presença de quatro produtos de degradação, antes desconhecidos, cujas estruturas foram elucidadas. As análises de toxicidade resultaram em um decréscimo na toxicidade no decorrer de ambos os tratamentos, indicando que os produtos de degradação formados não são mais tóxicos que sua molécula original, o imazalil. O presente trabalho resultou em uma importante contribuição por apresentar opções de tratamento para efluentes que contêm compostos persistentes, e em especial pelo estudo de degradação do pesticida imazalil, composto não estudado até então e, identificação de produtos de degradação originados nesses tratamentos, antes desconhecidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:21:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os óleos essenciais fazem parte do cotidiano das pessoas em diversos produtos: alimentos, cosméticos, perfumes e medicamentos. São ingredientes naturais, obtidos a partir da extração de matérias-primas vegetais, amplamente utilizados em diversos setores industriais. Muitas vezes são elementos que diferenciam e agregam valor aos produtos no mercado. Este trabalho tem como objetivos entender a dinâmica de inserção de novos óleos essenciais no mercado e avaliar a importância do uso de tecnologias avançadas de extração na agregação de valor destes óleos. A estratégia de investigação adotada nesta pesquisa foi a de múltiplos métodos consistindo de: análise documental; entrevistas direcionadas com profissionais de pequenas, médias e grandes empresas, e com especialistas da área que atuam em associações e universidades; estudo de caso do óleo de patchouli, extraído por hidrodestilação e extração supercrítica com dióxido de carbono. Os óleos obtidos foram analisados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas e avaliados olfativamente por um perfumista profissional. O estudo de caso do patchouli mostrou que nem sempre os especialistas consideram que uma inovação tecnológica de processo possa ser fator determinante para desencadear uma inovação de produto ao consumidor. Os resultados demonstraram que somente o aporte tecnológico não é suficiente para a inserção de um novo óleo essencial no mercado. No entanto, ficou claro que a tendência destes setores é valorizar produtos que possam apresentar algum indicador valioso nos dias atuais, como sustentabilidade nos processos envolvidos no cultivo de plantas e nos processos produtivos e ausência de elementos contaminantes. Nesse sentido, destaca-se o potencial do processo de extração com fluido supercrítico na obtenção de produtos de alta qualidade. / Essential oils are part of everyday life in various products: foods, cosmetics, perfumes and medicines. They are natural ingredients, derived from the extraction of raw vegetables, widely used in various industrial sectors. Often are elements that differentiate and add value to products on the market. This research aims to understand the dynamics of adding new essential oils on the market and evaluate the importance of the use of advanced extraction technologies in the aggregate value of these oils. The strategy adopted in this research consists of multiple methods: document analysis; targeted interviews with professionals in small, medium and large companies and experts who work in associations and universities; a case study of oil of patchouli, extracted by hydrodistillation and carbon dioxide supercritical extraction. The oils were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry and evaluated by professionals. The patchouli case study showed that not always the experts believe that a technological innovation process can be a determining factor to trigger an innovation of product. The results showed that only the technological support is not enough for the insertion of a new essential oil on the market. However, it became clear that the trend in these sectors today is to value products that can provide some valuable indicator, such as sustainability in the processes involved in growing plants and the production process and the absence of contaminants. In this sense, we highlight the potential of the supercritical fluid extraction (SFE) to obtain high quality products.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O óleo essencial de patchouli é um importante insumo para as indústrias de perfume e cosméticos, devido à presença do patchoulol que apresenta propriedades fixadoras. No entanto, recentes pesquisas demonstraram que outro componente, o a-bulneseno, possui propriedades farmacêuticas que promovem a diminuição da formação de trombose. Uma vez que a extração do óleo essencial de patchouli com dióxido de carbono supercrítico (scCO2) promove um maior rendimento e uma melhor qualidade ao óleo quando comparada a destilação por arraste a vapor, o presente trabalho buscou desenvolver uma tecnologia capaz de fracionar o óleo essencial de patchouli em meio supercrítico, visando obter duas frações: uma mais concentrada em patchoulol, e outra mais concentrada em a-bulneseno, além de propor uma separação do óleo visando à regeneração e recirculação do CO2. Para alcançar estes objetivos foram avaliadas duas tecnologias de separação: a separação com membranas e a cromatografia supercrítica. No processo de separação com membranas foram utilizadas as membranas comerciais modelos NF, NF-90 e BW-30 (Filmtec, Dow) e a membrana preparada em laboratório modelo Teflon®. Os resultados obtidos demonstraram que o processo de separação com membrana não proporcionou uma seletividade frente à separação dos componentes do óleo. No entanto, a 100 bar, 32°C e .P de 10 bar, as membranas BW-30 e Teflon® apresentaram índices de retenção do óleo superiores a 0,90 e um bom fluxo permeado na presença do óleo, possibilitando a aplicação das mesmas nos processos de regeneração e recirculação do CO2 com queda mínima de pressão (10 bar). Por outro lado, o processo de cromatografia supercrítica em escala analítica a 100 bar, 32°C, fluxo de 2,0 mL/min e 10% de concentração de etanol permitiram separar os principais componentes do óleo, obtendo duas frações: a primeira rica em a-bulneseno (17,20%), e a segunda rica em patchoulol (72,84%). Portanto, através do presente trabalho, pode-se propor a utilização da cromatografia supercrítica para o fracionamento do óleo de patchouli e a separação com membranas para a retenção do óleo visando a recirculação do CO2. / The patchouli essential oil is an important insume for perfume and cosmetic industries, due to the presence of patchoulol which presents fixatives properties. However recent researches have demonstrated that another component, the a-bulnesene, has pharmaceutical properties which provide a decrease in thromboxane formation. Once the extraction of patchouli essential oil with supercritical carbon dioxide (scCO2) provides a higher yield and a better quality of oil comparing to the steam distillation, the present work sought to develop a technology able to fractionate the patchouli essential oil in supercritical media, seeking to get two fractions: one more concentrated in patchoulol, and the other more concentrated in a-bulnesene, and also propose a separation of oil seeking the regeneration and recirculation of CO2. To reach these objectives, two separation technologies were evaluated: the separation with membrane and the supercritical chromatography. In the separation process with membrane were used the commercial membranes, models NF, NF-90 and BW-30 (Filmtec, Dow) and a membrane prepared in laboratory, model Teflon®. The results had demonstrated that the separation process with membrane did not provide a selectivity front to the separation of the components of the oil. However, at 100 bar, 32°C and .P of 10 bar, the membranes BW-30 and Teflon® had presented retention indexes of oil above 0,90 and a good permeate flow in the oil presence, making possible the application of those membranes in the processes of regeneration and recirculation of CO2 with minimum fall of pressure (10 bar). On the other hand, the supercritical chromatography process in analytical scale at 100 bar, 32°C, flow of 2,0 mL/min and 10% of ethanol concentration had allowed to separate the mains components of the oil, getting two fractions: the first one rich in a-bulnesene (17,20%), and the second one rich in patchoulol (72,84%). Therefore, through the present work, can be proposed the use of supercritical chromatography for the fractionation of patchouli oil and the separation with membranes for the retention of oil seeking the recirculation of CO2.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T00:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285734.pdf: 7367595 bytes, checksum: 35a506f19d93b6a216a00611654cde45 (MD5) / A indústria de alimentos consome grande quantidade de água potável e, com o aumento da população, advém maior demanda por produtos manufaturados e, conseqüentemente, aumenta também o consumo de água potável. O reúso de água em indústrias é uma ótima alternativa para a preservação de água fresca e, para isso, novas tecnologias de tratamento de águas têm sido propostas. O objetivo principal deste estudo é a potabilização do efluente secundário (após tratamento secundário de lodo ativado) de uma agroindústria para reúso potável indireto, utilizando uma combinação de tratamentos avançados de água. Foram testadas diversas tecnologias de tratamento, sendo avaliada a porcentagem de remoção dos contaminantes e/ou realizado o estudo cinético desta remoção/degradação. Os processos avaliados foram: microfiltração, filtração com carvão ativado, ultrafiltração, ultravioleta, processos oxidativos avançados (POA O3/UV, O3/H2O2 e UV/H2O2), ozonização e fotoredução catalítica de nitrato a nitrogênio (POA heterogêneo TiO2). Os estudos de remoção e/ou cinética foram feitos para cor, turbidez, coliformes totais, UV254, nitrato e um microcontaminante, o antibiótico eritromicina. Para este antibiótico macrolídeo, foram identificados e divulgados pela primeira vez seus produtos primários de oxidação via ozonização e POAs O3/UV, O3/H2O2 e UV/H2O2. Dentre as combinações testadas para o tratamento de efluente real, a microfiltração seguida de POA UV/H2O2 foi a que atingiu qualidade de água potável, exceto pela concentração de nitrato. Para adequar a qualidade da água, foi aplicado após microfiltração, o processo fotocatalítico heterogêneo com TiO2, visando a fotoredução de nitrato. Além de puro TiO2, foram preparados e caracterizados novos catalisadores pela fotodeposição de zinco, cromo ou cobre. O melhor catalisador para a fotoredução de nitrato foi o Zn-TiO2, utilizando-se a dosagem de 1 g L-1. Um modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood foi proposto para descrever a cinética de fotorredução de nitrato na presença de ácido fórmico em solução aquosa e em um efluente real do frigorífico. / The food industry consumes large amounts of water. With increased population the demand for manufactured goods increases and, consequently, consumption of drinking water also increases. Water reuse in industries is a great alternative to the preservation of fresh water. The main goal of this study is to treat, by advanced treatments, a secondary effluent (after secondary treatment activated sludge) from a slaughterhouse in order to provide reclaimed water with drinking water quality for industrial reuse. Several treatments were tested being evaluated the removal percentage of contaminants and/or carried out the kinetic study of removal/degradation. The main treatments tested were: microfiltration, filtration with activated carbon, ultrafiltration, ultaviolet, advanced oxidation processes (AOP O3/UV, O3/H2O2 and UV/H2O2), ozonation and photocatalytic reduction of nitrate to nitrogen (POA heterogeneous TiO2). The removal and/or kinetics studies were carried out for color, turbidity, total coliform, UV254, nitrate and a micropollutant, the antibiotic erythromycin. For this macrolide antibiotic, the primary degradation products by O3, O3/UV, O3/H2O2 and UV/H2O2 treatments were identified and published for the first time. Among the combinations tested, microfiltration followed by AOP UV/H2O2 provides reclaimed water with drinking water quality, except for the concentration of nitrate. To address this question, the combination of microfiltration followed by POA heterogeneous TiO2 was applied. POA TiO2 was carried out to photoreduce nitrate into nitrogen. In addition to pure TiO2, new catalysts were prepared by photodeposition of zinc, copper and chrome. All catalysts were characterized. The best catalyst for the nitrate photoreduction was the Zn-TiO2 at a concentration of 1 g L-1. A Langmuir-Hinshelwood kinetic model was proposed to describe the kinetics of nitrate photoreduction in presence of formic acid in aqueous and in real wastewater.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281901.pdf: 3066659 bytes, checksum: b3c95b3c6020f60aeb724c8dc74f3b21 (MD5) / A produção de suínos tem grande papel sócio-econômico para região oeste do estado de Santa Catarina bem como para o país. Um sinal de tal crescimento são os investimentos na tecnificação do manejo animal, da produção, controle sanitário e melhorias genéticas nos plantéis. Porém, até a última década não se deu importância ao controle ambiental dos sistemas produtivos, ocasionando graves impactos ao meio ambiente, que acabaram por se tornar o maior entrave para a expansão da cadeia produtiva na região. O problema das águas residuárias da suinocultura reside em dois aspectos principais: o grande volume de efluente gerado e a concentração elevada de nutrientes, como o nitrogênio. Portanto, a busca por alternativas para minimizar o impacto causado pelos efluentes gerados na produção de suínos tem sido foco de pesquisas recentes no Brasil e no mundo, principalmente relacionadas à remoção de nitrogênio. O nitrogênio presente nos efluentes da suinocultura está quase que na totalidade sob forma de NH3 e N-orgânico. Existem inúmeras alternativas para remoção de nitrogênio de efluentes. Entre elas esta o processo de nitrificação/desnitrificação que, além de remover nitrogênio na forma de N2, também remove grandes quantidades de carbono orgânico dos efluentes. Portanto, o objetivo deste trabalho foi dar partida, operar, monitorar e otimizar a operação de um sistema de nitrificação/desnitrificação baseado no processo MLE (Modified Ludzack-Ettinger). O sistema consistiu de dois reatores em série, contínuos e de mistura completa, o primeiro um reator anóxico (desnitrificante) seguido de um aeróbio (nitrificante), onde se efetuou o retorno do nitrato produzido no reator nitrificante para o reator desnitrificante. O trabalho foi dividido três fases. Na primeira foi otimizada a taxa de retorno de nitrato + lodo (RT) e na segunda e terceira etapas foi otimizada a LNT (carga volumétrica de alimentação de nitrogênio) através da diminuição do TRH do sistema. Deste modo, na fase I a RT ótima encontrada foi de 5,5:1 atingindo eficiência de remoção de nitrogênio de 88%. Posteriormente, nas fases II e III a carga ótima de alimentação de NT foi de 0,41 g L-1 d-1 e de COT foi de 13,5 g L-1 d-1 com TRH de 3,5 d. As eficiências do sistema nas fases II e III foram 96,4% de remoção de COT e 90,3% de remoção de NT. / The swine production has great socio-economic role for west of the state of Santa Catarina as well as for the country. One sign of this growth are investments in technological improvement of animal management, production, sanitary control and genetic improvements. However, until the last decade it was not given importance to the environmental control of production systems, causing serious environmental impacts, which eventually becomes the biggest obstacle to the expansion of the productive chain. The problem of swine wastewater lies in two main aspects: the large volume of waste generated, and the high concentration of nutrients such as nitrogen. Therefore, the search for alternatives to minimize the impact caused by the effluents generated in the swine production has taken the focus of recent research in Brazil and in the world, mainly related to nitrogen removal. The nitrogen in the swine manure occur almost entirely as NH3 and organic nitrogen. There are numerous alternatives for nitrogen removal from swine manure. Among them is the nitrification/denitrification process hat, in addition to removing nitrogen in the form of N2, also removes large amounts of organic carbon in effluents. Therefore, the objective of this study was, to start-up, monitor and optimize the operation of a system on the nitrification/denitrification based in MLE (Modified Ludzack-Ettinger). The system consisted of two reactors in series, continuous and complete mixing, the first anoxic reactor (denitrifying) followed by an aerobic reactor (nitrifying), where it took the return of the nitrate produced in the nitrifying reactor to the denitrifying reactor. The work was divided into three phases. The first was the optimum rate of return of nitrate + sludge (RT) and the second and third phases was optimized nitrogen loading rate (LNT) by reducing the HRT system. Thus, in phase I the optimal RT was found 5.5:1, achieving the efficiency of nitrogen removal of 88%. Later in the stages II and III the optimum NT loading rate was 0.41 g L-1 d-1 and TOC was 13.5 g L-1 d-1, with HRT of 3.5 d. The efficiencies of the system in phases II and III were 96.4% removal of TOC and 90.3% removal of NT.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277394.pdf: 3434968 bytes, checksum: 7619623bf18a1a98673c0f49b310f62b (MD5) / Nanopartículas poliméricas, tais como nanocápsulas e nanoesfe-ras, apresentam grande potencial de aplicação em diversas áreas, como por exemplo, na liberação controlada de fármacos. Para tanto, diversas técnicas para obtenção de nanopartículas poliméricas podem ser aplica-das. Entretanto, o processo de polimerização em miniemulsão apresenta diversas vantagens, entre elas, a encapsulação de compostos hidrofóbi-cos em apenas uma etapa. Dessa forma, este trabalho propõe o estudo da polimerização em miniemulsão de acetato de vinila a 70oC aplicando-se diferentes agentes hidrofóbicos para retardar a degradação difusional, tais como Miglyol 812, óleo de castanha do Pará e hexadecano. Para aumentar a estabilidade da miniemulsão contra coalescência, diferentes surfatantes e procedimentos de adição destes foram avaliados. Os surfa-tantes aplicados apresentam valores distintos de balanço hidrofílico-lipofílico, HLB, sendo a lecitina, surfatante hidrofóbico e Tween 80, hidrofílico. A combinação destes surfatantes apresenta resultados satis-fatórios na obtenção de nanopartículas estáveis. Adicionalmente, foi estudado o efeito de diferentes iniciadores, tais como 2,2'-azo-bis-isobutironitrila e peróxido de potássio. Os resultados obtidos evidenciam que a cinética da reação depende fortemente do tipo de iniciador aplica-do. O uso de um estabilizador polimérico também foi avaliado, diversos tipos de poli(álcool vinílico) com diferentes graus de hidrólise e massa molar foram aplicados. A concentração ótima de estabilizador poliméri-co foi encontrada, sendo que acima desta, observou-se a formação de agregados de poli(álcool vinílico). Análises por microscopia eletrônica corroboram tais resultados. Com objetivo de aumentar a resistência me-cânica do polímero, monômero trifuncional foi aplicado. Análises de teor de gel comprovaram que o mesmo reticula o poli(acetato de vinila) satisfatoriamente. Finalmente, a encapsulação de progesterona em nano-partículas poliméricas foi realizada adicionando-se o hormônio na for-mulação da miniemulsão. Os resultados obtidos revelam que a polimeri-zação de acetato de vinila em miniemulsão se apresentou versátil na encapsulação de componentes hidrofóbicos em apenas uma etapa.