Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290723.pdf: 1515822 bytes, checksum: 43b8c161e2247e9ce9cf9bf1cc02d9df (MD5) / O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência das condições de cultivo da erva-mate no teor de compostos de interesse comercial (cafeína, teobromina, fitol, esqualeno, vitamina E e estigmasterol) obtidos por extração com dióxido de carbono a altas pressões. Inicialmente investigou-se a influência das condições de operação empregadas nas extrações de amostras de erva-mate com 6 meses de idade da folha. As variáveis estudadas foram: temperatura de 20 a 40 oC e pressão de 100 a 250 atm. Posteriormente foram investigadas as condições de cultivo: intensidade de luz (expostas ao sol ou sombreadas), época de colheita (inverno ou verão) e idade das folhas (6, 12 e 18 meses). A quantificação dos compostos foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. A extração de erva-mate realizada a 40 oC e 100 atm proporcionou o menor rendimento de extrato entre todas as condições avaliadas, em contrapartida, gerou extrato com maiores concentrações de todos os compostos estudados (no caso da cafeína foi observado aumento de cerca de 350 % em seu teor). As condições de cultivo também exerceram grande influência sobre o rendimento e concentração dos compostos avaliados. Maiores rendimentos foram obtidos de amostras com 12 meses de idade das folhas, expostas a pleno sol e coletadas no período do inverno, enquanto que maiores teores de todos os compostos foram obtidos de amostra com 6 meses, cultivadas sob sombreamento e coletadas no inverno. As isotermas de solubilidade do extrato de erva-mate no dióxido de carbono permitiram identificar o ponto de transição próximo a 150 atm, sendo que abaixo desta pressão, maior eficiência do processo é obtida na temperatura de 20 oC, enquanto acima as extrações devem ser conduzidas a 40 oC. Os resultados mostram a eficiência do processo de extração da erva-mate com CO2 pressurizado e o efeito das condições de cultivo na potencialização dos teores dos compostos estudados no extrato. O modelo de Sovová (2005) ajustou-se adequadamente aos dados experimentais obtidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:20:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho visa a utilização do processo de polimerização em miniemulsão para a obtenção de um látex do copolímero de estireno/acrilato de n-butila (50/50) que já contenha partículas de fosfato de alumínio (AlPO4) na sua constituição. O principal objetivo da encapsulação do AlPO4 é de promover uma maior interação entre o material inorgânico e a matriz polimérica, melhorando desta forma as propriedades do sistema composto, com ênfase nas propriedades óticas. A técnica de polimerização em miniemulsão apresenta a vantagem das partículas inorgânicas poderem ser dispersas diretamente nas gotas de monômero, se tornando encapsuladas quando as gotas da miniemulsão são polimerizadas. A análise da composição química e da natureza de superfície das nanopartículas de AlPO4, medidas por XPS, EDX e FTIR, constatou a presença de hidroxilas na superfície. Na análise microestrutural, realizadas por meio de MEV e MET, observou-se a formação de aglomerados, explicado posteriormente pela grande área superficial das nanopartículas de fosfato de alumínio, de 48,5 m2/g, medida por BET. Foi também verificado que as nanopartículas de AlPO4 não apresentam estrutura mesoporosa e microporos. O tamanho médio das partículas/agregados foi determinado em torno de 210 nm por DLS e a massa específica real foi de 2,17 g/cm3. A estabilidade das miniemulsões de estireno/acrilato de n-butila foi avaliada por meio de centrifugação e foi observado que o aumento do tempo de sonificação implicou no menor diâmetro das gotas e os tempos de sonificação de 1 e 2 minutos, resultaram em gotas mais estáveis. A encapsulação do AlPO4 estabilizado com o Solsperse 36.000 mostrou ser efetiva com base nos resultados de gradiente de densidade, EDX e medida da razão de contraste do filme formado, que resultou em 39% para o látex contendo 5% p/p de AlPO4, estabilizado com 1% p/p de Solsperse 36.000. O tamanho médio e distribuição das partículas, medido por CHDF, resultou em uma média de (Dw)116 nm. Nanopartículas de AlPO4 funcionalizadas com trimetoxisilano propil metacrilato (MPTMS) em diferentes proporções (5%, 10% e 20%) foram também encapsuladas com sucesso em miniemulsão, entretanto medidas de razão de contraste para a amostra de 5% de MPTMS não revelou ganhos em opacidade quando comparada à amostra do copolímero padrão e amostra estabilizada com o Solsperse 36.000. Os resultados mostraram que o processo de polimerização em miniemulsão pode ser utilizado de maneira eficiente para promover a encapsulação de nanopartículas de AlPO4 em latexes poliméricos. / This work aims the use of the miniemulsion polymerization process as a route for the attainment of a copolymer latex made of styrene butyl nacrylate (50/50) that contains aluminum phosphate nanoparticles (AlPO4) in its constitution. The main objective of the AlPO4 encapsulation is to promote a better interaction between the inorganic material and the polymeric matrix, thus improving the properties of the system, with emphasis on the optical properties. The miniemulsion polymerization technique offers an apparent advantage in that the inorganic nanoparticles can be dispersed directly in the monomer droplets becoming encapsulated when the miniemulsion droplets are polymerized. The analysis of the chemical composition and the nature of the surface of the AlPO4 nanoparticles, measured by XPS, EDX and FTIR techniques, showed the presence of hydroxyls on the surface. Through the microstructural analysis, carried through MEV and MET, it was observed the formation of aggregates, explained later by the high specific surface area of the AlPO4 nanoparticles of 48.5 m2/g, measured by BET. It was also verified that the AlPO4 does not present mesoporous structure and has no micropores present. The average size of particles/aggregates of around 210 nm in water was measured by DLS. The found specific mass was of 2.17 g/cm3. The stability of styrene/butyl n-acrylate miniemulsion was evaluated by centrifugation and it was observed that the increase of the sonification time implied in the smaller diameter of the droplets and that the sonification times of 1 and 2 minutes resulted in the steadiest droplets. The encapsulation of AlPO4 stabilized with Solsperse 36,000 showed to be efficient based on the results of the density gradient column, EDX and contrast rate of the film formed; which resulted in 39% for the latex containing 5 wt% of AlPO4 and stabilized with 1 wt% of Solsperse 36.000. The average size and particles size distribution, measured by CHDF, showed an average (Dw) of 116 nm. The AlPO4 nanoparticles functionalized with 3-mercapto-propyltrimethoxy-silane (MPTMS) in different percentages (5%, 10% and 20%) were also encapsulated successfully by miniemulsion, however the contrast rate measures of the sample functionalized with 5% of MPTMS did not reveal to profits in opacity when compared to the sample of the standard copolymer stabilized with Solsperse 36,000. The results showed that the miniemulsion polymerization process can be used as an efficient way to promote the incorporation of the AlPO4 nanoparticles in the polymer latex.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:23:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290725.pdf: 2552106 bytes, checksum: 5198e6640e2c469ccae38613e718fb6b (MD5) / A busca por rotas alternativas de geração de energia e produtos comercialmente viáveis oriundos de resíduos agrícolas são fontes atuais de estudo. Um processo para desenvolver um material carbonoso ativado a partir da lixívia alcalina da cinza da casca do arroz foi proposto e discutido neste trabalho. O carvão ativo é um material carbonáceo quimicamente inerte, muito utilizado na indústria em diversas aplicações, como no tratamento de águas residuais, purificação de gases, geração de materiais antimicrobianos, etc. Na transformação da cinza da casca do arroz foram realizados procedimentos laboratoriais mecanoquímicos que visam a redução da sílica livre (quartzo), redução do teor de cinza além das impurezas que podem interferir no processo de ativação subseqüente. A amostra original e as frações obtidas através da realização de um peneiramento foram caracterizadas inicialmente quanto ao teor de cinzas, fluorescência de raios-X e difração de raios-X para avaliar sua composição e fases mineralógicas constituintes. A fração que obteve menor porção de sílica em sua composição foi utilizada como precursor na ativação química das amostras posteriores por apresentar uma melhor eficiência no processo. O ácido fosfórico foi o agente oxidante eleito e este foi utilizado em quatro proporções diferentes (relação massa de cinza: H3PO4): 1:2, 1:4, 1:8 e 1:12 sob três temperaturas de ativação: 80°C, 120°C e 180°C. Estas amostras ativadas foram caracterizadas quanto ao teor de cinza e número de iodo. Uma proporção de massa:ácido foi eleita como ideal diante dos resultados obtidos, e este carvão ativado foi analisado quanto a sua química de superfície (FTIR), área superficial (BET), porosidade e análise de imagem através da microscopia eletrônica de varredura sendo comparado à amostra original para que o processo de transformação desta matriz carbonosa fosse elucidado e o entendimento alcançado com sucesso. / The search for new routes to alternative energy generation and commercially viable products derived, from agricultural waste, are sources of current study. A process to develop an activated carbonaceous material, from the alkaline digestion of rice husk ash, was proposed and discussed in this paper. The charcoal is a carbonaceous material chemically inert, widely used in industry in various applications, such as wastewater treatment, gas purification, generation of antimicrobial materials, etc. The transformation of rice husk ash were performed by mechanochemical laboratory procedures that aimed at reducing the silica (quartz), reducing the ash content and the impurities that can interfere in the subsequent activation process. The original sample and the fractions, obtained by conducting an initial bolting, were characterized as the ash content, X-ray fluorescence and X-ray diffraction to assess their mineralogical composition and phase constituents. For the future, fractions of samples that had lower portion of silica in its composition were used as precursor in the chemical activation. Phosphoric acid is the oxidizing agent elected and this was used in four different proportions (mass ratio of ash: H3PO4): 1:2, 1:4, 1:8 and 1:12 in three activation temperatures: 80 °C, 120 ºC, and 180 °C. These samples were characterized by activated ash content and iodine number. According to the results a proportion of mass ratio of ash: acid was chosen as an ideal. This activated carbon was examined for its surface chemistry (FTIR), surface area (BET), porosity and image analysis by scanning electron microscopy which were compared to the original sample so that the transformation of carbonaceous matrix was elucidated with more clarity and understanding reached with success.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290726.pdf: 6206326 bytes, checksum: 858e45511313c3534e62f2b4a7680417 (MD5) / As implicações econômicas e ambientais do desequilíbrio causado por despejos de efluentes com altas concentrações de nitrogênio em corpos receptores levam à necessidade de soluções eficientes na remoção deste poluente. Neste sentido, novos processos biológicos vêm sendo estudados. Os processos de remoção via nitrito ganham cada vez mais destaque, tendo em vista a redução da demanda de carbono e do suprimento de oxigênio necessários. Um dos fatores limitantes deste tipo de processo é a remoção ou inibição das Bactérias Oxidadoras de Nitrito (BON) enquanto as Bactérias Oxidadoras de Amônia (BOA) permanecem em plena atividade. O objetivo deste trabalho é propor uma forma de seleção dos microrganismos de interesse partindo de uma biomassa heterogênea e, a partir disso, verificar o comportamento desta biomassa na remoção de altas concentrações de nitrogênio amoniacal. O lodo coletado, a cada novo ensaio, na Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) do município de Florianópolis-SC, passou por um processo de lavagem em que o reator foi operado de forma continua, sem retenção de células. Altas vazões de alimentação foram aplicadas, utilizando-se meio sintético com cerca de 500 mg N-NH4.L-1. Ao se chegar a uma concentração próxima a 1 g SST.L-1 o reator passou a ser operado como SBR e se seguiam vários ciclos de alimentação. Durante todo período de operação a temperatura, aeração e agitação eram controladas em 35°C, 1VVM e 400 rpm, respectivamente. O pH foi mantido em 7,5 através do controle automático com uma bomba ácido/base. Ao todo foram realizados 9 ensaios, partindo-se de diferentes inóculos e variando algumas estratégias operacionais entre eles. Em um destes ensaios não foi aplicada a lavagem como forma de seleção da biomassa. As maiores velocidades específicas de oxidação de amônio (QNH4) e formação de nitrito (QNO2) foram sempre obtidas no último ciclo de cada ensaio. No ensaio de Agosto/2009, chegaram a 2,33gN-NH4 g-1 SSTd-1 e 1,51gN-NO2 g-1SST d-1 respectivamente. Este comportamento demonstra um fenômeno de adaptação continua da biomassa ao longo de cada ensaio. As medidas de velocidade de consumo de oxigênio confirmaram este fenômeno, já que partiram de valores mínimos, de difícil determinação, nas primeiras horas dos ciclos iniciais e tiveram um acréscimo significativo, chegando a valores superiores a 4 mgO2.g-1SST.min-1. No que diz respeito às porcentagens de remoção de nitrogênio houve uma maior variabilidade e instabilidade. Os valores mais altos ficaram na média dos 30%. Outra observação importante, feita em alguns ensaios, foi que, para valores de QNH4X mais elevados, os valores de QO2X experimentais são inferiores àqueles previstos pela estequiometria do processo, o que pode estar indicando que o amônio não foi todo oxidado a nitrito, evidenciando a ocorrência de uma via metabólica distinta, possivelmente, a desnitrificação aeróbia através do processo NOx. As análises microbiológicas mostraram diferenças entre as populações ao longo de cada ensaio, apresentando uma evolução na presença das BOA em relação aos demais grupos. Os resultados obtidos confirmam o processo de lavagem do lodo como uma alternativa para a seleção de uma biomassa mais específica, dando melhores condições à partida do processo. Além disso a procedência do lodo original revela-se como condição importante para o estabelecimento de um processo eficiente. / The economic and environmental implications of the imbalance caused by wastewater discharges with high nitrogen concentration in water-bodies leads to the need of efficient solutions in the removal of this pollutant. New biological processes have been studied. Nitrogen removal via nitrite has been recommended because of its reduces carbon and oxygen demand. One of this process limitations lies in retaining the ammonia oxidizing bacteria (AOB) while eliminating the nitrite oxidizing bacteria (NOB). The objective of this work was to propose a way to enrich the interested microorganisms tarting from a heterogeneous inoculum and verify its removal efficiency of a high ammonium nitrogen concentrations media. The sludge was collected, in each new test, at the municipal Sewage Treatment Station in Florianópolis, SC, and proceeded a washing process in which the reactor was operated continuously, without cells retention. High flow rate was applied, using a synthetic medium with about 500 mg N-NH4.L-1. When it achieved concentration close to 1 g SST.L-1, the reactor began to be operated as SBR and than followed several feeding cycles. During the entire operation period temperature, aeration and stirring were controlled at 35 ° C, 1VVM and 400 rpm, respectively. The pH was maintained at 7.5 by automatic control system with an acid / base pump. Altogether, it were performed 9 tests, starting from different inoculum and varying some operational strategies. In one of these tests it was not applied the wash out procedure as a way of selecting the biomass. The specific ammonium oxidation rate (QNH4) and nitrite formation (QNO2) were always obtained in the last cycle of each test. In August/2009 test, reached 2.33 gN-NH4. g-1TSS.d-1 and 1.51 gN-NO2.g-1TSS.d-1 respectively. This behavior demonstrates a phenomenon of biomass continues adaptation throughout each test. The oxygen consumption rates measurements confirmed this phenomenon, since they departed from minimum values, hard to determine, in the first hours of the initial cycles and had a significant increase, reaching values higher than 4 mgO2.g-1 SST.min-1. The percentage of nitrogen removal had a greater variability and instability. The highest values were about 30%. Another important observation made in some experiments was that for high values of QNH4X, QO2X experimental values were lower than those provided by the process stoichiometry, which may indicate that the ammonium was not all oxidized to nitrite, indicating the occurrence of a distinct pathway, possibly the aerobic denitrification process NOx. Microbiological analysis showed differences among populations throughout each test, showing an evolution in AOB occurrence over the other groups. The results confirm the sludge wash out as an alternative process to select a more specific biomass, giving better conditions to start up a process. Besides, the original sludge source is revealed as an important condition for an efficient process establishment.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:10:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287924.pdf: 1444593 bytes, checksum: 76f9e5afc4ddd987d193af9fd0caeb7e (MD5) / Lippia dulcis Trev. é uma planta de sabor e aroma intensamente adocicados, originária da América tropical. Os compostos presentes nessa planta foram previamente identificados e isolados. Os sesquiterpenos (+)-hernandulcin, responsável pelo sabor doce conferido à planta, e o seu isômero, (-)-epi-hernandulcin, foram definidos na literatura científica como constituintes majoritários do extrato. Alguns métodos são tradicionais na obtenção de extratos naturais, como a hidrodestilação e a utilização de solventes orgânicos. Embora a hidrodestilação seja o método definido pela Farmacopéia Brasileira para a extração de óleos essenciais, a alta temperatura do processo pode levar à degradação de compostos termolábeis. Já a utilização de solventes orgânicos tem como inconveniente a necessidade de uma etapa posterior ao processo para a purificação do produto. Nesse contexto, a extração com dióxido de carbono supercrítico oferece vantagens pela temperatura branda de operação e ausência de contaminantes. Na presente tese foram definidos os parâmetros de extração de Lippia dulcis Trev. em meio supercrítico, conduzidos em uma unidade piloto de escala laboratorial. Ainda, por meio de técnicas cromatográficas os extratos obtidos foram caracterizados, de modo a identificar e quantificar a substância responsável pelo sabor doce da matriz vegetal, hernandulcin. Os extratos obtidos em meio supercrítico foram comparados em composição aos óleos essenciais resultantes do processo de hidrodestilação. Posteriormente, foi aplicada uma metodologia para o fracionamento do extrato, visando obter uma fração com maior concentração de hernandulcin. Os resultados permitem concluir que o rendimento mássico da extração supercrítica é superior àquele obtido com hidrodestilação. Foi possível identificar a substância edulcorante nos extratos obtidos, bem como outros compostos presentes no óleo e extratos de Lippia dulcis. Os percentuais de hernandulcin nos extratos foram de 19,215% (área relativa) e, em média, 40,1% à 42,5% m/m, para a extração em meio supercrítico realizada com a matriz colhida no inverno e verão, respectivamente. Com a metodologia de fracionamento utilizada foi possível separar hernandulcin dos demais compostos presentes no extrato. / Lippia dulcis Trev. is an intensely sweet herb originary from tropical America. The constituents present in this plant were previously identified and isolated. The sesquiterpenes (+)-hernandulcin, the sweet principle of this plant, and its isomer, (-)-epi-hernandulcin, were defined in the scientific literature as the major compounds. There are some traditional methods which are applied for obtaining natural extracts, such as hydrodistillation and by the use of organic solvents. Although hydrodistillation is commonly applied for the extraction of essential oil, according to the Brazilian Pharmacopoeia, the high temperature needed for this technique may cause thermolabile compounds to degrade. By the use of organic solvents to obtain the extract, there is the inconvenience of having a post processing step in order to purify it. In this context, supercritical fluid extraction has the advantages of operating at mild temperatures and in the absence of contaminants. In the present work the process parameters for the extraction of Lippia dulcis Trev. using supercritical CO2 were defined, conducted in a laboratory scale pilot unit. Also, by using chromatographic techniques extracts were characterized in order to identify and quantify the substance responsible for the sweet taste of the vegetable matrix, hernandulcin. The extracts obtained by supercritical CO2 were compared in composition to the essential oils derived from hydrodistillation.Subsequently, a separation method was applied to obtain a fraction with higher concentration of hernandulcin. The results indicate that the mass yield of supercritical extraction is superior to that obtained by hydrodistillation. It was possible to identify the sweet compound in the extracts, as well as other compounds present in the essential oil and in the extracts of Lippia dulcis. The percentages of hernandulcin in the extracts were 19,215% (relative area) and, 40.1% to 42.5% m/m, average, for the supercritical fluid extraction performed with the plant harvested in winter and summer, respectively. With the methodology used to fractionate the extract it was possible to separate hernandulcin from the other substances in the extract.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290259.pdf: 1641707 bytes, checksum: a31fb9e96a9b1395e79bad5263846a81 (MD5) / O poliestireno (PS) é um polímero utilizado em diversos segmentos industriais, pois apresenta fácil processabilidade e baixo custo quando comparado a outros materiais. Entretanto, o PS possui baixa resistência a solventes orgânicos, o que prejudi-ca sua aplicação em algumas áreas. Dessa forma, uma metodo-logia bastante empregada é a síntese de um copolímero, forma-do por dois ou mais monômeros, para obter produtos com carac-terísticas que com apenas um monômero não é possível. Neste trabalho, foram realizadas reações de copolimeriza-ção por meio da polimerização em suspensão onde utilizou-se os monômeros estireno e metacrilato de metila (MMA) tendo o esti-reno em maior porcentagem em relação ao MMA, e formou-se o poli(estireno-co-metacrilato de metila) - STMMA. O MMA foi sele-cionado por ser um monômero que resulta em uma configuração polimérica com maior resistência química que o PS puro. Foram feitos testes utilizando diferentes tipos de iniciadores, massa mo-lar, onde se obteve um valor de 191.000 Daltons, e ainda os es-tudos de conversão obtiveram resultados acima de 99%. A copo-limerização foi comprovada pela realização de espectroscopia de infravermelho (IV) e Ressonância Magnética Nuclear de Hidro-gênio (RMN1H) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). O Peróxido de 2,5-Dimetil-2,5-Di(2-Etilhexanoil) Hexano (L256®) foi o iniciador considerado mais eficaz, levando em consideração o tempo reacional, custo do material e obtenção do produto dentro das características desejadas, sendo que o mesmo foi utilizado na posterior etapa do trabalho. A segunda etapa consistiu no aumento na escala da reação e incorporação de n-pentano como agente expansivo. Os resultados obtidos mostraram que o po-li(estireno-co-metacrilato de metila) expansível (STMMA) apre-senta maior resistência ao ataque químico, onde, pode-se usar como exemplo o ciclohexano que dissolveu o poliestireno expan-sível comercial (EPS) em 8min 05s, já para o copolímero, após 48 horas, 12,35% do material havia sido dissolvido, e mostrou que a técnica empregada foi eficiente na obtenção do produto desejado. / Expandable polystyrene (EPS) is nowadays used in a large variety of industrial segment. EPS offers an easy processability and low cost when compared with other materials. However, EPS presents a low chemical resistance when exposed to organic solvents. This characteristic harms its application in some areas. To avoid this inconvenience a methodology of copolymer synthe-sis was used. A copolymer, formed by two or more monomers, is produced to get a compound with characteristics that are not ob-tained with just one of monomers. In this study, reactions of copolymerization through of the polymerization in suspension had been carried out using mono-mers of styrene and methyl methacrylate (MMA). Styrene was present in major quantity in relation to the MMA, forming poly(styrene-co-methyl methacrylate) - STMMA. The MMA was selected because provides more chemical resistant polymeric configuration than the pure PS. Studies about type of initiator, molar mass, where he obtained a value of 191,000 Daltons, and even conversion studies have results above 99%. The copolyme-rization was proven by the accomplishment of infrared spectros-copy (FTIR-IR) and Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen (NMR1H), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermo-gravimetric Analysis (TGA). The 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane (L256®) was considered the most efficient initiator for this polymerization system, observing the reaction duration cycle, cost of the material and obtention of the product into desired characteristics. This initiator was applied again in the posterior stage of the work when a scale up of reac-tion was made and another compound, n-pentane, was added to the system as an expansion agent. Results had shown that poly(styrene-co-methyl methacrylate) expandable (ESTMMA) presents a greater resistance to the chemical attack by organic solvents, where, you can use as an example the cyclohexane that dissolved the commercial expandable polystyrene (EPS) in 8 min 05s, already for copolymer, after 48 hours, 12.35% of the material had been dissolved, showing that the employed technique was efficient in the attainment of the desired product.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T13:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279025.pdf: 1365316 bytes, checksum: efe16b7a4367501f434279a6a62191ed (MD5) / Os ciclones, utilizados como equipamentos para troca térmica, como secadores, reatores para reações rápidas e para separação gás-sólido, apresentam na sua forma clássica uma construção cônica-cilíndrica, e têm como principais vantagens o baixo custo de construção, operação e manutenção. No passado o estudo de ciclones era basicamente experimental, resultando em correlações empíricas sem muita generalidade e dedicadas exclusivamente para a faixa de condições geométricas e operacionais analisadas nos experimentos. Com o desenvolvimento da tecnologia computacional, a modelagem numérica ganhou papel fundamental no estudo de escoamentos turbulentos multifásicos, típicos do escoamento ciclônico, destacando-se neste sentido as técnicas de CFD (Computational Fluid Dynamics), como uma ferramenta de pesquisa e desenvolvimento de projetos de engenharia. Neste trabalho é desenvolvido um estudo de modelagem numérica de ciclones a partir dos recursos de CFD, juntamente com um estudo experimental em uma Unidade Experimental de Dutos e Ciclones (UEDC) do Laboratório de Verificação e Validação da FURB. O objetivo principal é validar um modelo gás-sólido bifásico utilizado para separação ciclônica de iodato de cálcio, produzidos numa planta química de extração de iodo. Esta corroboração de modelo é realizada por comparação entre dados experimentais obtidos na UE-DC de perda de carga, eficiência global de coleta e curva de eficiência, com resultados numéricos do modelo bifásico gás-sólido, implementado no código numérico CYCLO-HEXA, dedicado exclusivamente à simulação de ciclones por técnicas de CFD. Experimentos planejados e executados no aparato experimental para diferentes velocidades de entrada e razões de carga constituem uma base empírica necessária e suficiente para estudos de validação do modelo, e de verificação do código de CFD, que permitem estudos avançados de melhoria de equipamento (reengenharia geométrica) e das condições operacionais na planta química. / The cyclones used as heat exchange equipment such as dryers, reactors for fast reactions and gas-solid separation, presented in its classic form a cone-cylindrical construction, and have as main advantages the low cost of construction, operation and maintenance. In the past the study of cyclones was basically experimental, resulting in empirical correlations without much general and dedicated exclusively to the range of geometrical and operating conditions analyzed in the experiments. With the development of computer technology, numerical modeling plays a fundamental role in the study of turbulent multiphase, typical of cyclonic flow, especially in the technical sense of CFD (Computational Fluid Dynamics), as a tool for research and development projects engineering. In this work we developed a numerical modeling study of cyclones from the resources of CFD, together with an experimental study in an Experimental Unit Pipeline and Cyclones (EU-DC). The main objective is to validate a model gas-solid two-phase used to sepa rate low-level calcium iodate, produced in a chemical plant for extraction of iodine. The corroboration of the model is performed by comparing experimental data obtained in the EU-DC loss, efficiency and overall collection efficiency curve, with numerical results of the model gas-solid two-phase, implemented in numerical code CYCLO-HEXA, devoted exclusively the simulation of cyclones using CFD techniques. Experiments planned and implemented in the experimental apparatus for different input velocities and load relations are an evidence base necessary and sufficient for studies of model validation and verification of the CFD code, which allow advanced studies for improvement of equipment (geometrical reengineering) and operating conditions in the chemical plant.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279033.pdf: 1530800 bytes, checksum: efde4ff688e102eb73ae97a8c5ea17e3 (MD5) / Mynthostachys mollis (Kunth) é uma planta aromática membro da família botânica Lamiaceae que cresce naturalmente nos Andes da América do Sul, conhecida popularmente com o nome de Munha. Possui ação repelente e propriedades terapêuticas, entre elas carminativa, digestiva, anti-espasmódica, antifúngica, antiparasítica, vermífuga, também é utilizada para curar transtornos respiratórios como bronquite e asma. Na agricultura é amplamente utilizada no armazenamento de tubérculos para o combate de pragas, e na indústria cosmética representa um excelente fixador do aroma. No Peru e Argentina sua extração é feita em grande escala. Dentre os diferentes métodos de extração para óleos essenciais, pode-se destacar a extração supercrítica, um processo de separação a alta pressão, livre de resíduos tóxicos que não provoca degradação térmica e conserva as características organolépticas do produto, além das técnicas tradicionais conhecidas como a hidrodestilação e a extração com solvente via "soxleth". Assim, sendo que até o momento, não se achou registro de pesquisa de extração de óleo essencial de Munha com fluidos supercríticos o objetivo que norteia esta dissertação foi a avaliação do processo de extração de óleo essencial de Munha com CO2 supercrítico, comparado com as principais técnicas tradicionais de extração. Os critérios utilizados para atingir o objetivo foram o rendimento mássico e a composição química, buscando a pulegona e a mentona como os principais compostos do óleo. Na extração supercrítica utilizou-se pressões de 100, 115 e 125 bar, variando com temperaturas de 35, 45 e 55°C. Também trabalhou-se com a adição de etanol como co-solvente, nas mesmas condições de operação. A hidrodestilação foi realizada a uma temperatura de 95°C durante 240 minutos. E na extração via soxleth utilizou-se o metanol como solvente a 70°C de temperatura durante 180 minutos. Os resultados indicaram que a extração supercrítica com adição de co-solvente foi a técnica que apresentou as melhores concentrações de compostos característicos. Sendo que para a pulegona a melhor concentração obtida foi de 49,93%, a 115 bar e 35°C. Já para o caso da mentona a melhor condição foi a de 125 bar com 55°C,obtendo uma concentração de 36,96%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282109.pdf: 1433998 bytes, checksum: a9d63e95c8c631a24b36de750b333a1c (MD5) / Neste trabalho uma pectinase alcalina comercial (E.C. 4.2.2.2) foi caracterizada quanto a sua atividade em diferentes tempos de incubação, e na presença de diferentes agentes químicos utilizados na etapa de purga do beneficiamento têxtil, com a finalidade de remover os constituintes não celulósicos presentes nas fibras de algodão, principalmente a pectina. Foram avaliados dois processos de biopurga: um com a adição dos agentes sequestrantes no início do processo e outro, adicionando-os após 30 minutos de tratamento enzimático. Para isso foram testados diferentes tipos de sequestrantes (Quimerol 535 e EDTA). Foi realizada também, para fins comparativos, uma purga convencional alcalina com as condições normalmente utilizadas nas indústrias. A comparação das propriedades dos tecidos, tais como hifrofilidade, brancura e percentual de pectina removida confirmou que a biopurga pode ser tão eficaz quanto o processo alcalino convencional. Os resultados mostram que a presença de EDTA diminui a atividade da pectinase em 85% e que a presença deste no início do processo acarreta em uma diminuição do teor de pectina removida, quando comparado aos outros processos. Os melhores resultados dos ensaios, em geral, ocorreram ao se utilizar o agente sequestrante Quimerol 535 no início do processo de biopurga, resultando em uma diminuição de 60% de pectina no tecido. Deste modo, ao se realizar este mesmo processo, nas mesmas condições, em aparelho de ultrasom, os resultados não apresentaram melhora significativa. / In the present work, a commercial alkaline pectinase (E.C. 4.2.2.2) was characterized by its activity at different incubation times, and having the presence of different chemical agents used in the step of scouring of textile processing, in order to remove non-cellulosic constituents present in cotton fibers, especially pectin. Two bioscouring processes were evaluated: the sequestering agents were added at the beginning and after 30 minutes of the process. Two different types of sequestering agents were tested (Quimerol 535 and EDTA).It was also performed a scouring with conventional alkaline conditions, normally used in industries for comparison matter. Comparing the properties of the fabrics such as: wettability, whiteness and the percentage of pectin removed, confirmed that bioscouring can be as effective as the conventional alkaline process. The results show that the presence of EDTA decreases the pectinase by 85% and its presence at the beginning of the process influences a lower content of pectin removed when compared to other processes. The best results generally occurred when using the sequestering agent Quimerol 535 at the beginning of the bioscouring process, resulting in a decrease of 60% of pectin on the fabric. Thus, when the same process was carried out under the same conditions using an ultrasound equipment, the results showed no significant improvement.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-25T19:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303909.pdf: 849531 bytes, checksum: 4a779fe43ddcf41cac4f0bf6e0459fb5 (MD5) / Clorofenóis constituem uma importante classe de poluentes em solos e águas decorrentes da sua ampla utilização como pesticidas, herbicidas e conservantes de madeira. Em particular, 4-clorofenol, gerado como subproduto em diversas indústrias, pode causar sérios danos à saúde humana e à qualidade do ambiente. Entre os métodos tradicionais de tratamento deste grupo de compostos estão: os processos físicos, químicos e biológicos. Contudo, a estratégia de degradação fotocatalítica tem recebido considerável atenção. Ainda que o dióxido de titânio seja um catalisador eficiente para a degradação de compostos fenólicos, a aplicação em larga escala deste processo exige catalisadores mais ativos, estáveis e que possam ser ativados pela radiação visível. Das inúmeras formas de reduzir o gap de energia para ativação do TiO2, a dopagem com metais de transição tem se mostrado uma alternativa eficiente. Porém, ainda não há consenso sobre o papel do metal depositado e do método mais adequado para a dopagem do TiO2. Assim, neste trabalho, foi avaliado o uso do TiO2 e TiO2 dopado com Zn+2, Cu+2 e Cr+3para a degradação de 4-lorofenol, sob radiação UV. Os metais foram adicionados ao suporte TiO2 por fotodeposição, o que não afetou a forma cristalina original deste semicondutor (100% anatase). Os estudos de fotodegradação de 4-clorofenol foram feitos a princípio com os atalisadores dopados com carga nominal em peso de metal de 1%, sendo que o catalisador TiO2-Cu(1%) apresentou a maior atividade catalítica em comparação aos demais metais depositados. Por esta razão outros catalisadores foram desenvolvidos para avaliar o efeito da concentração de cobre fotodepositado sobre TiO2: 0,5 e 2,0 %. Tanto as análises de caracterização quanto as reações fotocatalíticas indicaram o TiO2-Cu(0,5%) como o catalisador mais adequado para a degradação de 4-clorofenol, resultando em constante de velocidade de pseudo-primeira ordem igual a 2,74 x10-2 min-1. / Chlorophenols are an important class of pollutants in soil and water resulting from its extensive use as pesticides, herbicides and wood preservatives. In particular, 4-chlorophenol, generated as a waste byproduct in many industries, can cause serious harm to human health and the environment. Among the conventional methods of treating this group of compounds are: physical, chemical and biological treatments; however the strategy of photocatalytic degradation has received considerable attention. Although titanium dioxide is an efficient catalyst for the degradation of phenolic compounds, the large-scale application of this process requires moreactive catalysts, stable and can be activated by visible radiation. One of the many ways to reduce the activation energy gap of TiO2 is by doping with transition metals which has been shown to be an efficient alternative. However, there is still no consensus on the role of the deposited metal and the most suitable method for doping the TiO2. Hence, in this work, TiO2 and TiO2 doped with Zn+2, Cu+2 and Cr+3 were evaluated as catalysts for the degradation of 4-chlorophenol under UV radiation. The metals were added to the TiO2 support by photodeposition. This method did not affect the crystalline form of the original semiconductor (100% anatase). Studies of photodegradation of 4-chlorophenol were made first with the catalysts doped with nominal metal weight loading of 1%, and the catalyst TiO2-Cu(1%) showed the highest catalytic activity in comparison with the other metals deposited. Two other catalysts were developed to evaluate the effect of photodeposited copper concentration on TiO2: 0.5 and 2.0%. Both the characterization analysis and the photocatalytic reactions indicated the TiO2-Cu(0.5%) as the most suitable catalyst for the degradation of 4-chlorophenol, and the reaction rate constant of pseudofirst order was 2.74 x10- 2 min-1.