A validação dos métodos de análises em situações fora da rotina, em P&D pesquisa e desenvolvimento, pode tornar-se um processo de difícil solução, em oposição àquelas de rotina, onde as concentrações são conhecidas. Nesta última situação, o método analítico é validado e aprovado com simplicidade. Apesar dos elementos de qualidade básicos para análises em P&D serem os mesmos adotados nas análises de rotina, fatores como o comportamento imprevisível da amostra, a composição desconhecida da matriz e interdependência com o analito, mesmo a incerteza a respeito da escolha do método instrumental, requer uma atenção renovada nos elementos de qualidade existentes. A razão pode ser atribuída à imprevisibilidade do procedimento analítico e a extensão do esforço adicional dos elementos de qualidade. As incertezas das análises em P&D requerem uma cuidadosa consideração do problema, assim como a disponibilidade de técnicas analíticas. Ao mesmo tempo, devem-se observar o planejamento e organização do trabalho, a supervisão do desenvolvimento analítico e a adequação dos aspectos técnico e organizacional - no trabalho de P&D, a definição de responsabilidades e a competência do corpo técnico. A garantia da qualidade nas indústrias farmacêuticas é estabelecida pelo desenvolvimento de especificações apropriadas para matérias-primas, produtos intermediários e produtos finais. A importância de especificações adequadas foi estabelecida e exemplos foram dados no desenvolvimento de especificação típica para produtos farmacêuticos, tais como a vacina e matéria prima. Isto incluiu uma discussão dos tipos de parâmetros que precisam ser controlados e uma indicação dos valores numéricos ou faixas esperadas para muitos materiais utilizados. A metrologia analítica que necessita ser aplicada para demonstrar a observância com as especificações foi discutida, com as implicações de desempenho do método para diferenciar variações na qualidade do produto e a simples variabilidade analítica. Esse trabalho foi escrito para laboratórios, com a finalidade de dar um suporte na implementação da validação de métodos analíticos e introduzir o conceito de incerteza da medida nas análises de rotina. O objetivo foi fornecer de uma maneira compreensível e prática a metodologia dos cálculos das medidas de incerteza baseados principalmente em dados de controle de qualidade e de validação já existentes. Exemplos práticos retirados diretamente do Laboratório de Metrologia e Validação, FIOCRUZ / Bio-Manguinhos, foram apresentados. Entretanto, o tratamento usado neste trabalho é genérico e pode ser aplicável a outros laboratórios químicos / Contrary to routine analysis, where the sample matrix and concentration range of the analyte are known, the analytical method has been validated the method is fit-to-purpose analysis in non-routine situation and in R&D research and development may be a tortuous problem to solve. Although many basic quality elements are the same as in routine analysis, unknown factors such as unpredictable behavior of the sample, unknown composition of the matrix and interdependence with the analyte, but (due to the unpredictability of the analytical procedure and extent of effort ) also additional organizational quality elements, even uncertainty about the choice of the instrumental method. The uncertainties in non-routine analysis and R&D require careful consideration of the problem, requiring available analytical techniques, planning and organization of work, supervision of the analytical progress and adequate aspects both technical and organizational or non-routine and R&D work and define responsibility and competences of the personnel. Assessment and assurance of quality within the field of pharmaceutical manufacture is established by the development of appropriate specifications for raw materials and products. The importance of suitable specifications was established and examples were given for the development of a typical specification for a pharmaceutical drug substance like as vaccine or raw material. This included discussion of the types of parameters which needed to be controlled and an indication of the numerical values or ranges expected for most materials. The analytical metrology which needs to be applied to demonstrate compliance with the specification were discussed, along with the implications of method performance necessary in order to distinguish between variations in product quality and simple analytical variability. This work is written for analytical laboratories, in order to give support to the implementation of the validation of analytical methods and the concept of measurement uncertainty for routine work. The aim is to provide a practical, understandable and common way of performing measurement uncertainty calculation, based mainly on preexisting quality control and validation data. Practical examples taken directly from the Laboratório de Validação de Métodos, FIOCRUZ / Bio-Manguinhos were presented and explained. However, the approach is very general and should be applicable to most testing laboratories in chemical field

Foi estudada a influência da temperatura na desativação de catalisadores automotivos comerciais, à base de Pt/Rh e de Pd/Rh, de diferentes fabricantes. Foram empregadas técnicas de caracterização textural e físico-química como FRX, AAS, fisissorção de N2, TG-ATD, DRX, RTP, quimissorção de H2 e MEV-EDX. Os catalisadores foram avaliados nas reações de oxidação do CO e oxidação do propano, utilizando uma mistura de gases estequiométrica semelhante ao gás de exaustão. Os catalisadores denominados G e V, de Pt/Rh e Pd/Rh, respectivamente, foram envelhecidos a 900C, em condições estequiométricas, e a 1200C, em ar, por períodos de tempo determinados. Em relação ao envelhecimento a 900C, apesar da caracterização apontar melhores resultados para o catalisador G, a comparação com os catalisadores novos indicou que a extensão da desativação sofrida pelo catalisador V foi menor do que aquela sofrida pelo catalisador G. O envelhecimento oxidante a 1200C foi muito prejudicial ao desempenho de ambos os catalisadores. Os difratogramas dos catalisadores envelhecidos nestas condições mostraram fenômenos importantes de transição de fase da alumina, bem como indícios de formação de novas fases a partir do óxido misto de Ce/Zr. Os perfis de RTP mostraram uma grande queda na redutibilidade, tanto para o catalisador G como para o V após este envelhecimento, e as micrografias de MEV-EDX mostraram estruturas muito sinterizadas e vários pontos de Pd aglomerado no catalisador V. Esse catalisador também apresentou partículas de texturas incomuns. Além disso, para ambos foi verificado indícios de perda de material nas amostras calcinadas por 72h a 1200C. Com relação aos resultados de avaliação catalítica, o catalisador G apresentou um desempenho inferior ao do catalisador V. A realização de envelhecimentos em atmosfera oxidante pode justificar esse comportamento uma vez que esse procedimento promove a formação de óxidos de platina, menos ativos que a platina metálica para essas reações. Além disso, este catalisador apresentou um teor de Pt bem abaixo daqueles registrados na literatura para catalisadores automotivos comerciais. Por outro lado, para catalisadores de Pd, o envelhecimento oxidante leva à formação de PdO, mais ativo que o Pd metálico. Outra observação significativa em relação à avaliação catalítica foi o fato de o catalisador G novo ter apresentado uma atividade muito baixa, especialmente para o propano, que tendeu a aumentar com o envelhecimento térmico. Foi sugerido que este catalisador precisaria de uma ativação térmica, a qual o catalisador V parece ter sido submetido durante a fabricação, pois há indícios da ocorrência de certo desgaste térmico neste catalisador novo, como mostrados pelos resultados de fisissorção de N2, DRX, TG-ATD, RTP e MEV-EDX. Foi também mostrado que os resultados de quimisorção de H2, apesar de não poderem ser usados na determinação da dispersão metálica, apresentaram uma tendência de correlação entre o consumo de H2 e o desempenho catalítico expresso como T50 ou T20. Observa-se um aumento na atividade catalítica quando a quantidade de H2 dessorvido (DTP-H2) aumenta. Concluindo, o envelhecimento térmico mostrou ser prejudicial ao desempenho do catalisador comercial, principalmente para situações drásticas como o envelhecimento realizado a 1200C em condições oxidantes / The influence of the temperature on the deactivation of two commercial automotive catalysts from different suppliers was studied. Textural and physico-chemical caracterization techniques were employed, such as XRF, AAS, N2 fisisorption, TG-DTA, XRD, TPR, H2 chemisorption and SEM-EDX. The catalysts were evaluated in terms of CO and propane oxidation with a stoichiometric gas mixture similar to the exaust gas. The Pt/Rh catalyst was nominated G and the Pd/Rh one, V. They were aged at 900C in stoichiometric conditions, and at 1200C in air, for determined periods of time. Concerning aging at 900C, even though the caracterization analysis showed better results for catalyst G, the comparison with fresh catalysts indicated that this catalyst suffered a larger deactivation than catalyst V. The aging in oxidizing conditions at 1200C was quite harmful to the performance of both catalysts. The diffractograms of the catalysts aged in these conditions showed important fenomena like alumina phase transitions and signs of formation of new mixed oxide phases. TPR profiles presented great decay on reducibility for both catalysts after this aging. SEM-EDS micrographs presented largely sintered structures and several spots of palladium agglomerates on catalyst V. This catalyst also presented particles of unusual texture. Besides, both catalysts presented signs of loss of catalytic material in the samples aged for 72h at 1200C.Concerning catalytic activity results, catalyst G presented worse performance than catalyst V. The aging in oxidizing atmosphere may justify this behavior because this procedure leads to the formation of platinum oxides, which are less active than metallic platinum for these reactions. Besides, this catalyst presented a much lower platinum content than those reported in the literature for commercial automotive catalysts. On the other hand, for palladium catalysts, oxidizing aging leads to the formation of PdO, which is more active than metallic Pd.Another relevant point about catalytic evaluation was the fact that fresh catalyst G presented a poor activity, especially for propane oxidation, which tended to enhance with thermal aging. It was suggested that this catalyst would need a thermal activation. It seems that catalyst V was submitted to such activation during its fabrication. This hypothesis is based on the signs of a slight thermal degradation found in the fresh catalyst, as showed by N2 Fisisorption, XRD, TG-DTA, TPR and SEM-EDX.Although it was not possible to determine metal dispersion though H2 chemisorption results, they appeared to correlate well with catalytic activity, expressed in T50 or T20. It was observed that catalytic activity was improved when the quantity of desorbed H2 was enhanced.Finally, it can be concluded that thermal aging is harmful to commercial catalysts peformance, principally in drastic situations like oxidizing aging at 1200C

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300086.pdf: 2423067 bytes, checksum: 6704b204f3c0b64f847ca32454fd535b (MD5) / Entre as várias tecnologias disponíveis para a remoção de poluentes da água, muitos pesquisadores consideram a adsorção como o método mais favorável devido à sua eficiência e baixo custo operacional. Sólidos de elevada área superficial e baixo custo estão sendo procurados como alternativas ao carvão como material adsorvente. As características dos óxidos e hidróxidos de ferro, tais como sua área superficial relativamente elevada e a carga elétrica desenvolvida na superfície como consequência do comportamento ácido-base dos sítios ativos, motivam seu estudo visando à aplicação no controle de poluentes. Estudos têm demonstrado a habilidade desses materiais para agirem como adsorventes e/ou catalisadores para a remoção de compostos perigosos das águas. O presente trabalho avaliou um lodo do tratamento ativo da drenagem ácida (DAM) da mineração do carvão como matéria prima para a produção de óxidos de ferro peletizados adequados para a remoção de íons de metais pesados (manganês, cobre, cromo) e fenol em solução aquosa. Análises morfológicas mostraram que os sólidos obtidos a partir do tratamento térmico do lodo da DAM são materiais cristalinos conformados por nanopartículas aciculares, com área superficial BET 88 m2·g-1 na forma de pó, que se mantém praticamente inalterada após a peletização. A análise elementar confirmou a presença de Fe como maior constituinte dos adsorventes (~80% w/w), acompanhado por traços de outros elementos típicos nas drenagens ácidas. As análises de difração de raios X evidenciaram que o tratamento térmico a 573 K conduz à mudança das fases cristalinas, sendo hematita a forma predominante. No pH neutro foram obtidas capacidades de adsorção na monocamada de 1,4; 2,6; 5,2 e 1,9 mg·g-1 para manganês, cobre, cromo e fenol respectivamente. A cinética de adsorção nos sólidos pulverizados é muito rápida, e foi descrita de acordo com o modelo de pseudo-segunda ordem. Foi empregada uma abordagem do ponto de vista da formação de complexos na superfície para descrever a remoção dos metais em função do pH. Os dados experimentais foram satisfatoriamente representados pelo modelo da dupla camada considerando as reações de especiação dos íons em solução em conjunto com as reações de formação de compostos de adsorção específica entre os grupos ativos na superfície e as espécies em solução. Estudos da adsorção dos poluentes selecionados em colunas de leito fixo também foram desenvolvidos. Um modelo matemático baseado numa aproximação de força motriz linear foi desenvolvido para reproduzir as curvas de ruptura obtidas experimentalmente. O coeficiente de dispersão no leito e o coeficiente global de transferência de massa foram determinados em cada caso.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310450.pdf: 1880671 bytes, checksum: fdd7ad2eae0512a146dd3e229173b98f (MD5) / Este trabalho descreve um estudo sobre a pirólise de dois tipos de lodo sanitário, obtidos dos processos de tratamento biológico anaeróbio (LCAN) e aeróbio (LCAE). O objetivo do estudo foi avaliar a pirólise como opção de pré-tratamento térmico para lodos, visando um processo acoplado de gaseificação do char e pós-combustão dos voláteis para redução nas emissões de SO2 durante o processo de conversão térmica. A pirólise dos lodos foi conduzida em atmosfera inerte de nitrogênio, a uma vazão de 400 mL.min-1, em um reator tubular de quartzo a temperaturas de 550 ºC, 800 ºC e 1000 ºC e uma taxa média de aquecimento de 150 ºC.min-1. Os resultados mostraram que, com o aumento da temperatura de pirólise, diminuiu o rendimento em char e aumentou a liberação de matéria volátil. Os resultados da análise elementar, após o processo de pirólise, apontaram que amostras de lodo LCAN e LCAE apresentam uma retenção no teor de enxofre de 1,06% (LCAN550), 1,08% (LCAN800) 1,11% (LCAN1000) e de 0,15% (LCAE550), 0,28% (LCAE800) e 0,35% (LCAE1000). Entretanto, o teor de nitrogênio nos lodos LCAN (4,15%) e LCAE (7,36%), depois da pirólise, diminuiu (LCAN550 (3,07%), LCAN800 (1,48%), LCAN1000 (0,43%), LCAE550 (3,80%), LCAE800 (1,99%) e LCAE1000 (0,90%)) com o aumento da temperatura de pirólise. Os testes de reatividade foram conduzidos em atmosfera de ar sintético, em uma vazão de 100 mL.min-1, em quatro temperaturas 400 ºC, 500 ºC, 550 ºC e 600 ºC, em equipamento termogravimétrico. Os resultados mostraram que as reatividades máximas são dependentes da temperatura e, por meio da equação de Arrhenius, obteve-se a energia de ativação (Ea) para as amostras LCAN800 e LCAE800 e serragem de madeira (SM), que foram 39,9 kJ.mol-1, 34,04 kJ mol-1 e 50,62 kJ.mol-1 e o fator pré-exponencial (k0) de 54,55 min-1, 22,22 min-1 e 122,10 min-1 respectivamente, mostrando que a reação é controlada pelo efeito difusional. Comparando as reatividades com a serragem de madeira, as amostras LCAN800 (0,31 min-1), LCAE800 (0,20 min-1) e SM (0,11 min-1) obtiveram maior reatividade para os lodos na temperatura de 600 ºC. Em suma, os resultados obtidos neste trabalho, mostraram que a pirólise é uma boa opção como pré-tratamento térmico, visando a redução nas emissões de SO2 e NOx durante o processo de conversão térmica. / In the present study, the pyrolysis of two types of sewage sludge produced from the processes of anaerobic (LCAN) and aerobic (LCAE) biological treatment. The aim of this study was to evaluate the pyrolysis as an option as a pre-heat treatment for sludge aiming a process coupled gasification of char and post-combustion of volatiles to reduce emissions of SO2 during the thermal conversion process. The pyrolysis of sludge was conducted in an inert atmosphere of nitrogen at a flow rate of 400 mL.min-1 in a quartz tubular reactor at temperatures of 550 ºC, 800 °C and 1000 °C and an average heating rate of 150 °C min-1. The results show that with increasing temperature pyrolysis char yield decreased and increased release of volatile matter. The results of the elemental analysis after the pyrolysis process showed that sludges LCAN and LCAE have a retention in the sulfur content of 1.06% (LCAN550), 1.08% (LCAN800) 1.11% (LCAN1000) and 0.15% (LCAE550), 0.28% (LCAE800) and 0.35% (LCAE1000). However, the nitrogen content of LCAN (4.15%) and LCAE (7.36%) decreased (LCAN550 (3.07%), LCAN800 (1.48%), LCAN1000 (0.43%), LCAE550 (3.80%), LCAE800 (1.99%) and LCAE1000 (0.90%) with increase of the pyrolysis temperature. The reactivity tests were conducted in synthetic air atmosphere at a flow rate of 100 mL min-1 at four temperatures: 400 °C, 500 ºC, 550 ºC and 600 °C in a thermogravimetric equipment. The results showed that the maximum reactivity depends on the temperature and the Arrhenius equation was used to obtain the activation energy (Ea) for LCAN800, LCAE800 and wood sawdust (SM). The maximum reactivities were 39.9 kJ.mol-1, 34.04 kJ.mol-1 and 50.62 kJ.mol-1 for LCAN800, LCAE800 and SM respectively and the pre-exponential factor (k0) were 54.55 min-1, 22.22 min-1 and 122.10 min-1 respectively, showing that the reaction is monitored by diffusional effect. Comparing the reactivity with sawdust samples, LCAN800 (0.25 min-1), had higher reactivity at the temperature of 600 ºC. In summary, the present results showed that pyrolysis is a good option as a pre-treatment of sludges when aimed to reduce emissions of SO2 and NOx during thermal conversion processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305251.pdf: 2194737 bytes, checksum: 86889321953a12f8401a6c0eda9604a3 (MD5) / A presente pesquisa concentrou-se no estudo e desenvolvimento de um material com propriedades cimentícias. Trata-se de um polímero inorgânico, formado pela ativação de aluminossilicatos (Al2O3.SiO2) amorfos, que reagem em um meio fortemente alcalino, chamado geopolímero. Como matéria-prima foram utilizadas cinzas pesadas, resíduo da queima de carvão mineral (Termoelétrica do Sul do Brasil), como fonte de aluminossilicatos; e o meio alcalino foi hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3), utilizados como ativadores. As cinzas pesadas cristalizam-se parcialmente durante a queima e perdem parte de seu estado amorfo, devido a isso suas propriedades reativas para combinar quimicamente durante a polimerização são reduzidas. Para aumentar as propriedades reativas da cinza pesada foi adicionado metacaulim, processado a partir de resíduos da indústria de papel. Os resíduos sólidos e as amostras geopoliméricas passaram por caracterização e, as principais análises envolvidas no processo, foram: fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e a análise térmica diferencial (DTA). Também foram realizados ensaios de resistência à compressão nas amostras geopoliméricas para avaliar o grau de polimerização, uma vez que, quanto mais polimerizada estiver a estrutura, maior será a resistência. Com 24 horas de cura as pastas geopoliméricas atingiram resistências à compressão de até 10 megapascais (MPa) e, com 90 dias de cura, aproximadamente, 25 MPa. Os melhores resultados foram obtidos com amostras ativadas com 15 mols/l de NaOH na mistura com silicato de sódio e nas proporções de 2:1 entre a cinza pesada e o metacaulim. Os resultados obtidos através das análises de caracterização das amostras foram satisfatórios e demonstraram que os resíduos de cinza pesada e metacaulim, quando ativados com hidróxido de sódio e silicato de sódio, são uma alternativa viável para a produção de materiais geopoliméricos. / This research concentrated on the study and development a material with cementitious properties. It is an inorganic polymer formed by the activation of aluminosilicates (Al2O3.SiO2) amorphous, which reacts in a strongly alkaline medium, called geopolymer. As raw material were used bottom ash residue from burning mineral coal (Thermoelectric South of Brazil) the alkaline medium were sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3), used as activators. Because the bottom ash partially crystallizes during burning and loses its amorphous state, its reactive properties to combine chemically during polymerization are reduced. For o increase the bottom ash reactive properties, metakaolin synthesized from paper industry waste was added. The solid waste and the geopolymeric samples passed for characterization and main analysis involved in the process, were: X-ray fluorescence (XRF), X-ray Diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA). Were also conducted of compressive strength tests geopolymer sample, to measure the degree of polymerization, since the more polymerized structure, the more will resistance. With 24 hours of curing folders geopoliméricas reached compressive strengths of up to 10 megapascals (MPa) and with 90 days of curing approximately, 25 MPa. The best results were obtained in samples activated with 15 mol / l NaOH in a mixture with sodium silicate and the proportion of 2:1 between the ash and metakaolin. The results obtained of analysis characterization were satisfactory, demonstrating that waste bottom ash and metakaolin activated with sodium hydroxide and sodium silicate are viable alternative to production of geopolymer materials.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303477.pdf: 2662013 bytes, checksum: 4f7212291f40e5de14de7d1b5109106c (MD5) / Este trabalho ilustra três linhas de pesquisa que se interconectam para atingir um objetivo final, o de verificar a potencialidade de produção de biodiesel a partir de um material de partida ainda pouco estudado: o óleo de vísceras de frango e uma lipase obtida de uma cepa selvagem. Para isso, foram isoladas dezenove cepas fúngicas de um efluente bruto de um abatedouro de frangos, sendo que, destas, apenas três apresentaram atividade lipolítica. Através do cultivo das cepas em quatro formulações de meios de cultivo submersos, foi observado que o isolado 17 apresentou o maior valor de atividade enzimática, de 20,71 U/mL em meio de cultivo constituído por 50 mL efluente bruto de abatedouro de frangos, 0,5% (m/v) de peptona, pH inicial de 5,5, 0,25% (m/v) de óleo de oliva, 1% (m/v) de óleo de vísceras, 1% (m/v) de tween 80, 2% (m/v) de extrato de levedura, 1% (m/v) de NH4Cl, 0,1% (m/v) de NaNO3, 0,1% (m/v) de KH2PO4 e 0,01% (m/v) de MgSO4. Por esse motivo, esse isolado foi selecionado para os experimentos seguintes de otimização da produção de lipase, que consistiram de um planejamento Plackett-Burman seguido por um planejamento composto central rotacional. Os resultados mostraram que, através do uso de um meio constituído por 50 mL efluente bruto de abatedouro de frangos, 0,5% (m/v) de peptona, pH inicial de 5,5, 0,25% (m/v) de óleo de oliva, 3,41% (m/v) de óleo de vísceras, 2% (m/v) de tween 80, 2% (m/v) de extrato de levedura, 1% (m/v) de NH4Cl, 0,1% (m/v) de NaNO3, 0,1% (m/v) de KH2PO4 e 0,05% (m/v) de MgSO4, foi possível obter um máximo de rendimento de atividade enzimática de 43,51 U/mL. O extrato bruto foi concentrado utilizando-se sulfato de amônio a 40%. O concentrado enzimático foi imobilizado em esferas de quitosana/argila ativadas com glutaraldeído 3% (v/v). O rendimento de imobilização atingido foi de 80%. A análise do comportamento de atividade enzimática do extrato bruto e da enzima imobilizada foi realizado frente a diferentes temperaturas, pH(s), solventes, íons metálicos e tempo de estocagem. Para esses ensaios observou-se que a enzima imobilizada adquiriu maior estabilidade, porém a mesma não foi estável após cinco ciclos de reuso para a reação de hidrólise. Ensaios para obtenção de ésteres etílicos foram realizados com quatro sistemas diferentes envolvendo óleo de soja refinado, óleo de vísceras, extrato bruto enzimática e uma lipase comercial (Novozym 435). Os resultados revelaram que os ensaios utilizando óleo de soja com a lipase comercial e com a lipase do extrato bruto acarretaram nos maiores valores de conversão em ésteres, de 90,32 e 54,58%. Já os ensaios utilizando o óleo de vísceras com Novozym 435 e extrato bruto acarretaram em 35,17% e 28,11%. Apesar do fato do uso dos últimos sistemas apresentarem baixas taxas de conversão em ésteres, é importante ressaltar que os estudos realizados não são suficientes para descartar a possibilidade do uso deste tipo óleo para a produção de biodiesel.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304619.pdf: 4749681 bytes, checksum: 4b41f9f4bcecb4579346400305f636f9 (MD5) / Colunas de destilação necessitam de sistemas de controle apropriados para obter a especificação desejada do produto e uma operação estável no processo. A medição confiável e precisa da composição, ou de alguma propriedade, dos produtos é uma das principais dificuldades em torres de destilação. Para a determinação destas, normalmente são empregadas análises de laboratório ou analisadores de processo. Contudo, existem problemas decorrentes desses métodos, quando aplicados no controle em malha fechada. Entre esses problemas estão: demora entre a coleta da amostra e a disponibilização do resultado da análise; e pouca confiabilidade dos analisadores de processo. Para tentar suprir esta dificuldade lançam-se mão de modelos inferenciais. A inferência é basicamente uma correlação de uma propriedade em função de variáveis escolhidas, que são continuamente medidas no processo de produção. O resultado da inferência é usado diretamente pelo controlador, ocasionando a atuação rápida sobre uma ou mais válvulas de controle, ou para manipular o set point de uma ou mais temperaturas controladas de forma a corrigir uma propriedade fora da especificação. Neste trabalho será desenvolvido um sensor por software baseado em redes neurais artificiais para inferir o valor de composição do produto de topo de uma coluna de destilação piloto, sendo esta medida disponibilizada a um sistema de controle que possui ações distribuídas de calor ao longo dos pratos. Busca-se obter um sensor robusto, porém com respostas rápidas com potencial para o desenvolvimento de estratégias de controle inferenciais avançadas. O modelo empírico será baseado em rede neural e poderá ser aplicado em uma unidade piloto de destilação de 13 pratos, processando uma mistura de etanol/água. O grande diferencial deste projeto é o fato dessa estratégia ser desenvolvida em uma torre de destilação baseada em ação distribuída de controle com aquecimentos em pontos intermediários ao longo da coluna e o desafio é que o modelo consiga representar o processo com esta característica especial. Os dados necessários para a construção, treinamento e validação da rede neural empregada no sensor, serão adquiridos através de simulações com o software comercial HYSYS® 7.0, em modo dinâmico. A validação das simulações foi realizada através da comparação com dados experimentais da unidade piloto. Foram testadas inúmeras configurações e arquiteturas de dois diferentes tipos de redes neurais: feedforward e redes recorrentes de Elman. Algoritmos de treinamentos distintos também foram avaliados. Adicionalmente ao projeto foi desenvolvido um segundo sensor em malha fechada, para ser usado como um analisador de processo em tempo real, para monitoramento da planta, mantendo o sistema de controle atual. Os resultados mostraram que o modelo neural desenvolvido reproduz de forma adequada e com boa acurácia o comportamento dinâmico do processo, sendo considerado apropriado para predição de composição do produto de topo da unidade. As predições do sensor virtual foram muito similares às saídas simuladas pelo HYSYS® com erros aceitáveis. Desta forma, poderá ser utilizado para fins de monitoramento, otimização e controle no processo de destilação. / Distillation columns require appropriate control systems in order to obtain the desired product specification and a steady operation in the process. The reliable and precise measurement of the composition or of any other property of the product is one of the main difficulties in distillation towers. In order to determine those, laboratory analyses or process analyzers are employed. However, several problems rise from those methods, when applied in closed control loops. Among those problems might be mentioned: the long time between the sample collection and the availability of the results of the analyses; and the low reliability of the process analyzers. In order overcome this difficulty inferential models may be used. Inference is basically a correlation of a property in function of variables which are continually measured in the production process. The inference result is used either directly by the controller, resulting in fast action on one or more control valves, or to manipulate the set point of one or more controlled temperatures in order to correct an out of specification property. In this work, will be develop a soft sensor based on artificial neural networks to infer the value of the top product composition of a distillation column pilot. This measure will be available to a control system that distributed with action of heating along the column. The aim is to obtain a robust sensor, but with quick responses with potential for development of advanced inferential control strategies. The empirical model will be based on neural network and will be applied in a pilot distillation unit composed of 13 trays, processing an ethanol/water mixture. The great differential of this project is that this strategy be developed a distillation column based on distributed control action with heating on at intermediate points along the column. The challenge is that the model can represent the process with this special feature. The data needed for the construction, training and validation of the neural network employed on the sensor, were obtained through simulations with commercial software HYSYS® 7.0. The validation of the simulations was carried out through comparing to experimental data of the pilot unit. Various designs and architectures from two different types of neural networks: feedforward and Elman recurrent nets, were evaluated. Different training algorithms were also evaluated. Additionally to the project, has developed a second sensor in closed loop, to be used as an analyzer process real-time, monitoring of the plant, keeping the current control system. The results showed that the developed neural model reproduces with high accuracy the dynamic behavior of the process and considered adequate to estimate the composition of top product of the unit. The predictions of the developed neural network model were very similar to the product composition simulated by HYSYS® with acceptable errors. Therefore, the soft sensor developed can be used for monitoring, optimization and control in the process of distillation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308265.pdf: 1866050 bytes, checksum: 2975dbb8d45c371697006f3f0873b14d (MD5) / A planta Aloe barbadensis Miller, também conhecida como Aloe vera L., se destaca das diversas plantas com fins curativos, por possuir propriedades medicinais como antiinflamatória, imunoestimulante, pró-angiogênica, pró-vasculogênica e antitumoral. Constitui-se em modelo para síntese de um grande número de fármacos devido à presença da substância aloína no parênquima clorofiliano. Este trabalho foi realizado a partir do fenômeno da difusão livre ou transporte passivo da aloína, sua adsorção e liberação, sendo utilizada a água como veículo devido a sua importância como solvente através de membranas. A difusão através de membranas biológicas é um passo essencial para a absorção ou eliminação de fármacos do organismo. O estudo e a determinação do coeficiente de difusão de substâncias como a aloína, através das células e tecidos, representam importantes processos para a compreensão dos fenômenos que regem a transferência de massa em sistemas biológicos, como é o caso de filmes de revestimentos e estruturas poliméricas, que compõem a classe dos atuais sistemas de liberação controlada e prolongada de fármacos. As propriedades físico-químicas da aloína foram estudadas a fim de estabelecer um perfil do comportamento desta substância nos fenômenos da difusão, incorporação e liberação da molécula em membranas. As equações empíricas e de modelagem utilizadas vieram no auxílio, compreensão e interpretação dos resultados obtidos experimentalmente, para contribuir com um melhor planejamento no desenvolvimento de novos produtos biomédicos. / The plant Aloe barbadensis Miller, also known as Aloe vera L., becomes prominent to the diverse plants for healing purposes. It has medicinal properties as anti-inflammatory, immunostimulant, pro-angiogenic, pro-and anti-tumor vasculogenic. It constitutes a model for the synthesis of a large number of drugs due to the presence of the substance aloin in chlorophyll parenchyma. This work was carried out from the phenomenon of free diffusion or passive transport of aloin, the adsorption and release. The water was used as a vehicle due, to its importance as a solvent through membranes. The diffusion through biological membranes is an essential step for the absorption or elimination of drugs from the body. The study and determination of the diffusion coefficient of substances such as aloin, through cells and tissues, are important processes to understand the phenomena which governing the mass transfer in biological systems, such as film coatings and polymeric structures that comprise the class of current systems of controlled and prolonged release of drugs. The physicochemical properties of aloin were studied in order to establish a profile of the behavior of this substance in the diffusion phenomena, incorporation and release of molecules in membranes. The empirical and modeling equations used came in assistance, understanding and interpretating the results obtained experimentally to contribute to better planning in the development of new biomedical products.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:05:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308797.pdf: 1552011 bytes, checksum: b0c7c4456b6ee7d240d85038138439f4 (MD5) / A produção de suínos passou por profundas mudanças tecnológicas nos últimos anos, disseminando um padrão intensivo de criação visando o aumento de produtividade e diminuição dos custos. Assim grandes volumes de efluentes com alto potencial poluidor (principalmente matéria orgânica e nutrientes), são produzidos em regiões com baixa capacidade de absorção dos biofertilizantes. Uma das tecnologias aplicadas no tratamento de dejetos de suínos é a digestão anaeróbia, na qual tem-se o aproveitamento energético através do biogás, contudo esses sistemas são baseados na remoção de matéria orgânica, não removendo nutrientes como nitrogênio e fósforo, restando um efluente com baixa relação carbono/nitrogênio. Nesse contexto, os processos de remoção de nitrogênio via nitrito ganham destaque, frente a menor necessidade de carbono na desnitritação e economia no suprimento de oxigênio nos processos aeróbios, tendo como fator limitante a seleção das bactérias oxidadoras de amônia (BOA) em detrimento das bactérias oxidadoras de nitrito (BON). O objetivo desse trabalho foi estabelecer o processo de nitritação e desnitritação utilizando-se um digestato de um reator anaeróbio tratando dejetos de suínos com baixa relação carbono/nitrogênio, através da adaptação de um sistema baseado no processo Ludzak-Ettinger Modificado (MLE), operando com geração de nitrito no reator aeróbio e desnitritação no reator anóxico. Afim de estabelecer os respectivos processos, os reatores foram operados separadamente. O reator nitritante foi alimentado com o efluente de um biodigestor localizado na Embrapa Suínos e Aves (BIO-ETDS). O reator desnitritante também alimentado com o efluente do biodigestor (BIO-ETDS) foi suplementado com solução de nitrito de sódio na concentração de nitrito desejada. No intuito de favorecer as BOA no reator nitritante foram usadas algumas estratégias como, alteração do pH, diminuição do tempo de retenção hidráulico (TRH) e diminuição da idade do lodo (IL). Deste modo, a estratégia mais robusta na qual o reator atingiu a nitritação foi o controle da IL (10 d), removendo uma carga de amônia de 2,10±0,21 g L-1d-1. Já no reator desnitritante, a concentração de nitrito que obteve melhor eficiência foi de 0,117g L-1, atingindo o valor de 97,3%, com uma relação ótima de COT/N-NO2- =5,87. Após acoplados, o sistema manteve a produção de nitrito e teve uma eficiência de remoção de nitrogênio na ordem de 60%. / Swine production has undergone diverse technological changes in recent years, spreading a rearing intensive standard in order to increase productivity and lower costs. Thus, large volumes of effluents with high polluting potential (mainly organic matter and nutrients) are produced in regions with low absorptive capacity of biofertilizers. One of the technologies applied in swine manure treatment and anaerobic digestion has energy recovery through biogas; however these systems are based on organic matter elimination which don't remove nutrients such as nitrogen and phosphorus, remaining an effluent with low carbon/nitrogen ratio. In this context, nitrogen removal processes through nitrite are interesting, compared to less need for carbon denitritation and economy in oxygen supply in aerobic processes, with the limiting factor that the selection of ammonia oxidizing bacteria (AOB) are detrimental to nitrite-oxidizing bacteria (NOB). The aim of this study was to establish nitritation and denitritation processes using a digestate of an anaerobic reactor managing swine waste with low carbon/nitrogen ratio, by adapting a system based on the Modified Ludzak-Ettinger (MLE) process operating with nitrite generation in the aerobic reactor and denitritation in the anoxic reactor. In order to establish their own processes, the reactors were operated separately. The nitritation reactor was fed with the effluent from a digester located at Embrapa Swine and Poultry (BIO-ETDS). The denitrifying reactor also fed with the digester effluent (BIO-ETDS) was supplemented with sodium nitrite solution at the nitrite desired concentration. With the intention of favoring AOB in the nitritation reactor, some strategies have been used as pH, hydraulic retention time (HRT) decrease and sludge age decrease. The control of the last strategy (sludge age=10 d) was the most robust in which the reactor has reached nitritation removing ammonia load of 2.10 ± 0.21 g L-1d-1. Regarding denitritation reactor, the nitrite concentration that showed the best efficiency was 0.117 g L-1, reaching a value of 97.3%, with an optimal ratio of TOC/N-NO2- = 5.87. Once the reactors were coupled, the system maintained nitrite production and showed an efficiency of nitrogen removal in the order of 60%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308798.pdf: 1761564 bytes, checksum: e86b032a88eb46732022790f47735873 (MD5) / A adsorção é um processo que vem ganhando importância na indústria têxtil para a remoção de corantes de efluentes industriais, sendo geralmente utilizado o carvão ativado. Devido ao alto custo deste material, muitos estudos visam o desenvolvimento de adsorventes alternativos e de baixo custo. Neste trabalho foram investigadas as diferentes técnicas de preparação e ativação de adsorventes carbonosos produzido a partir de rejeitos sólidos da indústria têxtil, visando a remoção do corante Reactive Red 2 (RR2) comercial. A preparação dos adsorventes foi baseada nos procedimentos contidos na patente INPI-RJ PI 0703182-3, envolvendo o tratamento térmico por pirólise a 500°C e tratamento químico. No tratamento químico foram investigados os tratamentos com solução de H2SO4 0,1M e com solução de alúmen de potássio 5% (m/m) por meio de planejamentos fatoriais 22. Os adsorventes foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescência de Raios X (FRX), área superficial BET, volume de poros e distribuição de tamanhos, método de Boehm para determinação dos grupos funcionais presentes na superfície, determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) e análises físico-químicas. Os resultados obtidos indicam que os adsorventes possuem composição complexa e apresentam grupos ácidos em sua superfície. Realizaram-se ensaios cinéticos em batelada, a partir dos quais se determinou o tempo de equilíbrio para os sistemas em estudo em diferentes valores de pH, temperaturas, concentração de NaCl e concentração de adsorvente. As melhores condições do processo de adsorção foram obtidas para T=25°C e pH=2,0 resultando valores de capacidade máxima de adsorção de 159,3 mg?g-1 e 213,9 mg?g-1, para os adsorventes preparados com resíduos de lodo biológico e físico-químico, respectivamente. Ensaios de dessorção também foram realizados visando a possibilidade de regeneração dos adsorventes. A variação de temperatura influencia pouco na adsorção do corante RR2 e com o aumento do pH ocorre um desfavorecimento do processo adsortivo assim como com o aumento da concentração de NaCl.