Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320738.pdf: 1452716 bytes, checksum: 75b42d9861b02a08f59fa83bddacd499 (MD5) Previous issue date: 2013 / Um dos problemas da carcinicultura intensiva é o acumulo de compostos nitrogenados, principalmente nitrogênio amoniacal e de nitrito, os quais se acumulam dentro do tanque de cultivo, sendo extremamente tóxicos para os organismos aquáticos. Isso acontece em função dos resíduos gerados pela ração administrada e pelo metabolismo dos camarões. Alguns sistemas de tratamento já existem removendo a amônia por meio da utilização de bactérias heterotróficas, as quais utilizam fontes extras de carbono orgânico para converter a amônia em biomassa bacteriana. O presente estudo tem como objetivo promover a retirada do nitrogênio por meio do processo de nitrificarão/desnitrificação, a fim de manter a qualidade de água necessária para o cultivo de camarão mirinho. Para isso foi desenvolvido um sistema de com recirculação da água em circuito fechado, promovendo a nitrificação dentro do próprio tanque de cultivo e um reator de desnitrificação externo. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Camarão Marinho (LCM) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). O ensaio envolveu o desnvolvimento de camarões desde a fase juvenil até a fase adulta, realizado em duas etapas. A primeira etapa teve duração de 50 dias utilizando camarões de 1,48 ± 0,31g e a segunda foi realizada em 36 dias utilizando camarões de 7,1g ± 0,56g. A unidade experimental continha três partes principais: tanque contendo um reator de leito móvel para nitrificação; um reator de leito móvel para desnitrificação e um decantador. Esse trabalho destinou-se a aplicação desse processo no cultivo super-intensivo de camarão marinho (Litopenaeus vannamei) operado em ciclo fechado, com zero de renovação de água. E obteve como resultado após os 36 dias dias de cultivo utilizando uma densidade de 350 camarões/m3, 92,86 % de sobrevivência, peso final de 13,1 ± 1,44g , e crescimento semanal médio de 1,23 g/ semana. O sistema assim concebido mostrou-se viável e muito promissor para aplicação na carcinicultura, trazendo uma série de vantagens quando comparado com os sistemas atualmente utilizados, sendo os principais: menor produção de lodo; menor gasto com energia e melhores condições de cultivo.<br> / One of the problems associated to the intensive shrimp pond is ammonia and nitrite accumulation in the tank, being extremely toxic to aquatic organisms.This is due to the residues generated by the shrimp metabolism. Some existing treatment systems remove ammonia using heterotrophic bacteria, which use external organic carbon sources to convert ammonia to bacterial biomass. This study aims to promote the removal of nitrogen through the nitrification/denitrification process in order to maintain the water quality required for growing marine shrimp. In this work it was built a closed circuit water recirculation system, promoting the nitrification process inside the cultivation tank and one external denitrification reactor. The experiment was conducted at the Laboratory of Marine Shrimp (LCM) of the Federal University of Santa Catarina (UFSC). The experiment involed shrimp from larval to adult phases, carried out in two steps. The first stage lasted 50 days starting with 1.48 ± 0,31g shrimp and the second lasted 36 days starting with 7.1 ± 0,56 g. The experimental setup was composed of three main parts: tank containing a moving bed reactor for nitrification, a moving bed reactor for denitrification and a settler. This work aimed the implementation of this process, applied to grow marine shrimp (Litopenaeus vannamei) in a super-intensive mode, operated in water closed loop, with zero water renewal. The results after 36 days of cultivation, using a density of 350 shrimps/m3, it was obtained 92.86 % of survival, final weight of 13.1± 1,44g, and average growth rate of 1.23 g/ week. The designed system have shown to be viable to be implemented and and a promising process to be applied in the carciniculture, bringing many advantages when compared to other system used until now, being highlighted: smaller sludge production; less energy consume; and better cultivation conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318951.pdf: 3678644 bytes, checksum: 22aa8b9738122383719ddc57ca716774 (MD5) Previous issue date: 2013 / A deposição final dos resíduos da atividade humana na natureza é sempre um desafio. A busca pela reutilização de resíduos é fundamental nos dias atuais, onde a preocupação com o meio ambiente é cada vez maior. A indústria de revestimentos cerâmicos não é uma exceção a esta regra. Dentre os muitos resíduos gerados, a indústria de revestimentos cerâmicos consegue reaproveitar a maior parte em seu próprio processo. Mas o reaproveitamento das peças queimadas quebradas ainda é um desafio. Elas têm elevada dureza, e esta é a principal dificuldade de seu reaproveitamento no processo. Estudar formas alternativas para reaproveitar essas quebras é a opção ecologicamente correta mais viável. Então, este trabalho buscou estudar modos para reaproveitar as quebras queimadas de porcelanato em atividades distintas da própria cerâmica, em especial como elemento filtrante para o tratamento de água. Amostras de água coagulada foram filtradas em laboratório utilizando areia e quebras queimadas britadas como recheio para os filtros. A cada filtração realizada, os resultados obtidos pela areia e pela quebra queimada eram comparados. Ao final das filtrações, análises mais precisas para a detecção de elementos químicos nocivos à saúde humana foram realizadas na água filtrada por ambos os elementos filtrantes. A função destes ensaios era evidenciar se a areia dos filtros de água pode ser substituída por quebras queimadas britadas de porcelanato <br> / Abstract: The final disposal of waste from human activity in nature is always a challenge. The search for the reuse of waste is essential nowadays, where concern for the environment is increasing. The ceramic tile industry is no exception to this rule. Among the many waste generated, the ceramic tile industry can reuse the most of them in your own process. But the reuse of broken fired pieces is still a challenge. They have high hardness, and this is the main difficulty for its reuse in the process. Studying alternative ways to reuse these breaks is the most viable environmentally option. So, this study aimed to examine ways to reuse broken pieces of burned porcelain tiles in different economic activities, particularly as filtering element for water treatment. Coagulated water samples were filtered in the laboratory using sand and crushed pieces of porcelain tiles as filling for the filters. Each filtration performed, the results obtained by sand and crushed pieces of porcelain tiles were compared. At the end of filtrations, a complete analysis for detection of harmful chemical elements to human health was performed in water filtered by both filtering elements. The function of the analysis was to evince that the sand used on water filters can be replaced by crushed pieces of porcelain tile.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318761.pdf: 2554395 bytes, checksum: c4c2af723bb0022e607d5bf0df11a37d (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho descreve a caracterização, baseada no método acústico, de sinais gerados por vazamentos de fluidos em dutos. O sensor utilizado foi um microfone de baixo custo cuja faixa de medição era de 20 Hz a 20 kHz. Para o tratamento dos sinais aqui estudados utilizou-se a Transformada Discreta de Fourier. A primeira etapa deste trabalho consistiu na realização de experimentos em uma seção de duto de aço inox com 2 m de comprimento, 0,1 m de diâmetro interno, com espessura da parede de 5,7 mm na qual era possível utilizar orifícios de vazamentos circulares com diâmetros de 1, 2, 3 e 4 mm e também uma fenda com dimensões de 0,5mm x 30 mm. Os testes de vazamento foram feitos tanto com água quanto com ar comprimido com pressões de 1,96.105 e 5,9.105 Pa. Após a análise dos dados obtidos foi constatada a presença de regiões de frequências características para esses vazamentos. Para descrever essas regiões foram ajustadas curvas Gaussianas de primeira e terceira ordem. Isso possibilitou o acesso a informações como a magnitude, frequências médias e o desvio padrão desses dados. A segunda etapa consistiu na realização de experimentos de vazamentos em um circuito de dutos fechado (UEEM). Nesses casos foi utilizada a pressão de 1,6.105 Pa e os orifícios circulares também foram de 1, 2, 3 e 4 mm de diâmetro e uma fenda de 1 mm x 15 mm. Diferentemente dos resultados obtidos na seção de duto, na UEEM foram obtidos picos de frequências característicos dos vazamentos. Na terceira e última etapa deste trabalho foram analisados casos de não vazamento como a abertura e o fechamento de válvulas, o escoamento de fluido e o ruído presente no ambiente. Com a análise desses casos foi possível evidenciar a distinção entre as frequências pertinentes a casos de vazamento com as que não são. Dessa maneira, este método estudado se mostrou promissor para a detecção de vazamentos em dutos da indústria de petróleo e gás. <br> / Abstract : This work describes the characterization of signals generated by fluid leaks in pipeline based on acoustic method. The sensor used was a low cost microphone whose measurement range of 20 Hz to 20 kHz. The Discrete Fourier Transform was used for the signal processing. The first stage of this work consisted of experiments on a section of pipeline made of stainless steel pipe with 2 m long, 0,1 m insider diameter, with wall thickness of 5,7 mm in which it was possible to use plates with diameter holes of 1, 2, 3 and 4 mm and also a gap with dimensions of 0.5 mm x 30 mm. The leakage tests were made both with water and compressed air at pressures 1,96.105 and 5,9.105 Pa. After analyzing the data obtained there was a hump like characteristic frequencies for these leaks. To describe these hump first and third order Gaussian curves were adjusted. This enabled to access information such as magnitude, frequency and standard deviation of the data. The second stage was to perform experiments of leaks in the UEEM. In these cases 1,6.105 Pa pressure and plates with diameter holes 1, 2, 3 and 4 mm and a gap of 1 mm x 15 mm was used. Differently from results obtained in the section of pipeline in UEEM frequency peaks were obtained to characteristic the leaks. In the third, and final stage of this work, were analyzed not leak cases. With the analysis of these cases was possible to demonstrate the distinction between the characteristic frequencies from not leak cases. Therefore, this study has shown a promising method for leak detection in pipelines of oil and gas industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318953.pdf: 3624684 bytes, checksum: 7b1e247f44d1ad6038417ee8aa370956 (MD5) Previous issue date: 2013 / Uma das mais promissoras técnicas de captura de dióxido de carbono consiste na sua separação através da reação reversível com um sólido inorgânico. Neste trabalho, foi estudada a captura de dióxido de carbono em altas temperaturas por meio da reação de carbonatação do ortossilicato de lítio (Li4SiO4) comercial. O sólido comercial foi caracterizado quanto à área superficial específica BET, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e termogravimetria. A presença de compostos diferentes do Li4SiO4 comercial mostrou a necessidade de se realizar um pré-tratamento antes de cada experimento. A análise dinâmica do Li4SiO4 com CO2 puro mostrou que a faixa de temperatura na qual ocorre a reação de carbonatação é de 500-734°C. A partir das análises sob diferentes condições de operação, verificou-se que, na faixa estudada, a cinética da reação de carbonatação é influenciada pela vazão volumétrica, pela temperatura do pré-tratamento e pelo tempo que o sólido permanece na temperatura de pré-tratamento. O sólido completamente carbonatado apresentou somente os produtos cristalinosda reação de carbonatação em altas temperaturas, Li2SiO3 e Li2CO3. Oefeito da temperatura na cinética de carbonatação foi avaliado e verificou-se que o aumento desse parâmetro provoca uma aceleração da reação com o aumento da quantidade capturada durante o tempo analisado. Em altas temperaturas (700 e 730°C) a quantidade de CO2 capturada no equilíbrio foi de aproximadamente 35% um valor muito próximo da capacidade máxima teórica, 36,7%. A cinética de carbonatação foi estudada e somente o modelo semi-empírico duplo exponencial se ajustou aos dados experimentais. A reversibilidade das reações de carbonatação/descarbonatação foi avaliada e durante os oito primeiros ciclos o sólido manteve-se estável (34-35% em massa de CO2) diminuindo a capacidade máxima de carbonatação nos dois últimos (31% em massa de CO2). <br> / Abstract: One of the most promising techniques for capturing carbon dioxide is its separation by reversible reaction with an inorganic solid. In this study, the capture of carbon dioxide was studied at high temperatures by carbonation reaction of commercial lithium orthosilicate. The solid was characterized by BET specific surface area, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and thermogravimetry analysis. The presence of the impurities in the Li4SiO4 structure showed the necessity of performing a previous treatment before each experiment. The dynamic analysis of Li4SiO4 with pure CO2 showed that the temperature range in which the reaction occurs carbonation is 500-734 °C. From the analysis under different operating conditions, it was found that the reaction kinetics of carbonation is influenced by the volumetric flow, the temperature of the previous treatment and by the time that the solid remains in the final treatment temperature. The complete carbonated solid showed only the crystalline products of carbonation reaction at high temperatures, Li2SiO3 and Li2CO3. The effect of temperature on the kinetics of carbonation was evaluated and it was found that the increase of this parameter causes an increase in the reaction rate by increasing theamount of CO2 captured during the experiment. At high temperatures (700 to 730 ° C) the amount of CO2 captured in the equilibrium was approximately 35%. The carbonation kinetics was studied and only the semi-empirical double exponential model fit to the experimental data. The reversibility of the reactions of carbonation / decarbonation was assessed and during the first eight cycles the solid was stable (34-35 wt% CO2), reducing the maximum carbonation in the last two cycles (31 wt% CO2).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318952.pdf: 1357524 bytes, checksum: 2c25b1d7829fd976010f5c062677d41b (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho descreve o estudo da liquefação direta do carvão catarinense, empregando sulfeto férrico impregnado in situ (pirita sintética) ou pirita natural como catalisadores. O objetivo do estudo foi avaliar a atividade catalítica da pirita nesta reação, visando à produção de hidrocarbonetos líquidos leves. Os experimentos de liquefação foram conduzidos em reator de alta pressão, em escala de bancada e em sistema de batelada. O reator foi carregado com cerca de 20g de carvão impregnado com 2% em massa de pirita sintética ou misturado com 5% em massa de pirita natural como catalisadores. Foi ainda utilizada a tetralina como solvente, atmosfera de hidrogênio e temperaturas de reação de até 380ºC. As variáveis empregadas foram: a temperatura (300ºC, 350ºC e 380ºC), a pressão (25bar, 50bar e 75bar) e a natureza do catalisador (pirita sintética ou pirita natural). Os produtos das reações foram separados em óleos, asfaltenos e pré-asfaltenos através de fracionamento por solubilidade. Os resultados mostraram que a Conversão Total aumentou com a elevação da temperatura da reação, mas foi pouco influenciada pela variação da pressão de hidrogênio. A presença dos catalisadores incrementou a Conversão Total em 3% e 4,5%, quando empregada pirita natural e pirita sintética, respectivamente. Todas as reações foram majoritariamente seletivas em pré-asfaltenos. A elevação da temperatura aumentou a seletividade em pré-asfaltenos e a variação da pressão de hidrogênio não apresentou influência significativa na seletividade dos produtos. Em comparação com uma reação sem adição de catalisador, a seletividade em óleos aumentou em 5,5% com o uso de pirita natural como catalisador e em 11,6% com o uso da pirita sintética. O rendimento de todas as frações aumentou com a elevação da temperatura. O maior rendimento obtido em óleos foi de 10%. Conversões Totais e rendimentos em óleos mais expressivos não foram obtidos devido às limitações do reator, ou seja, as baixas temperaturas trabalhadas e a possível deficiência no sistema de agitação. <br> / Abstract: This work describes the study of direct liquefaction of a coal from Santa Catarina, employing ferric sulfide impregnated in situ (pyrite synthetic) or natural pyrite as catalysts. The aim of the study was to evaluate the catalytic activity of pyrite in this reaction, aiming at the production of lighter liquid hydrocarbons. The liquefaction experiments were conducted at bench scale in high-pressure batch reactor. The reactor was charged with about 20g of coal impregnated with 2 wt% of pyrite synthetic or mixed with 5 wt% of natural pyrite as catalysts. It was also used tetralin as solvent, atmosphere of hydrogen and reaction temperature of up to 380ºC. The variables used were: temperature (300ºC, 350°C and 380°C), pressure (25bar, 50bar and 75bar) and nature of the catalyst (pyrite synthetic or natural pyrite). The liquefaction products were separated into oils, asphaltenes and preasphaltenes by solvent fractionation. The results showed that Total Conversion increased with the increase of reaction temperature, but it was little influenced by variations in the pressure of hydrogen. Presence of catalysts increased Total Conversion in 3% and 4.5% when employed pyrite natural and synthetic pyrite, respectively. All reactions were mostly selective to preasphaltenes. Rising temperatures increased selectivity to preasphaltenes and the hydrogen pressure variation showed no significant effect on the selectivity of the products. In comparison with a reaction carried out without added catalyst, oil selectivity increased by 5.5% with the use of natural pyrite as catalyst and by 11.6% with the use of synthetic pyrite. Yield of all fractions increased with increasing reaction temperature. The higher oils yield obtained was 10%. Total Conversions and oil yields more expressive were not obtained due to limitations in the reactor, that is, low temperatures worked and possible deficiency in the stirring system.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325095.pdf: 1478955 bytes, checksum: 9e706444df08e9957e686061b6087384 (MD5) Previous issue date: 2013 / O crescente desenvolvimento industrial vem aumentando consideravelmente a quantidade de resíduos produzidos nos processos de fabricação e, entre esses, pode ser citado o segmento de papel e celulose. Os resíduos deste segmento, quando não dispostos de forma correta no meio ambiente, podem trazer sérios problemas à saúde pública. Além da disposição correta, há uma preocupação crescente com relação ao reaproveitamento destes resíduos para que possam ser reutilizados em outros processos industriais. Quando ocorre a reutilização, diminui de forma considerável a disposição em aterros e, via de regra, economiza energia, matéria prima e minimiza ainda a responsabilidade solidária da empresa geradora destes resíduos com a empresa depositante. Assim, este trabalho tem como foco principal o estudo e definição de uma rota eficaz e viável para a síntese de zeólitas a partir de resíduos provenientes do processo de polpamento de papel branco. Esta alternativa vem no sentido de diminuir os impactos ambientais que este tipo de resíduo gera quando descartado. A alternativa estudada é a utilização do caulim presente nestes resíduos como fonte de metacaulim para a produção de zeólitas. Estas zeólitas têm uma vasta aplicação como trocadores iônicos, catalisadores e peneiras moleculares. Os resultados demonstraram que a rota por meio de reação hidrotermal desenvolvida para a síntese de zeólitas tipo 4A é eficaz. A zeólita sintetizada a partir do resíduo proveniente do processo de polpamento de papel branco foi comparada com uma zeólita comercial padrão, obtendo-se resultados promissores.<br> / Abstract : The growing industrial development has considerably increased the amount of waste produced in industrial processes as in the cellulose and paper segment. The residues of this segment, if not properly disposed in the environment, can cause serious problems to public health. Besides the proper disposal of waste on the environment, there is growing concern about the reuse of this waste so that they can be reused in other industrial processes. When reuse occurs, decreases considerably the disposal in landfills and normally saves energy, raw materials and minimizes the responsibility of the company producer of these residues with the company depositor. This work has as main goal the study and development of a viable and effective route for the synthesis of zeolites from waste from the process pulping of white paper. This alternative comes in order to reduce the environmental impacts that this type of waste generated when discarded. The alternative studied is the use of kaolin present in the waste as a source of metakaolin to produce zeolites. These zeolites have a wide application as ion exchangers, catalysts and molecular sieves. The results demonstrated that t he route by hydrothermal reaction developed for the synthesis of type 4A zeolite is effective. The zeolite synthesized from waste from the process pulping of white paper was compared with a standard commercial zeolite and obtained excellent results. Adsorption experiments were performed to verify its efficiency in application as adsorbent of heavy metals from acid mine drainage in removing iron and manganese ions. The synthesized zeolite was extremely efficient in its use as an adsorbent.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:17:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325565.pdf: 2342743 bytes, checksum: fd2f8adfd91b82ac7d648d696781d05f (MD5) Previous issue date: 2013

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325532.pdf: 1593372 bytes, checksum: 797ffb08f9be937f0f9a1c0e99a9a870 (MD5) Previous issue date: 2013 / Interesses políticos, preocupações acerca de questões ambientais e a dependência energética de reservas esgotáveis como o petróleo, têm motivado o desenvolvimento da indústria dos biocombustíveis. O biodiesel derivado de óleos vegetais e gorduras animais é uma alternativa verde ao diesel de petróleo. Esse combustível é obtido a partir da transesterificação de óleos e gorduras. Há diversos métodos para condução desta reação dentre elas a transesterificação supercrítica, a qual não requer a utilização de catalisadores, entretanto demanda a aplicação de condições drásticas de pressão e temperatura para alcance das condições críticas do solvente. Entre os maiores desafios da indústria do biodiesel estão: a busca por matérias-primas capazes de suprir biodiesel de boa qualidade; e a redução dos custos associados ao processo. Produtos derivados do maracujá movimentam tanto o mercado nacional como o internacional, sendo o Brasil responsável por 90% da produção mundial deste fruto. As sementes do maracujá configuram um subproduto dessa indústria com baixo valor agregado, o qual merece atenção. A extração supercrítica com CO2 é um método ambientalmente favorável de separação empregado como alternativa aos métodos tradicionais os quais utilizam solventes orgânicos. O resultado dos processos que envolvem o emprego de fluidos supercríticos é função da combinação das condições de pressão e temperatura aplicadas. Co-solventes são frequentemente utilizados para modificar as características dos solventes beneficiando processos da indústria química. No presente trabalho foram conduzidas extrações com emprego de CO2 supercrítico para a obtenção do extrato da semente de maracujá com e sem o emprego de co-solventes variando as condições de pressão (250 e 300bar) e temperatura (55,60 e 70°C). Para todas as extrações foram alcançados rendimentos superiores a 20%. Embora a influência dos parâmetros pressão e temperatura sob o processo tenha demonstrado alta complexidade, o etanol se mostrou uma ótima alternativa como co-solvente para aceleração das extrações, reduzindo significativamente o tempo para obtenção do extrato sem alterar aspropriedades do perfil de triglicerídeos observado. O maior rendimento obtido sem adição de modificador foi 23,97% a 250bar e 60°C decorridos 330 minutos enquanto a adição do modificador conduziu ao rendimento de 23,88% a 300bar e 55°C no tempo de 120 minutos. A análise do perfil de triglicerídeos determinado por cromatografia gasosa do óleo da semente do maracujá apontou este como uma possível alternativa para a aplicação na produção de misturas de biodiesel. O método de transesterificação supercrítica demonstra ser o mais adequado uma vez que apresenta ampla tolerância quanto ao teor de insaturações presentes no óleo, bem como a possíveis contaminantes provenientes da matriz vegetal o do processamento do óleo.<br> / Abstract : Political interests, environmental concerns and energy dependence of non renewable resources such as petroleum, raise the development of biofuels industry. Biodiesel derived from vegetable oils and animal fats is a green alternative to petroleum diesel. This fuel is obtained via transesterification of oils and fats. There are many methods for conducting this reaction, supercritical transesterification is one of them which does not require catalysts, however demand drastic conditions of pressure and temperature in order to reach solvent critical conditions. Among the biggest challenges of biodiesel industry it can be mentioned: searching for raw materials adequate to generate high quality biodiesel, and reducing process costs. Passion fruit derivate products are representative both in national and international trade. Brazil accounts for 90 % of worldwide production of passion fruit. Passion fruit seeds are byproducts of its industry with low added value that deserves attention. Extraction with supercritical CO2 is an environmental friendly method of separation used as an alternative to traditional methods which normally apply organic solvents. The result of processes involving supercritical fluids application is a function of parameters combination such as temperature and pressure conditions. Co-solvents are often used to modify solvent characteristics inducing benefits to chemical processes. The aim of this work was conduct extractions with the use of supercritical CO2 to obtain the passion fruit seed extract with and without presence of co-solvents varying pressure conditions (250 and 300bar) and temperature (55,60 , and 70 ° C) . For all extractions were achieved yields above 20%. Although the influence of combination parameter pressure and temperature, demonstrated high complexity, ethanol proved to be a great alternative as a co ? solvent. This modifier speeds up extraction process significantly reducing the period required to obtain almost the same amount of extract obtained on its absence, without changing its lipid profile. The highest yield obtained without modifier addition was 23.97 % at 250bar and 60 ° C, after 330 minutes. Withal, the modifier addition conducted to the yield of 23.88% at 300bar and 55 ° C after 120 minutes. Analysis of the triglyceride profileconducted by gas chromatography of passion fruit seed oil, qualified it as a possible alternative for use in biodiesel blends. The supercritical transesterification method proves to be the most suitable since it shows great tolerance regarding oil unsaturation content, as well as possible contaminants from oil matrix or processing.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325090.pdf: 7917671 bytes, checksum: aecf83f428b94c08a53d1626b7b65542 (MD5) Previous issue date: 2013 / A itaúba (Mezilaurus itauba) é uma árvore da família botânica das Lauraceae, que destaca-se pela sua importância econômica na utilização de sua madeira e produção de óleos essenciais. A M. itauba é típica da região Amazônica e encontra-se principalmente no Pará. Devido às suas características como durabilidade e resistibilidade essa madeira é muito utilizada na construção civil, em móveis, embarcações, peças torneadas, entre outras aplicações que geram quantidades significativas de resíduos. Estes resíduos muitas vezes não são aproveitados corretamente, podendo causar danos ambientais. Logo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para obtenção de um extrato natural de alto valor agregado a partir dos resíduos de M. itauba utilizando fluido supercrítico e comparar, em termos de rendimento de processo e composição dos extratos, com os obtidos a partir das técnicas convencionais de extração (via soxhlet e hidrodestilação) e etanol como cossolvente junto à Extração Supercrítica (ESC). A técnica de extração por fluido supercrítico foi utilizada por ser considerada uma tecnologia limpa, ambientalmente segura e economicamente atrativa. Os extratos supercríticos de M. itauba foram obtidos numa faixa de pressão de 80 a 220 bar, com temperaturas entre 38 a 52 ??C, densidade do solvente variando de 241 a 839,81 kg/m3 e vazão de 3 mL/min. O maior rendimento obtido utilizando CO2 supercrítico foi de 1,04% para a condição de extração de 220 bar e 45 ??C. Nas extrações utilizando etanol em concentrações de 2, 5 e 8% em volume, como cossolvente junto a ESC, o rendimento foi de até 1,56%. Os rendimentos para a hidrodestilação e extração via soxhlet foram de 0,04 e 5,47%, respectivamente. Foram identificados importantes compostos nos extratos de M. itauba supercrítico e hidrodestilado, a sua maioria sesquiterpenos, podendo-se destacar o ??-cadinol, T-muurolol, ??-cadineno, ??-cubebeno, ??-cariofileno, Germacreno-D, Naftaleno, ??- copaeno e ??-bisabuleno. Para a descrição da cinética de extração utilizando fluido supercrítico foram empregados os modelos de transferência de massa de Sovová e Martinez e o modelo empírico de Barton. Estes três modelosapresentaram erros similares nas métricas utilizadas (erro médio quadrático e desvio relativo absoluto médio). Foi realizada a avaliação econômica para o processo de obtenção do extrato de M. itauba em meio supercrítico. Os resultados dessa análise de custo sugerem que os processos envolvidos são economicamente viáveis, no ponto de vista do custo final do produto manufaturado.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:24:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325329.pdf: 2175421 bytes, checksum: 4f038e08269b194ac4633e70ffdb20cb (MD5) Previous issue date: 2013 / O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de dióxido de carbono pressurizado como anti-solvente para o encapsulamento da bixina em poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV). Para os experimentos de encapsulamento, utilizou-se diclorometano como solvente orgânico e dióxido de carbono como antissolvente e uma câmara de precipitação. Durante o processo de encapsulamento, os parâmetros mantidos constantes foram: vazão de solução (1,0 mL.min-1) e a vazão do antissolvente (20,0 mL.min-1), e a influência dos seguintes parâmetros foram investigados: pressão (80 a 100 bar), temperatura ( 308,5 e 313,5 K), concentração de bixina na solução orgânica (0,4 a 1,0 mg.mL-1) e concentração de PHBV na solução orgânica (1,0 a 20,0 mg.mL-1). O percentual e eficiência de encapsulamento foram determinadas submetendo as amostras do material coprecipitado à agitação manual por 20 segundos, a partir do qual foi obtido um percentual real de encapsulamento máximo e uma eficiência máxima de encapsulamento de 42,4 % e 92,0 %, respectivamente. Observou-se que tanto a pressão, temperatura, e a relação de concentração encapsulante e encapsulado na solução orgânica incial, possuem influência tanto na eficiência de encapsulamento como na morfologia das partículas. Os experimentos em que foram obtidos maiores percentuais e eficiência de encapsulamento foram selecionados para o estudo dos ensaios de liberação em meios puros (etanol, acetato de etila, acetona e éter etílico) a 28 °C ± 0,5 °C e 120 rpm. Constatou-se que em acetona o comportamento de liberação foi caracterizado por um burst inicial, na qual grande parte do princípio ativo foi liberada nos primeiros 20 minutos, onde o percentual médio máximo de liberação foi de 92,44 %. Em Acetato de etila, éter etílico e etanol os comportamentos das liberações apresentaram-se diferentes do encontrado em acetona, não sendo verificado o burst inicial. As liberações em éter etílico e etanol ocorreram mais lentamente que em acetato de etila, chegando próximo dos 600 minutos até atingir o percentual médio de liberação de 95,23 % quando o meio de dissolução era composto por etanol. Os valores de concentração dos princípios ativos liberados foram proporcionais aos percentuais reais de encapsulamento da bixina, e dependendo da polaridade do solvente onde se encontravam as partículas pode se obter uma liberação mais rápida ou mais lenta.<br> / Abstract : The objective of this study was to investigate the application of pressurized carbon dioxide as anti-solvent for the encapsulation of bixin in poly (hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV).For the encapsulation trials, dichloromethane and carbon dioxide were used as organic solvent and as antisolvent respectively, and also a precipitation chamber. During the encapsulation process , the parameters were maintained constant: flow solution (1.0 mL.min-1) and antisolvent flow rate (20.0 ml.min-1), and the influence of the following parameters were investigated : pressure (80 to 100 bar) and temperature ( 308.5 and 313.5 K), bixin concentration of the organic solution (0.4 to 1.0 mg.mL-1) and concentration of PHBV in organic solution (1.0 to 20.0 mg.mL-1).The rate and encapsulation efficiency were determined by subjecting samples of the material to coprecipitate manual shaking for 20 seconds, from which it was obtained a percentage of actual maximum and a maximum encapsulation efficiency of encapsulation of 42.4% and 92.0%, respectively. It was observed that both the pressure, temperature, and the ratio of encapsulating and encapsulated organic concentration in the initial solution have much influence on the encapsulation efficiency and particle morphology. The experiments in which higher percentages and encapsulation efficiency were obtained were selected for the study of the release tests in pure media (ethanol, ethyl acetate, acetone and ethyl ether) at 28 ° C ± 0.5 ° C and 120 rpm . It was found that in acetone the release behavior was characterized by an initial burst, in which much of the active ingredient was released in the first 20 minutes, being 92.44 % the maximum average percentage of release. In ethyl acetate, diethyl ether and ethanol releases showed behaviors were different from those found in acetone, although the initial burst was not verified. Releases in ethyl ether and ethanol occurred more slowly than in ethyl acetate, reaching close to 600 minutes to reach the average percentage of release of 95.23 % when the dissolution medium was composed of ethanol. The concentration values of the released active ingredients were proportional to the actual percentage of encapsulation of bixin, and depending on the polarity of the solvent in which the particles were can get a faster or a slower release.