Orientador: Claudio Cabello / Banca: Waldemar Gastoni Venturini Filho / Banca: Manoel Lima de Menezes / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar o tratamento da manipueira, pelo processo de flotação, visando estabelecer os melhores parâmetros operacionais a serem adotados num sistema de recuperação da fração protéica e matérias graxas deste resíduo, sem o uso de agentes químicos. No efluente gerado durante o processo de flotação foi realizada hidrólise enzimática utilizada como substrato na produção de álcool no processo fermentativo. Foram realizados os tratamentos em dois tipos de processo de flotação: por ar dissolvido e ar induzido, sendo as colunas desenvolvidas em acrílico e PVC para operação contínuo, em uma planta piloto. Os dois sistemas de flotação não demonstraram diferenças em relação à recuperação de proteínas, amidos e matéria graxa, porém, o processo de flotação por ar dissolvido torna a manipueira diluída e para as etapas posteriores (hidrólise e fermentação) a concentração reduzida de carboidratos inviabilizaria a utilização como substrato para a fermentação alcoólica. Utilizando o processo por ar induzido, foram realizados ensaios variando vazão e temperatura, sendo os melhores resultados obtidos nas seguintes condições: vazão na faixa entre 120 e 420 mL min-1 e temperatura na faixa de 33 a 36 °C. Foi observada uma redução nos percentuais de remoção de matéria graxa e proteínas de 44,4 % e 32,8 % respectivamente. A análise do hidrolisado demonstrou um elevado aumento na quantidade de glicose, provavelmente decorrente da hidrólise de linamarina, que libera uma molécula de glicose, de acetona e de ácido cianídrico. A fermentação alcoólica foi conduzida em 30 horas, ocorrendo à formação de 31,37 g L-1 e 32,74 g L-1 de etanol no efluente e na manipueira, respectivamente. A eficiência do processo fermentativo foi em média 86,30 % para o efluente e 93,75 % para a manipueira. / Abstract: This work aimed to study the treatment by flotation process of the liquid byproduct from manioc (Manihot esculenta CRANTZ) industrialization called manipueira. It intended to establish better operational standards for recovering protein fractions and fatty contents of this byproduct without using chemicals. The effluent generated during the flotation process was hydrolyzed with enzymes used as substrate in the fermentative process for alcohol production. Treatments were tested in two different flotation processes: dissolved air and induced air, being the columns developed in acrylic and PVC for continuous operation in a pilot plant. The two flotation systems showed no differences to each other in regards of recovering protein, starch and fatty contents. However, flotation process by dissolved air dilutes manipuera and for the following steps (hydrolysis and fermentation), the reduced carbohydrates concentration would hinder its utilization as substrate for alcohol fermentation. Essays using induced air process were performed, varying flow rates and temperature. The best results were found under the following settings: flow rate between 120 and 420 mL min-1 and temperature between 33 and 36°C. It was observed a reduction of 44,4% and 32,8% in fatty contents and protein removal respectively. Analysis of hydrolyzed material pointed a high increase in glucose, probably due to linamarin hydrolysis, which releases a molecule of glucose, acetone and cyanidric acid. Alcohol fermentation was conduced for 30 hours, forming 31,37 g L-1 and 32,74 g L-1 of ethanol in effluent and manipueira respectively. Fermentative process efficiency was in average 86,30 % for the effluent and 93,75 % for manipueira. / Mestre

Orientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Fernando Flecha Alckmim / Banca: Marcos Egydio Silva / Banca: Ticiano Saraiva / Banca: Hans Dirk Hebert / Resumo: A grande variedade de microestruturas e texturas encontradas nos minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero no Brasil gera uma ampla diversidade de propriedades físicas com grandes implicações para o seu beneficiamento. O vínculo entre reologia, mecanismos de deformação que atuaram na formação de várias microestruturas e texturas ou orientações cristalográficas preferenciais (OCP), fornecem resultados que podem ser aplicados para uma explotação estratégica dos diferentes tipos de minérios, implicando na melhoria de áreas alvos. Este estudo foi focado na avaliação da correlação de microestruturas/texturas com parâmetros de flotação, visando otimizar o processo de flotação para aumentar a recuperação dos minérios "pobres" (ricos em sílica), que comumente contêm menos de 64% de Fe. Uma série de técnicas, incluindo difração por nêutrons, raios-X e elétrons retroespalhados (elétron backscattering difraction), bem como análises granulométricas e de imagens dos concentrados de flotação foram aplicados neste trabalho. Os resultados obtidos por meio das análises microestruturais e texturais, permitiram enquadrar os diferentes minérios no seu contexto tectônico, dentro do Quadrilátero Ferrífero. Adicionalmente, a diversidade reológica, obtida por várias técnicas resultou na definição de parâmetros de correlação com a flotação, que podem ser aplicados na indústria de beneficiamento, contribuindo para aumentar a recuperação do minério de ferro. / Abstract: The wide range of minerals, microstructures and textures encountered in iron ores of the Quadrilátero Ferrífero region in Brazil, generates a diversity of physical properties with implications to its processing. The linking between rheology and deformation mechanisms which acted in microstructure and texture or crystallographic preferred orientations (CPO), formation provide results witch can be applied in strategic exploitation of different ore types, leading to the improvement of the selected targets. This study was focused in the evaluation and correlation of textures, microstructures with flotation parameters, aiming to optimize the flotation processing to increase the recovery of low-grade iron ores, which commonly contain less than 64% Fe. A series of techniques, including neutron diffraction, X-ray diffraction, electron backscattering diffraction as well as granulometric and imaging analysis of flotation concentrates were applied in this study. The results obtained through the textural and microstructural studies allow fitting different ores in your tectonic setting, into Quadrilátero Ferrífero. Additionally, the diversity of rheologic features defined by the different techniques led to define new correlation parameters with selectivity indices of flotation that can be applied to the iron ore processing industry, contributing to increase iron ore recovery. / Doutor

Orientador: Edson Pereira Tangerino / Banca: Dib Gebara / Banca: Carlos Gomes da Nave Mendes / Resumo: Novas tecnologias para o tratamento de água vêem sendo desenvolvidas e suas combinações podem apresentar bons resultados principalmente quando submetidas a variações sazonais de origem natural e antropicas. A crescente poluição dos corpos d'água causa florescimentos de algas e cianobactérias nos mananciais, com aparecimento de sabor e odor na água bruta, podendo ocorrer também a liberação de toxinas pelas cianobactérias. Os processos de tratamento de água convencionais têm apresentado deficiências quanto à remoção de cianobactérias e cianotoxinas, principalmente quanto ao aspecto de remoção das células viáveis e na capacidade de remover as toxinas extracelulares. As cianobactérias retidas no lodo dos decantadores representam riscos à qualidade final da água tratada. O presente projeto de pesquisa consistiu em experiência com floco-decantador de manta de lodo acoplado a flotador por ar dissolvido, formando um conjunto composto pelos dois tipos de equipamentos ou tecnologias e ainda com dispositivo limitador de manta. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho da instalação proposta quando submetida a variações da qualidade da água bruta, principalmente quando submetido à sobrecarga de algas e cianobactérias, simulando possíveis florações nos mananciais. Os resultados dos ensaios no modulo experimental com água natural apresentaram remoção satisfatória de turbidez , com valores abaixo de 3,0 uT da água floco-floto-decantada e em torno de 0,1 uT da água filtrada. Os ensaios realizados com água natural com presença elevada de algas e cianobactérias, evidenciaram a importância da unidade de flotação, com remoção de clorofila_a de 82% na água decantada/flotada e próximo de 99% na água filtrada, em relação à água bruta, sendo que a turbidez manteve-se abaixo de 3 uT na saída do modulo floco-floto-decantador e a turbidez... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: New technologies for water treatment have been developed and their combinations can produce good results especially when subjected to seasonal variations of natural and anthropogenic. The increasing pollution of water bodies causes blooms of algae and cyanobacteria in water sources, with the appearance of taste and odor in raw water, but may also occur the release of toxins by cyanobacteria. The processes of conventional water treatment have shown deficiencies in the removal of cyanobacteria and cyanotoxins, especially on the aspect of removal of viable cells and the ability to remove extracellular toxins. Cyanobacteria retained in the sludge of the sedimentation tanks pose to the final quality of treated water. This research project was to experiment with floc-settling sludge blanket coupled to dissolved air flotation, forming a group composed of two types of equipment or technology, and with relief device blanket. The research aimed to evaluate the performance of the proposed development when subjected to variations in raw water quality, especially when subjected to the overload of algae and cyanobacteria to simulate possible blooms in the springs. The results of tests on an experimental module with natural water showed satisfactory removal of turbidity, with values below 3 uT decanted and around 0,1 uT filtered water. Tests conducted with water with high presence of algae and cyanobacteria, have highlighted the importance of unity flotation Chlorophyll "a" with removal of 82% in the decanted water / rappel and around 99% in filtered water compared to raw water, and the turbidity remained below 3 uT the output of modulo-flake-floto sedimentation and turbidity of filtered water was below 0,6 uT. The limiting device of the ground and periodic removal of sludge, decreased the retention time of the cells retained in the sludge which may have prevented the release of toxins into the water... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roger Darros-Barbosa / Banca: Maria Aparecida Mauro / Banca: José Fernando Durigan / Resumo: A recuperação dos sólidos solúveis presentes na membrana central da laranja, separada durante a etapa de extração industrial do suco, normalmente produz um suco contendo de 5 a 6ºBrix e uma série de outros compostos insolúveis (cerca de 9%), muitos dos quais contribuem para a baixa qualidade do suco, sendo responsáveis pelo amargor e adstringência. O presente trabalho propôs-se a clarificar esse suco contendo sólidos recuperados, empregando um pré-tratamento com enzimas pectinolíticas seguido por tratamento por flotação por injeção de ar comprimido auxiliada por agentes clarificantes: bentonita, sílica sol e colágeno hidrolisado. Constituíram-se os objetivos: (i) a determinação das melhores condições (tipo de enzima pectinolítica, duas hidrolases e duas pectinases, e tempo de incubação) para a degradação enzimática da pectina presente; (ii) a determinação da melhor combinação dos agentes clarificantes visando obter um subproduto clarificado através do monitoramento de parâmetros físico-químicos (capacidade floculante e transmitância) e (iii) a avaliação do processo de flotação com diferentes concentrações de bentonita (500, 1.000 e 1.500 mg L-suco-1 e pressões (490, 680 e 880 kPa) pela determinação do grau de clarificação através de monitoramento da transmitância do clarificado, pela determinação da velocidade de flotação/separação das fases, através da verificação das frações volumétricas das fases separadas (clarificado, sedimentado e flotado), em intervalos de tempos regulares durante o processo de flotação e pela análise do produto final clarificado. Os produtos clarificados foram analisados com relação ao conteúdo de sólidos solúveis e insolúveis, pH, acidez titulável, polpa, transmitância, cor (parâmetros L*, a*, b*) proteína, pectina total, sódio, hesperidina, polifenóis e bioflavonóides. Para o tratamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Core membrane of the orange fruit separated during the juice extraction step in the citrus processing industrial plant, is currently submitted to a soluble solids recovery process, normally producing a by product (secondary) juice containing about 5 to 6º Brix and other insoluble components (about 9%), which contribute to the juice's low quality, since many are responsible for the bitterness and adstringency. This research aimed to clarify this by-product juice containing recovered solids, by enzyme pre-treatment with pectic enzymes, followed by a flotation treatment with compressed air injection using fining agents: bentonite, silica sol and hydrolyzed collagen. The objectives were (i) to determine the best conditions (enzyme type, two hydrolyses and two pectin-liases and incubation time) for the enzyme treatment for pectin degradation; (ii) to determine the best combination of the fining agents to obtain a clarified by-product through monitoring physical chemical parameters (flocculating ability and product transmittance); and (iii) to evaluate the flotation process and the effects of bentonite concentration (500, 1.000 and 1.500 mg L-juice-1) and saturation pressure (490, 680 and 880 kPa) by determining the degree of clarification through monitoring the product transmittance and by determining the flotation rate (and phase separation) through measurements of volumetric fractions of the separated phases (clarified, floated and sediment) over time during the flotation and phase separation processes. Both untreated and clarified juices were analyzed for soluble and insoluble solid contents, pH, total titratable acidity, pulp content, transmittance, color (parameters L*, a* and b*), protein and pectin contents, sodium, hesperidine, poliphenols and bioflavonoids. The results indicates a purified poligalacturonase as the adequate for the enzyme treatment in 1 hour, 45ºC, with 0,05 mL... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre