Orientador: Hilary Castle de Menezes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:24:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petrus_JoseCarlosCunha_D.pdf: 9572373 bytes, checksum: 9f7a98b200ca6bd12c0c9c146e8fce2c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Membranas microporosas e assimétricas foram preparadas pela técnica de inversão de fases a partir de PVDF (Polifluoreto de vinilideno) puro ou associado a outros polímeros, como o PMMA (Polimetilmetacrilato), PVP (polivinilpirrolidona) e PVAc (Poliacetato de vinila). Foi feito um estudo dos efeitos da variação nas condições de preparo das membranas. Constataram-se que diferenças morfológicas e funcionais são acentuadas, mesmo quando pequenas variações são introduzi das, tanto na composição da solução polimérica, quanto nas condições de preparo das membranas. As principais técnicas utilizadas na caracterização das membranas foram a microscopia eletrônica de varredura, a espectroscopia de absorção na região do infravermelho, a calorimetria de varredura diferencial e ensaios de permeabilidade e retenção. As membranas com melhores desempenhos foram utilizadas na clarificação de suco de frutas, principalmente de maçã, através de uma unidade piloto de ultrafiltração. Fluxos de permeado da ordem de 170 Uhm2 foram obtidos com membranas de PVDF/PVAc, a 50°C, 2,0 Kgf/cm2 e com velocidade tangencial de 0,8 m/s. Após limpeza e sanitização, o fluxo de permeado através da membrana, retomou aos valores iniciais demonstrando a reversibilidade do processo de colmatagem. Todos os sucos clarificados apresentaram turbidez inferior a 2,0 NTU, mesmo após estocagem por um período de 6 meses à temperatura ambiente, podendo ser considerados como de excelente qualidade. Pela determinação das resistências individuais ao fluxo de permeado, verificou-se que a mais importante delas é devida à camada de gel que se forma na superfície da membrana que passa a funcionar como uma segunda membrana. A análise sensorial do suco de maçã, elaborado a partir do concentrado estocado por 6 meses, sob refrigeração, comprovou a qualidade do produto / Abstract: Microporous asymmetric membranes were prepared using the technique of phase inversion from both pure PVDF (Polyvinylidene fluoride) and PVDF associated with other polymers such as PMMA (Polymethylmethacrylate), PVP (Polyvinylpyrrolidone) and PVAc (Polyvinylacetate). The effects of varying the conditions of preparation of the membranes were studied. Accentuated morphological and functional differences were shown to be produced with relatively small variations both in the composition of the polymeric solution and in the conditions used to prepare the membranes. The main techniques used to characterize the membranes were scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and permeability and retention assays. Membranes showing the best performances were used to clarify fruit juices, mainly apple juice, using a pilot-scale ultrafiltration unit. Permeate flow rates of the order of 170 Uhm2 were attained with PVDF/PVAc membranes at 50De, 2.0 Kgf/cm2 and a tangential velocity of 0.8 m/s. After cleaning and sanitization of the membrane, the flow rate returned to the initial values. All the clarified juices showed turbidity values below 2.0 NTU (Nephelos Turbidity Units) even after 6 months storage at room temperature. It was shown that the major factor causing resistance to permeate flow was the layer of gel forming at the filter surface during clarification. A sensory analysis of the apple juice, reconstituted after 6 months refrigerated storage in the concentrated form, demonstrated the high quality of the product / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribas_AlessandroMarra_M.pdf: 3158406 bytes, checksum: d1b6bb2251e7c8fb427735b4f282d768 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Lipossomas ou vesículas lipídicas, são estruturas nas quais os fosfolipídios agregam-se em bicamadas, formando partículas capazes de encapsular compostos de natureza tanto hidrofilica quanto hidrofóbica. Essas características fazem dos lipossomas um sistema muito atrativo para diversas aplicações, dentre as quais o encapsulamento e liberação controlada de medicamentos. Um dos principais problemas associados com as aplicações de lipossomas "in vivo" é a perda de estabilidade da bicamada lipídica em presença de fluidos biológicos. As interações com proteinas ou com outras substâncias que apresentam atividade de superficie desestruturam a bicamada, provocando a liberação indesejável do composto encapsulado / Abstract: Ljposomes or lipids vesicles,are structures in which the phospholipids agregate in bilayers, forming particles able to encapsulate compounds with both hydrophilic and hydrophobic character. This feature make liposomes a very attractive system for several applications, such as drug encapsulation for controlled delivery. One of the main problems associated with liposomes aplications 'lu vivo" is the lack of lipid bilayer stability in presence of biological fluids. The interaction with proteins or other substances which have surface activity desestructure the bilayer, causing the undesirable delivery of the encapsulated compound / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-28T04:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_CristianeVieira_M.pdf: 26073085 bytes, checksum: e85b49f13920a36cca3b83105b64210c (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: o processo de fracionamento das proteínas do leite por membranas, em comparação aos processos fisico-químicos convencionais, resulta em frações de proteínas na forma nativa, garantindo as suas propriedades funcionais e consequentemente sua aplicação como ingrediente na indústria de alimentos. A caseína e as proteínas do soro apresentam propriedades funcionais tais como geleificação, emulsificação, capacidade de retenção de água e capacidade de formação de espuma, e quando isoladas podem encontrar um grande número de aplicações. Leite em pó desnatado foi reconstituído, à temperatura de 50°C, microfiltrado a fator de concentração (FC) 4 e diafiltrado, por 4 ciclos em uma unidade piloto, utilizando uma membrana cerâmica de alumina de 19 canais, Membralox, com diâmetro de poro de 0,1 11m e 0,24 m2 de área de permeação, resultando em produtos com cerca de 85% de caseína, em base seca. Amostras da alimentação, do retentado a FC 2 e 4 e do produto diafiltrado a 2 e 4 ciclos de diafiltração (CD) foram tomadas para análise de composição química. Através de planejamento experimental, variando as condições operacionais de pressão transmembrana na faixa de 90 a 310 kPa e de velocidade tangencial na faixa de 1,9 a 6,1 m/s, foi possível verificar o efeito combinado destes parâmetros sobre a porcentagem de variação, em relação à alimentação, da razão entre a caseína e a proteína (CsfPt) e sobre o fluxo de permeado global ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: Fractionation of milk proteins by membrane technology, in comparison with a conventional physico-chemical process, results in proteins in native state, which maintain their functional properties and consequently permit their application as ingredients in the food industry. Casein and whey proteins have functional properties like gelling, binding of water, emulsifying, overrun and foaming stability, and when isolated can serve in a wide range of applications. Skim milk powder was reconstituted at a temperature of 50°C, microfiltrated to concentration factor (CF) of 4 and diafiltrated in a pilot with four repetitions, using a ceramic membrane of alumina, with a 19 channels, Membralox, pore size 0.1 um and a permeation area of 0.24 m2, resulting in products with aproximately 85% of casein on a dry basis. Samples of the feed, retentates at CF 2 and CF 4, and diafiltrated products of the 2nd and 4th cycle of diafiltration (CD) were taken to chemical analyses. Using the method of experimental design and varying the experimental preconditions like transmembrane pressure (90 to 310 kPa) and tangential flow velocity (1.9 to 6.1 m/s), it was possible to verify the correlated effect ofthem on percentage of variation of casein/protein ratio (Cs/Pt) and on average permeat fluxo ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador : Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T21:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_JosedeRibamarMacedo_M.pdf: 9679073 bytes, checksum: fb939fe9a8dad8e902bd2c782417f42c (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Caldo filtrado do lodo decantado da usina açucareira foi ultrafiltrado à temperatura de 40°C, até o fator de concentração FC2 em uma unidade piloto, utilizando uma membrana tubular de poli (fluoreto de vinilideno) da Ultraflow, modelo UFMl SP70, massa molar de corte 70 kDa, área efetiva de aproximadamente 0,12 m2, pressão máxima de 7,09x1O5Pa e temperatura máxima de 44,5°C. Amostras do material de alimentação, do retentado e do permeado a fatores de concentração FC1,5 e FC2 foram tomadas para análise de composição química e medidas de propriedades fisicas. Para as condições operacionais de pressão transmembrana na faixa de 0,91x1O5Pa e 1,62xl05 Pa e de velocidade tangencial entre 2,85 m/s e 3,4 m/s foi possível avaliar, através do planejamento experimental, o efeito destes parâmetros sobre a porcentagem de variação da cor do caldo filtrado, da turbidez, do teor de dextranas e sobre o fluxo global de permeado, também até fator de concentração FC2, obtendo-se uma redução de cor e de turbidez do material tratado de até 92% e 98,34%, respectivamente. Foi observada ainda uma redução do teor de dextranas no caldo processado de até 86,66%. Foi possível verificar que o aumento da pressão transmembrana e da velocidade tangencial melhorou o fluxo de permeado, sendo que à pressão de 1,62x1O5Pa e velocidade tangencial de 3,4 m/s foi obtido o maior fluxo global de permeado (17,33 kg/(h.m2». Para as condições operacionais estudadas, o teor de sólidos totais, açúcares totais, açúcares redutores e cinzas no permeado, não apresentaram mudanças significativas com relação ao material de alimentação / Abstract: Sugar mill filtered juice was ultra filtred within the temperature of 40°C, up to the concentration factor FC2 in a pilot unit, using a polivinilidene difluoride tubular membrane ITomUltraflow, model UFMl SP70, molecular weight cutt-off 70 kDa, permeation area of 0,12 m2, maximum pressure of7,09x1O5 Pa and maximum temperature of 44,5°C. Feeding material samples, retentate and permeate to concentration factors FC1,5 e FC2 were taken for chemical composition analyzes and physical properties measurements. For the operational conditions of transmembrane pressure on the 0,91x1O5Pa and 1,62x1O5Pa range and tangential velocity between 2.85 m/s and 3.4 m/s it was possible to evaluate, using the experimental design, the effects of these parameters over the percentage of color variation of the filtered juice, of the dextrans content, and over the permeated global flux, up to the concentration factor FC2 too, obtaining a color and turbidity reduction of the treated material up to 92% and 98,34%, respectively. It was also observed a reduction of dextrans within the processed juice up to 86,66%. It was possible to verify tOOtthe transmembrane pressure rising and tangential velocity improved the permeated flux, at the pressure rate of 1,62xl05 Pa and tangential velocity of3,4 m/s the highest permeated global flux was obtained (17,33 kg/(h.m2)). For the suited operational conditions, the total solid content, total sugar, sugar reductors, and ashes on permeate, did not presented significative changes when related to the feeding material / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador : Angela Maria Moraes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:21:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezJusto_Oselys_D.pdf: 6789253 bytes, checksum: 957a32ab7a2cc3d4583e89c8880c4593 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho teve por objetivo o escalonamento da produção de lipossomas projetados para a liberação controlada por inalação de fármacos utilizados no tratamento da tuberculose, visando a melhoria de sua eficácia terapêutica e a redução de sua toxicidade. O método de injeção de etanol foi selecionado para a produção das vesículas, por ser simples e de baixo custo. Os fármacos isoniazida, pirazinamida e rifampicina, comumente usados na terapia primária da tuberculose e o agente terapêutico kanamicina, empregado em casos de tuberculose resistente a múltiplos compostos terapêuticos, assim como o fármaco modelo doxorrubicina, foram incorporados nas vesículas unilamelares contendo basicamente lecitina natural purificada e colesterol, dentre outras formulações. Foram avaliados os efeitos de variáveis operacionais como temperatura, taxa de agitação, velocidade de injeção e concentração inicial de lipídios nas características finais dos lipossomas obtidos. As formulações preparadas foram caracterizadas quanto às concentrações finais de lipídios e de fármacos, ao tamanho dos lipossomas, a sua lamelaridade, à estabilidade de estocagem na forma de suspensão aquosa e de pó liofilizado reconstituído. Os principais resultados indicaram que as vesículas preparadas pelo método de injeção de etanol em escala de bancada permitiram encapsular ativamente os fármacos em estudo, embora o gradiente de pH estabelecido nestes lipossomas tenha se mostrado estável por menos de cinco dias. As características finais das vesículas preparadas por injeção de etanol em maior escala foram influenciadas pelo tipo e intensidade da agitação da fase aquosa, pela temperatura desta fase e pelo diâmetro da agulha de injeção. Foram obtidas altas eficiências de encapsulação ativa dos fármacos nestes lipossomas, atingindose até 100%, sendo tais eficiências influenciadas principalmente pela concentração inicial e pela composição lipídica das vesículas. As vesículas constituídas de fosfatidilcolina sintética mostraram-se mais apropriadas para a encapsulação dos fármacos, entretanto, seu custo é substancialmente maior. As populações mais freqüentes nos lipossomas apresentaram diâmetros médios variando de 132 a 156 nm. O processo de liofilização das vesículas provocou aumento em seu diâmetro médio e diminuição nas eficiências de encapsulação obtidas, e a adição dos criprotetores manitol e sacarose não preveniu a agregação e fusão dos lipossomas. A análise preliminar da viabilidade econômica da produção de lipossomas preparados por injeção de etanol em larga escala e a subseqüente incorporação do fármaco kanamicina indicou que o processo é economicamente viável / Abstract: The aim of this work was to the scale-up of the production of liposomes designed for the administration through inhalation of drugs used in tuberculosis therapy, seeking to improve drug therapeutic efficacy as well to reduce drug toxicity. The method based on ethanol injection was selected for vesicle production due to its simplicity and low cost. The drugs isoniazid, pyrazinamide and rifampin, indicated for tuberculosis primary treatment, as well as kanamycin, a drug used for multiresistant tuberculosis therapy and doxorubicin, a model drug, were incorporated in unilamellar vesicles basically prepared from purified natural lecithin and cholesterol, among other formulations. The effects of operational variables such as temperature, mixing rate, injection rate and initial lipid concentration on the characteristics of the vesicles were analyzed. The preparations were characterized concerning to lipid and drug concentration, vesicle diameter and lamelarity and also to liposomal storage stability both in aqueous solution and in the lyophilized form after rehydration. The most relevant results indicate that the vesicles prepared by ethanol injection in bench scale were able to actively encapsulate the studied drugs, however, the pH gradient stablished in liposomal membrane was stable for less than five days. The final characteristics of vesicles prepared by ethanol injection in larger scale were affected by aqueous phase mixing type and intensity, temperature as well as by the injection needle inner diameter. High active encapsulation efficiencies of the evaluated drugs in liposomes were achieved, reaching 100%, and those efficiency values were influenced by lipid concentration and composition. The vesicles containing synthetic phosphatidylcholine were more adequate for drug encapsulation, however, their cost is substantially higher. The most frequent populations in liposomes presented average diameters varying in the range from 132 to 156 nm. The lyophilization caused increases in vesicle mean diameters, reduced drug incorporation efficiency and the addition of the cryoprotectors mannitol and sucrose did not prevent vesicle aggregation and fusion. A preliminary analysis showed that the large scale production of liposomes through ethanol injection followed by kanamycin active loading is economically feasible / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Suzana Pereira Nunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T00:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maggioni_JairFrancisco_D.pdf: 4610671 bytes, checksum: 732ede69a2dff866ad7e6b38ae8109cc (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Orientadores: Sonia Maria Alves Bueno, Ricardo de Lima Zollner / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ventura_RobertaCristinaArena_M.pdf: 7822013 bytes, checksum: d781cb66958e131d0afafada3cb9edd6 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: As doenças auto-imunes caracterizam-se pelo desenvolvimento de auto-anticorpos devido a um reconhecimento de certos componentes celulares do próprio organismo como antígenos. Essas doenças são normalmente tratadas com a administração de medicamentos que, em geral estabilizam a doença, mas não a eliminam, O tratamento extracorpóreo de pacientes com doenças auto-imunes tem sido investigado e pode ser por troca de plasma ou adsorção seletiva do auto-anticorpo. A troca de plasma possui um custo elevado além de expor o paciente ao risco de infecções. Devido a esses inconvenientes, a terapia de adsorção seletiva de auto-anticorpos tem sido a mais indicada. Como alternativa aos suportes existentes para o tratamento extracorpóreo de doenças auto-imunes utilizou-se histidina imobilizada em membranas de fibras ocas de álcool poli etileno vinílico. A fim de se determinar as melhores condições de retenção de IgG no módulo de filtração, estudou-se a influência das variáveis QF (vazão do filtrado)/QI (vazão de alimentação) e da concentração de IgG na alimentação na retenção de IgG no suporte através de um planejamento experimental. A variável QF/QI não apresentou efeito significativo na retenção de IgG e a capacidade de retenção de IgG aumentou de acordo com a concentração de IgG na alimentação. Testou-se a influência da variável QF/QI, mantendo-se a concentração de IgG na alimentação (5 mg/ml) constante, para plasma humano sadio e verificou-se também que QF/QI não apresentou um efeito relevante na retenção de IgG do suporte. Definiu-se QF/QI igual a 0,86, valor tradicionalmente usado em circulação extracorpórea, para os experimentos de filtração in vitro com soro de pacientes com doenças auto-imunes e investigou-se a retenção e adsorção dos auto-anticorpos anti-dsDNA, anti-SS-A/Ro, anti-Sm, anti-Sm/RNP e anti-cardiolipina em presença de tampão Hepes e Tris-HCl. Como resultado, houve adsorção de todos os auto-anticorpos testados em ambos tampões e para anti-SS-A/Ro, as maiores quantidades adsorvidas e retidas foram obtidas em presença de tampão Tris-HCl / Abstract: Among the pathogenic consequences related to autoimmune diseases is the expression of autoantibodies directed against a series of cellular components from the own organism. The utilization of corticosteroid and imunosupressive drugs are effective in relieving symptoms in most cases, however some patients respond poorly to prolonged imunosupression. As an alternative, the extracorporeal treatment for patients with autoimmune diseases has been suggested, which can be done by plasma exchange or selective adsorption of autoantibodies. Plasma exchange presents a high cost beside exposing the patient to the risk of infections. Due to these inconveniences, the autoantibodies selective adsorption therapy has been indicated. As an alternative to the already existing supports for the extracorporeal treatment of autoimmune diseases, L-histide was immobilized onto poly (ethylene vinyl alcohol) hollow-fiber membranes. In order to verify the better conditions for autoantibody removal, an experimental design was made to study the influence of QFfiltrate flow rate)/QI(inlet flow rate) based on the initial IgG concentration. The results showed that QF/QI did not have statistical influence for IgG retention in this affinity membrane and the IgG retaining capacity increased according to the IgG concentration in the feedstream. The influence of QF/QI based on the IgG concentration in the feedstream (5 mg/ml) was also verified in human plasma and the same result as before was obtained. Thus, for the filtration in vitro experiments, the ratio QF/QI was kept constant at 0.86, classical value used in extracorporeal circuits, and the removal and adsorption of anti-dsDNA, anti-SS-A/Ro, anti-Sm, anti-Sm/RNP and anti-cardiolipin autoantibodies present in serum of patients with autoimmune diseases were investigated when Hepes and Tris-HCl buffer are utilized. As a result, these membranes were able to remove these autoantibodies if Hepes or Tris-HCl are used and specifically for the removal and adsorption of anti-SS-A/Ro, the better results were obtained with buffer Tris-HCl / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

O objetivo principal da presente Tese de Doutorado é o desenvolvimento de membranas poliméricas aniônicas e catiônicas para tratamento de soluções que contenham íons metálicos utilizando o processo de eletrodiálise. Foram sintetizadas membranas catiônicas a partir de poliestireno cristal (PS) ou poliestireno de alto impacto (HIPS) com copolímero em bloco de estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) e polianilina (PAni) dopada com ácido canforsulfônico (CSA). Após sulfonação, as combinações dos polímeros foram usadas para produzir membranas íon seletivas por evaporação do solvente com subsequente tratamento térmico. As membranas aniônicas foram sintetizadas a partir de poli(álcool vinílico) (PVA), com inserção de grupos quaternários de amônio na matriz polimérica e posterior reticulação com glutaraldeído e anidrido maleico. Diferentes membranas foram sintetizadas com o propósito de avaliar a combinação de propriedades mecânicas, químicas, eletroquímicas e de transporte iônico. A morfologia e a estrutura das membranas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e espectroscopia de infravermelho. As transições térmicas e estabilidade de todas as membranas foram caracterizadas usando técnicas calorimétricas e comparadas com todos os polímeros individuais. Análises das propriedades físicas (ex. condutividade iônica, capacidade de troca iônica, absorção de água, estabilidade dimensional, propriedades mecânicas, etc.) mostraram que o desempenho das membranas catiônicas que contém PS, é em geral, melhor do que as membranas que contem HIPS. Os ensaios de eletrodiálise para determinação do desempenho das membranas no transporte de íons sódio, níquel, cromo, cloreto e nitrato foram realizados em células de bancada de três compartimentos e mostraram que as membranas produzidas podem ser utilizadas com êxito neste processo de separação. Membranas comerciais Selemion® CMT (catiônica) e AMV (aniônica) foram utilizadas para comparar as extrações percentuais dos íons indicados com as membranas produzidas. / The main objective of this Thesis is the development of anionic and cationic polymeric membranes for treatment of solution containing metallic ions using electrodialysis process. In this work were synthesized cationic membranes from crystal polystyrene (PS) or high impact polystyrene (HIPS) with styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SEBS) and polyaniline (PAni) doped with camphorsulfonic acid (CSA). After sulfonation, blends of polymers were used to produce ion exchange membranes by solvent-casting and subsequent thermal treatment. The anionic membranes were synthesized from poly (vinyl alcohol) (PVA), with insertion of quaternary ammonium groups in the polymeric matrix and subsequent crosslinking with glutaraldehyde and maleic anhydride. Different membranes were synthesized in order to evaluate the combination of mechanical, chemical, electrochemical and ionic transport. The morphology and structure of the membranes were investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy and infrared spectroscopy. The thermal transitions and stability of all the membranes were characterized using calorimetric techniques and compared with those of the individual polymers. The physical properties (i.e., ionic conductivity, ion exchange capacity, water absorption, dimensional stability, mechanical properties, etc.) showed that the performance of cationic membranes containing PS is generally better than membranes containing HIPS. The tests for determining of performance electrodialysis membranes in the transport of sodium, nickel, chromium, chloride and nitrate ions were performed in a three compartments laboratory cell and showed that the membranes produced can be successfully used in this separation process. Selemion® CMT (cationic) and AMV (anionic) commercial membranes were used to compare the percentages extractions of indicated ions with the produced membranes. / El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es el desarrollo de membranas poliméricas aniónicas y catiónicas para el tratamiento de soluciones que contienen iones metálicos utilizando el proceso de electrodiálisis. Fueron sintetizadas membranas catiónicas a partir de poliestireno cristal (PS) o poliestireno de alto impacto (HIPS) con copolímero en bloque de estireno-etileno-/butileno-estireno (SEBS) y de polianilina (PAni) dopada con ácido canforsulfónico (CSA). Después de la sulfonación, fueron utilizadas las mezclas de los polímeros para producir las membranas iones selectivas por evaporación del disolvente con posterior tratamiento térmico. Las membranas aniónicas fueron sintetizadas a partir de poli(alcohol vinílico) (PVA), con la inserción de grupos cuaternario de amonio en la matriz del polímero y posterior reticulación con glutaraldehído y anhídrido maleico. Diferentes membranas fueron sintetizadas con el propósito de evaluar la combinación de propiedades mecánica, química, electroquímica y del transporte de iones. La morfología y estructura de las membranas fueron analizadas por microscopía electrónica de barrido, microscopía de fuerza atómica y espectroscopía de infrarrojo. La estabilidad y las transiciones térmicas de todas las membranas fueron caracterizadas utilizando las técnicas calorimétricas y se compararon con todos los polímeros individuales. Las propiedades físicas (por ejemplo, la conductividad iónica, capacidad de intercambio de iones, la absorción de agua, estabilidad dimensional, propiedades mecánicas, etc.) mostraron que la performance de las membranas catiónicas que contienen PS es generalmente más alta que las membranas que contienen HIPS. Los ensayos de electrodiálisis para la determinación del desempeño de las membranas en el transporte de iones sodio, níquel, cromo, cloruro y nitrato fueron realizados en una celda de laboratorio con tres compartimientos y mostraron que las membranas producidas pueden ser utilizadas con éxito en este proceso de separación. Membranas comerciales Selemion® CMT (catiónica) y AMV (aniónica) fueron utilizadas para comparar las extracciones porcentuales de los iones indicados con las membranas producidas.

Orientador: Suzana Pereira Nunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T04:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Windmoller_Dario_D.pdf: 2081906 bytes, checksum: 4fd6267c2d4a2664fdb7b633c3a47b29 (MD5) Previous issue date: 1995 / Doutorado

A separação de gases através de membranas é uma técnica atualmente bem aceita, mas está em constante desenvolvimento tendo como principal foco de estudo a obtenção de membranas com alta permeabilidade e seletividade. Um dos processos que tem apresentado destaque na separação de gases com membranas é a purificação do gás natural (GN), uma vez que o aumento da sua demanda requer o aumento da produção de GN com elevada qualidade. A maior parte das aplicações com membranas na purificação do GN diz respeito à remoção do CO2 utilizando membranas poliméricas. Um adequado balanço entre a permeabilidade e a seletividade constitui um aspecto fundamental no desempenho dessas membranas, uma vez que o fator de separação geralmente diminui com o aumento da permeabilidade do componente mais permeável. Essas propriedades das membranas poliméricas são governadas pelas diferenças entre a mobilidade e a solubilidade de cada gás penetrante através da matriz polimérica e também pela estrutura dessa matriz, sendo que as propriedades de transporte dos gases através da membrana são significativamente diferenciadas entre os polímeros elastoméricos e vítreos. Apesar de existirem muitos trabalhos publicados na área de separação de gases com membranas, a pesquisa nesta área no Brasil ainda carece de investimentos no que diz respeito à produção de membranas e ao seu uso nos processos. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo a síntese de filmes de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) e de triacetato de celulose (TAC), seletivos ao dióxido de carbono, a partir de soluções poliméricas. Os filmes densos sintetizados foram avaliados com relação às propriedades de transporte aos gases puros N2, CO2 e CH4. O coeficiente de solubilidade dos gases nos filmes foi determinado através da técnica do decaimento de pressão em uma unidade de bancada construída neste trabalho especialmente para este fim. A permeabilidade dos gases foi avaliada em um sistema de bancada e a morfologia das membranas foi estudada através de Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados dos testes mostraram que a escolha do material suporte dos filmes poliméricos é essencial para obter-se uma camada seletiva fina e íntegra. As membranas de PDMS foram as que apresentaram melhores resultados, com seletividade ideal ao par CO2/CH4 de até 4,1 e permeabilidades semelhantes à literatura, enquanto que as membranas de TAC não apresentaram fluxos dos gases e seletividades satisfatórios nas condições testadas. / Membrane gas separation is a well-accepted technology, but it is still under continuous development, mainly in aspects related to the production of membranes with high permeability and selectivity. Natural gas (NG) purification can be mentioned as an outstanding application of membrane based gas separation processes, which has grown significantly over the years due to the increasing demand for this product and higher requirements regarding its quality. Most applications of membranes in NG purification are related to the carbon dioxide removal with polymeric membranes. Adequate balance between permeability and selectivity constitutes a fundamental aspect in the performance of these membranes, since the separation factor generally decreases with the increase in the permeability of the most permeable component. These properties of the polymeric membranes are governed by the differences of mobility and solubility of each permeant through the polymeric matrix and by the structure of this matrix, with the transport properties of gases through a membrane differing significantly between elastomeric and glassy materials. Although there are many studies published on gas separation processes, in Brazil there is still lack of investments related to the production of membranes and their use in processes. In this context, the goal of this study was to synthesize poly(dimethylsiloxane) (PDMS) and cellulose triacetate (CTA) films, selective to carbon dioxide. The dense films synthesized from polymeric solutions were evaluated with respect to the transport properties of three pure gases (N2, CO2 and CH4). The solubility parameter (or sorption coefficient) of the gases in the polymeric films was determined using the pressure decay method, in a unit built as part of the present work specifically for this purpose. The gas permeability was assessed in a bench scale system and the morphology of the membranes was studied using Scanning Electron Microscopy. The results obtained showed that the choice of membrane support material is essential to obtain a thin and integral selective polymeric layer. PDMS membranes showed the best performance, with the ideal selectivity of pair CO2/CH4 up to 4.1 and values of permeability similar to those reported in the literature, while the CTA membranes did not present satisfactory values of permeate flux and gas selectivity under the conditions considered.