Submitted by Marcos Wanderley (marcos.wanderley@ufcg.edu.br) on 2018-08-29T19:00:21Z No. of bitstreams: 1 CRISTIANO QUINTINO FURTADO - DISSERTAÇÃO(PPGEQ) 2016.pdf: 1561473 bytes, checksum: b612a8255accdc109666e549bdfaf367 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T19:00:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTIANO QUINTINO FURTADO - DISSERTAÇÃO(PPGEQ) 2016.pdf: 1561473 bytes, checksum: b612a8255accdc109666e549bdfaf367 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Capes / No presente trabalho, estudou-se a utilização de membranas cerâmicas em um processo de microfiltração de vinho tinto. A membrana MR1-20, composta por uma mistura de argila e alumina, com configuração cilíndrica de um canal, tamanho aproximado de 22-23 cm e poros variando entre 0,5 e 0,9 μm foi utilizada em um sistema de microfiltração do tipo dead-end. O fluxo do permeado bem como a qualidade do vinho filtrado foram investigados sob diferentes pressões transmembranares (0,5, 1,0 e 1,5 bar). Observou-se um aumento do fluxo com o aumento da pressão, sendo que o maior aumento foi obtido com a pressão de 1,5 bar. Todos os ensaios revelaram comportamentos similares, sendo notada uma diminuição exponencial do fluxo de permeado durante o processo. Uma etapa para a caracterização da membrana com vinho experimental foi realizada a fim de identificar a pressão operacional ótima. A pressão de 0,5 bar foi a que apresentou melhores resultados operacionais, e portanto foi selecionada para o desenvolvimento dos experimentos subsequentes. Após a determinação da pressão ótima de operação (0,5 bar), 3 amostras comerciais de vinho tinto foram filtradas e análises físico-químicas bem como microbiológicas foram realizadas antes e após o procedimento da microfiltração para determinação da eficiência da membrana cerâmica no tratamento de vinho tinto. Em seguida, os resultados foram comparados com valores estipulados pela legislação brasileira. Os resultados dessa pesquisa mostraram que a membrana cerâmica MR1-20 foi eficiente no tratamento de vinhos tintos, obtendo uma diminuição de 97% na turbidez e redução de aproximadamente 65% das bactérias mesófilas e leveduras. Além disso, o índice de cor foi minimamente reduzido (6%). Porém, a dificuldade de manutenção do fluxo de operação bem como a não esterilização do vinho foram considerados fatores que devem ser melhor compreendidos e elucidados em estudos futuros. / In this research, the use of ceramic membranes in a process of microfiltration of red wine was studied. The MR1-20 membrane, made of a mixture of clay and alumina, presenting a cylindrical configuration with one channel, length of approximately 22-23 cm and pores size varying between 0,5 and 0,9 μm was used in a dead-end type of microfiltration system. The permeate flow as well as the quality of the filtered wine were investigated under different trans-membrane pressures (0,5, 1,0 e 1,5 bar). It was observed an increase in the flow with an increased pressure, and the greater increment was achieved with a pressure of 1,5 bar. All tests showed similar behavior and an exponential decrease in the permeate flow during the process was observed. A step for membrane characterization with experimental wine was carried out with the objective of identifying the best operational. The pressure of 0,5 bar presented the best operational outcomes, and therefore was selected for the development of further experiments. Following the determination of the best operational pressure (0,5 bar), 3 samples of commercial red wine were filtered and physic-chemical analyses as well as microbiological analyses were performed before and after the microfiltration process to determine the efficiency of ceramic membranes for treating red wine. Following that, the results were compared with the standards presented in the Brazilian legislation. The outcomes of this research have shown that the ceramic membrane MR1-20 was efficient to treat red wines, decreasing 97% of turbidity and reducing approximately 65% of mesophilic bacteria and yeast. Moreover, the color index was slightly reduced (6%). However, the difficulty of maintaining the operational flow as well as the non-sterilization of the wine was the identified factors that must be better understood and clarified in future studies.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-07T14:01:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 763801 bytes, checksum: 25a52b6d6830299e1bceaed6425712ed (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T14:01:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 763801 bytes, checksum: 25a52b6d6830299e1bceaed6425712ed (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho teve como objetivos desenvolver um concentrado de proteínas lácteas em pó com alta concentração do fator de crescimento TGF-β e verificar como o processamento afeta a concentração do TGF-β, bem como analisar a interação que ocorre entre o TGF-β e as proteínas presentes no leite. Primeiramente, procedeu-se ao desenvolvimento do concentrado proteico, empregando técnicas de membrana (microfiltração) e dois tipos de tratamento térmico (pasteurização lenta e pasteurização rápida), e etapas de concentração a vácuo e secagem em spray dryer foram aplicadas. Foi utilizado no processamento leite cru integral proveniente de duas fontes distintas, sendo o primeiro deles obtido no estabulo da UFV e o segundo obtido no tanque de refrigeração do laticínios escola da UFV. A cada etapa do processamento foram retiradas amostras para verificar a composição centesimal e quantificar o TGF-β presente. Além disso, análise de calorimetria de titulação isotérmica (ITC) foi empregada para avaliar a interação que ocorre entre o TGF-β e as proteínas do soro e caseínas. A composição centesimal das amostras (proteínas, cinzas, extrato seco, gordura e lactose) estava dentro do previsto pelos regulamentos técnicos de identidade e qualidade (IN-62 e RTIQ – soro de leite). Os valores encontrados para o teor de TGF-β presente no leite cru está dentro do descrito na literatura, mas houve diferença na concentração do TGF-β nos leites crus empregados, sendo que o leite cru refrigerado (23,60 ng∙mL-1) apresentou valores maiores em relação ao leite cru recém ordenhado (17,43 ng∙mL-1), possivelmente pela ativação do TGF-β pela plasmina e enzimas proteolíticas presentes no leite. O TGF-β não é degradado pela pasteurização, no entanto a pasteurização rápida foi mais eficiente em recuperar esse componente em relação à pasteurização lenta, devido a maior degradação dos componentes que ocorrem nesta o que afeta a concentração do TGF-β. A pasteurização afeta a distribuição do TGF-β nas frações de proteínas do soro e caseína, o que pode ser observado na redução do teor de TGF-β2 no soro quando foi aplicado um tratamento térmico. Diferentemente de quando se aplicou a microfiltração e o TGF-β2 distribuiu-se igualmente entre a caseína e o soro. A concentração por evaporação a vácuo apresentou fator de concentração menor que 1 na concentração do TGF-β, pois observou-se maior concentração dos demais constituintes em relação ao TGF-β. Diferentemente da secagem em spray dryer que apresentou um fator de concentração maior que 1, mostrando que TGF-β2 é concentrado em maior quantidade que os demais constituintes sólidos das amostras. O uso das técnicas de membrana foi mais eficiente em concentrar o TGF-β2 tanto para o soro quanto para a caseína, quando comparado com as frações obtidas com o uso de tratamento térmico. A caseína micelar em pó (253,07 ng∙mL -1) foi o concentrado proteico que obteve maiores valores para a concentração do TGF-β2 nas condições estudadas, seguido pelo leite em pó (132,60 ng∙mL-1). TGF-β2 apresentou forte correlação (0,95) com o teor de proteína presente nas amostras. Na análise de ITC observou-se que a interação do TGF-β com as proteínas presentes no soro é exotérmica, além disso, TGF-β2 interagiu preferencialmente com as caseínas em relação as proteínas do soro, pois foi observado valores maiores de energia na primeira injeção. / This study aimed to develop a concentrated milk protein powder enriched with TGF-β growth factor and verify how processing affects the concentration of TGF-β, as well as analyzing the interaction that occurs between TGF-β and the proteins in milk. First, it proceeded to the development of the protein concentrate using membrane techniques (microfiltration) and two types of thermal treatment (slow pasteurization and pasteurization), and vacuum concentration and spray drying step were applied. It was used in processing raw milk from two distinct sources, the first obtained in the stables of UFV and the second obtained in the refrigeration tank dairy school UFV. Every step of processing samples was taken to check the chemical composition and quantify the TGF-β. Also, calorimetric isothermal titration was employed to evaluate the interaction that occurs between TGF-β and whey proteins and caseins. The chemical composition of the samples (protein, ash, dry matter, fat and lactose) was within the expected technical regulations for identity and quality (IN-62 and RTIQ – whey). The values found for TGF-β content present in the raw milk are described in the literature, but difference was observed in TGF-β concentration in raw milk employed, and the refrigerated raw milk (23.60 ng∙mL -1) showed higher values compared to raw milk recently milked (17.43 ng∙mL-1), possibly by TGF-β activation by plasmin and proteolytic enzymes present in milk. TGF-β is not degraded by pasteurization, however the pasteurization was more efficient in recovering this component in relation to slow pasteurization due to higher degradation of this component occurring which affects the concentration of TGF-β. Pasteurization affects the distribution of TGF-β in the whey proteins and casein fractions which can be observed in the reduction of TGF-β2 content in whey when a heat treatment was applied. Differently from when applied to microfiltration and TGF-β2 was equally distributed between the casein and whey. The concentration by vacuum evaporation presented lower ratio to 1 in the concentration of TGF-β, as there was higher concentration of other constituents in relation to the TGF-β. Differently form the spray drying showed that a ratio greater than 1, showing that TGF-β2 is concentrated in greater amounts that the other solid constituents of the sample. The use of membrane techniques was more effective to concentrate TGF-β2 for both, whey and casein, as compared with the fractions obtained with the use of heat treatment. The micellar casein powder (253.07 ng∙mL-1) was the protein concentrate that had higher values for the concentration of TGF-β2 under the conditions studied, followed by milk powder (132.60 ng∙mL-1). TGF-β2 showed a strong correlation (0.95) with the protein present in the samples. In ITC analysis showed that the interaction of TGF-β with the proteins present in whey is exothermic, furthermore, TGF-β2 preferably interacted with casein in relation to the whey proteins, it was observed higher energy values in the first injection.

O lixiviado de aterro sanitário é um efluente complexo de alta carga orgânica, composto basicamente de substâncias recalcitrantes, amônia e poluentes tóxicos. Quando descartado de forma inadequada nos corpos receptores, desempenha um papel significativo dentre os principais fatores causadores de danos ao meio ambiente. A tecnologia de separação por membranas consiste em uma alternativa atrativa no tratamento do lixiviado, pois é capaz de remover contaminantes que não são removidos por processos de tratamento convencionais. O presente estudo tem por objetivo a avaliação, em escala de bancada, do tratamento do lixiviado por processos de separação por membranas e o monitoramento de fatores de fouling e resistências nas membranas. O sistema de membrana fibra-oca de microfiltração de poli(éter-imida) foi testado a fim de promover o polimento final do tratamento do lixiviado. O resultado obtido de remoção de matéria orgânica, expressado em DQO, variou entre 14 e 43%, no entanto, esse sistema não foi eficiente na remoção de cor. Para a remoção de cor foram realizados ensaios em sistemas de osmose inversa e de eletrodiálise, no entanto, apenas o sistema de osmose inversa apresentou resultados positivos. Foi verificado que as características do lixiviado têm influencia na formação de fouling, reduzindo o fluxo de permeado e contribuindo para o aumento das resistências. O percentual médio de fouling observado foi de 53% e a resistência da membrana contribuiu com mais de 50% da resistência total do sistema. Os resultados comprovam que a implementação do sistema de membranas de microfiltração e osmose inversa, como polimento final no tratamento de lixiviado, seriam de grande valia, tanto para atender aos padrões mínimos de lançamento de efluentes previsto na legislação brasileira como para a preservação dos recursos hídricos. / Landfill leachate is a complex wastewater of high organic matter, composed basically of recalcitrant substances, ammonia and toxic pollutants. When leachate is improperly disposed in the receiving waters, it has a significant role among the main factors causing damage to the environment. The membrane separation technology is an attractive alternative in the treatment of the leachate, because it is able to remove contaminants that are not removed by conventional treatment processes. The present study aims to evaluate, using a bench scale system, leachate treatability by membrane separation processes and to monitor fouling factors and membrane resistance. The microfiltration system of hollow fiber membrane poly(ether-imide) was tested in order to promote leachate treatment. The result of organic matter removal, expressed in COD, varied between 14 and 43%, however, this system was not efficient to color removal. Tests were performed for color removal in a reverse osmosis and electrodialysis systems, however, only the reverse osmosis system showed positive results. It was found that the characteristics of leachate have influence in the fouling formation, permeate flux reducing and contributes to the resistance increase. The average percentage of fouling observed was 53% and the membrane resistance contributed more than 50% of the total resistance of the system. The results show that microfiltration and reverse osmosis systems implementation to treat the leachate would be of great importance, both to meet the minimum standards for effluent discharge as provided for in Brazilian law to the preservation of water resources.

A utilização de subprodutos provenientes da indústria de alimentos tem como objetivo agregar valor aos mesmos propiciando o desenvolvimento de novas propostas para o uso de tecnologias ainda não consolidadas pela indústria. No caso do beneficiamento de arroz polido, além da extração das proteínas dos grãos quebrados, uma nova proposta seria a extração do amido presente nestes grãos. Neste contexto, os objetivos deste trabalho são testar um método alternativo para a separação do amido do restante dos componentes do grão de arroz, o método Al-Hakkak, utilizar a microfiltração para a etapa de concentração/purificação do amido obtido e, ainda, determinar e comparar a composição e as propriedades da farinha e do amido obtido em cada etapa do processo. Foi verificado que as características da solução de amido obtida pós extração têm influência na formação do fouling, reduzindo o fluxo de permeado e contribuindo para o aumento das resistências. O percentual médio de fouling observado foi de 38%; deve-se à resistência por polarização por concentração cerca de 75% da resistência total do sistema. Já o declínio do fluxo de permeado é controlado pelo mecanismo de formação de torta. O método Al-Hakkak de extração de amido foi capaz de reduzir os teores de proteínas, lipídeos e fibra alimentar em aproximadamente 52%, 94% e 82%, respectivamente. O teor de amido diminuiu com a extração, mas aumentou durante o processo de concentração pelo PSM, resultando em percentuais que variaram de 91,59 a 93,67%. Através das imagens obtidas por MEV foi possível visualizar que não houve alteração da estrutura dos grânulos de amido, além disto, se confirmou o formato poliédrico e o tamanho dos grânulos de 3 a 6 μm. O tamanho dos grânulos também foi confirmado pela análise granulométrica. O poder de inchamento (PI) e a solubilidade (IS) dos grânulos das amostras aumentaram com o acréscimo da temperatura. As temperaturas de gelatinização (Tg) apresentaram valores variando de 71,3 a 74,4°C. / The use of by-products from the food industry aims to add value to the same stimulating the development of new proposals for using technologies not yet consolidated the industry. For the improvement of polished rice, besides the extraction of proteins from broken grains a new proposal would be the extraction of the starch present in these grains. In this context, the objectives of this study are to test an alternative method for the separation of starch from the rest of the components of the rice grain, the Al-Hakkak method using microfiltration to stage concentration/purification of starch obtained, and also determine and compare the composition and properties of flour and starch obtained at each step of the process. It was found that the characteristics of the starch solution obtained after extraction influence the formation of fouling, reducing the permeate flux and contributing to the growing resistance. The average percentage of fouling observed was 38% and is due to the concentration polarization resistance by about 75 % of the total resistance of the system. Since the decline of permeate flux is controlled by mecanism of cake block. The Al-Hakkak method for starch extraction was able to reduce the levels of proteins, lipids and dietary fiber, in approximately 52%, 94% and 82%, respectively. The amount of starch decreased after the Al-Hakkak process but increased during the concentration process by PMS, resulting in a percentage ranging from 91.59 to 93.67%. Through the images obtained by SEM was possible to see that there was no change in the structure of starch granules, moreover, confirmed the polyhedral shape and size of granules 3-6 μm. The size of the granules was also confirmed by particle size analysis. The swelling power (PI) and solubility (S) of the granules of the samples increased with increasing temperature. The gelatinization temperatures (Tg) had values ranging from 71.3 to 74.4°C.

Microalgas são microrganismos fotossintéticos, capazes de sintetizar uma ampla gama de produtos dependendo de sua rota metabólica. A produção de microalgas envolve as etapas de cultivo, recuperação da biomassa e obtenção dos produtos intracelulares, sendo a etapa de recuperação de biomassa um gargalo da produção. No presente estudo foi avaliado a concentração e purificação de biomassa de duas espécies de microalgas, Chlorella sp. e Dunaliella tertiolecta, através da microfiltração tangencial, nos seguintes modos de operação: reciclo total, batelada e batelada combinada com diafiltração. Também foi avaliada a disponibilidade de reuso do permeado como meio de cultivo para as microalgas. No modo de reciclo total foram testadas quatro pressões transmembranas (PTM) para Chlorella sp. e cinco pressões transmembranas para D. tertiolecta em duas velocidades tangenciais para determinação das melhores condições operacionais para as etapas posteriores de concentração e purificação, considerando o efeito dessas condições de operação sobre a integridade celular. A velocidade selecionada foi 0,6 m s-1 para o processamento das duas suspensões de microalgas e a PTM de 0,5 bar para Chlorella sp. e de 0,15 bar para D. tertiolecta. As análises de microscopia ótica, microscopia eletrônica de transmissão e na câmara Neubauer não demostraram um efeito significativo do sistema de MF sobre a estrutura celular de Chlorella sp., entretanto, para D. tertiolecta, as análises mostraram a necessidade de operar o sistema em PTM de 0,15 bar. Foi observado um baixo percentual médio de fouling, sendo de 16 % para Chlorella sp. e 6 % para D. tertiolecta para as duas velocidades tangenciais testadas. A resistência da membrana foi elevada quando comparada com a resistência devido ao fouling de ambas as suspensões de microalgas. Em modo batelada, observou-se em todos os experimentos, a completa retenção das células de microalgas pela membrana de microfiltração. O fator de concentração volumétrico médio foi de 2,6 para a suspensão de Chlorella sp. e 2,5 para a de D. tertiolecta. Na operação do sistema em modo diafiltração foi possível reduzir o teor salino em 42 % para o concentrado da Chlorella sp. e 38 % para o concentrado de D. tertiolecta. O modelo de Hermia modificado por Field foi utilizado em software EMSO para a determinação dos mecanismos de fouling, e concluiu-se que a formação de torta foi o mecanismo de fouling dominante em filtração de Chlorella sp.. Para D. tertiolecta, todos os mecanismos se ajustaram bem aos dados experimentais, indicando que os mesmos ocorreram simultaneamente. Foram propostos dois tipos de meio de cultura para o reuso da corrente de permeado: o permeado simples e o permeado enriquecido com a adição de micronutrientes. Foi possível verificar a utilização do permeado como meio de cultivo, principalmente para o cultivo de D. tertiolecta; o permeado com adição de micronutrientes apresentou maior capacidade de crescimento que o meio padrão para esta microalga. No cultivo da Chlorella sp., a concentração de biomassa alcançada utilizando o permeado simples e enriquecido foi inferior a concentração de biomassa em meio de cultivo padrão. Os resultados obtidos neste trabalho comprovaram que o processo de microfiltração apresenta-se como uma alternativa promissora na etapa de concentração e purificação de suspensões de microalgas; além disso, a corrente de permeado gerada pode ser utilizada como meio de cultivo, garantindo, desta forma, um menor consumo de água e nutrientes, melhorando a viabilidade econômica do processo. / Microalgae are photosynthetic organisms with simple structures and capable to synthesize a wide range of products depending on their metabolic route. The production of microalgae comprises the steps of cultivation, biomass recovery and extraction of intracellular products, being the stage of biomass recovery a production bottleneck. In the present study was evaluated the concentration and purification of biomass of two species of microalgae, Chlorella sp. and Dunaliella tertiolecta, by crossflow microfiltration, in the following modes of operation: total recycling, batch and batch combined with diafiltration. It was also assessed the availability of the reuse the permeate as medium for microalgae cultivation. In total recycling mode were tested four different transmembrane pressures (TMP) for Chlorella sp. and five transmembrane pressures for D. tertiolecta in two crossflow velocities to determine the proper operating conditions for the stages of concentration and purification, considering the effect of operating conditions on the cellular integrity. The selected crossflow velocity was 0.6 m s-1 for processing the two suspensions of microalgae and TMP of 0.5 bar for Chlorella sp. and 0.15 bar for D. tertiolecta. The analyses of optical microscopy, transmission electron microscopy and the Neubauer chamber demonstrated no significant effect of the operating conditions of the MF system on the cellular structure of Chlorella sp., however, for D. tertiolecta, the analysis showed the need to operate the system at lower TMP of 0.15 bar. The average percentage of fouling observed was 16 % for Chlorella sp. and 6 %. for D. tertiolecta for both crossflow velocities tested. The resistance of the membrane was elevated when compared with the resistance due to fouling for both suspensions of microalgae. In batch mode, it was observed, for all the experiments, complete retention of microalgal cells by microfiltration membrane. The average volumetric concentration factor was 2.6 for the suspension of Chlorella sp. and 2.5 for D. tertiolecta. In the operation of the system in diafiltration mode was possible to reduce the the salt content in 42 % for the Chlorella sp. and 38 % for D. tertiolecta. The model of Hermia model was used in software EMSO for the determination of fouling mechanisms, and it is concluded that the cake formation was the dominant fouling in the filtration of Chlorella sp.. For D. tertiolecta, all the mechanisms adjusted well to the experimental data, demonstrating that all mechanisms occurred simultaneously. Were proposed two different culture mediums for the reuse of the permeate stream: the plain permeate and the permeate enriched with micronutrients. It was possible to verify the ability of the permeate as cultivation medium, mainly for the D. tertiolecta; in this case, the permeate enriched with micronutrients presented greater capacity for growth when compared with the standard medium. On the other hand, for the cultivation of Chlorella sp., the biomass concentration achieved using both, the plain permeate and the enriched one was less than that achieved using the standard medium. The results obtained in this work proved that the microfiltration process is a promising alternative for the concentration and purification of suspensions of microalgae. In addition, the permeate stream generated could be used as a growth medium, ensuring thereby a less consumption of water and nutrients, improving the economic viability of the process.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-04T12:26:19Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO ALMEIDA DA SILVA - TESE (PPGEP) 2009.pdf: 5875918 bytes, checksum: 93c5b10ae310f33943ce3b71854ef0bf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-04T12:26:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO ALMEIDA DA SILVA - TESE (PPGEP) 2009.pdf: 5875918 bytes, checksum: 93c5b10ae310f33943ce3b71854ef0bf (MD5) Previous issue date: 2009-11 / Atualmente os processos de separação por membranas estão em pleno desenvolvimento. As membranas de cerâmica encontram larga aplicação, principalmente em processos cujas temperaturas de trabalho são superiores à 250 ºC, como também, na separação de soluções em que o pH seja extremamente ácido, ou até mesmo quando houver presença de solventes orgânicos no sistema. Este trabalho consiste na preparação de membranas tubulares, obtidas a partir de duas composições contendo argila, caulim e óxido de alumínio, conformadas pelo processo de extrusão, utilizando diferentes temperaturas na etapa de sinterização para uso em microfiltração. Foi feita caracterização nas massas cerâmicas antes da sinterização, através dos ensaios de análise granulométrica, análise termogravimétrica, análise química e difração de raios X. As análises químicas mostraram altos teores de SiO2 e de Al2O3 e os ensaios de difração de raios X mostraram a presença de caulinita, quartzo e óxido de alumínio em ambas as composições. Foram feitos ensaios de difração de raios X nas massas após as sinterizações e os resultados mostraram a presença de mulita, óxido de alumínio e quartzo em todas as sinterizações efetuadas. Com relação ao tamanho e a distribuição destes poros nas membranas, os resultados das micrografias e de porosimetria por intrusão de mercúrio mostraram a presença de poros em todas as temperaturas de sinterização, com dimensões na faixa de microfiltração. Os ensaios de fluxo com escoamento tangencial utilizando água dessalinizada mostraram na composição 1 que as membranas sinterizadas a 1300 ºC obtiveram maior valor. Quanto a composição 2, o maior fluxo foi obtido pela membrana sinterizada a 1150 ºC. Os valores médios dos fluxos utilizando tanto a água dessalinizada quanto a água do açude Epitácio Pessoa, encontrados nas membranas sinterizadas nas temperaturas de 1150, 1200, 1250 e 1300 ºC da composição 1 foram bem maiores que os observados nas membranas da composição 2. Com relação à aplicação das membranas no tratamento da água do açude Epitácio Pessoa, verificou-se que a turbidez da água foi reduzida de 7,1 UTN para valores próximos de zero para todas as membranas estudadas. / Membrane separation processes has experienced a great development recently. Ceramic membranes are applied in several processes, mainly in application in which temperatures are above 250 oC, as well in separation of solutions with extremely acid pH and even in systems with organic solvents. The aim of this work is to prepare tubular ceramic membranes by extrusion using two different compositions containing ball clays, kaolin and alumina and to fire in different sintering temperatures to be applied in microfiltration process. It was done the characterization of the ceramic compositions before sintering, particles size, thermogravimetrics analysis, chemicals analysis and X-ray diffraction. The chemicals analysis showed great amount of SiO2 and Al2O3 and the X-ray results showed the presence of kaolinite, quartz and alumina in the both compositions. The results from X-ray diffraction of the ceramic body after sintering showed the presence of mullite, alumina and quartz. The SEM images and the results from mercury porosimetry showed the presence of pores in all sintering temperatures and pore size in the range of microfiltration. The results from pure water flux, at steady state, showed that the membranes prepared with composition 1 and sintering at temperature of 1300 oC presented the highest value. To the membranes prepared with composition 2 and sintering temperature of 1150 oC presented the highest value. The pure water flux value of the membranes prepared with composition 1 was bigger than the membranes prepared with composition 2. In relation to the use of these membranes to water treatment from Epitácio Pessoa Dam, the results showed that the water turbidity decrease from 7.1 NTU to values close to zero for the all studied membranes.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-09T20:44:52Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO RUBENS MACEDO DE QUEIROZ - TESE PPGEQ 2017..pdf: 6491313 bytes, checksum: 6c4f94936ecedff528d64322072a5f31 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T20:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO RUBENS MACEDO DE QUEIROZ - TESE PPGEQ 2017..pdf: 6491313 bytes, checksum: 6c4f94936ecedff528d64322072a5f31 (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / Capes / Um dos grandes desafios da atualidade vem sendo a conservação e manutenção dos corpos de águas do mundo, devido as suas contaminações em função das atividades humana. A diversidade das substâncias toxicas de diferentes naturezas são veiculadas como fontes de doenças de alto risco para todos os seres e vegetações do planeta. Um dos pontos preliminares é o acesso ao saneamento básico que a maioria das cidades brasileiras não possuem e que carreiam seus resíduos para mananciais superficiais e subterrâneas, deixando-os com altos índices de bactérias, inclusive com o aumento da concentração de nitrato nas águas subterrâneas. O presente trabalho visa estudar o desempenho de dois sistemas de membranas para reduzir a concentração de nitrato presente em águas de poços doces e salobros, contendo índices de nitrato acima dos padrões de potabilidade da legislação brasileira. Os desempenhos dos sistemas de membranas de microfiltração/nanofiltração e ultrafiltração/osmose inversa, foram estudados em função de seus limites de pressões de operações para diferentes níveis de concentrações de nitrato presentes nos meios aquosos. Os níveis das pressões de operações para todas as águas estudadas foram obtidos com auxílio de um simulador de processos de membranas (Reverse Osmose System Analysis), o qual contribui para realizar o planejamento experimental em função das pressões de operações versus concentrações nitrato. A primeira fase do trabalho os dois sistemas operaram com uma solução de nitrato na faixa de 0,67 mg.L-1 ≤ [N-N03-] ≤ 23,3 mg.L-1 visando explorar os níveis das taxas rejeição do nitrato em função de suas pressões de operações. Os desempenhos dos dois sistemas de membranas foram estudados com água doce de poço contaminada com nitrato, água de abastecimento da rede do LABDES e água de poço salobra, ambas com adição de 20,8 mg.L-1 de nitrato. Os resultados das taxas de rejeição de nitrato para os dois sistemas foram comparados em função do tipo de água de alimentação e seus níveis de concentrações de nitrato. Observou-se que o sistema de membranas de ultrafiltração/osmose inversa apresentou uma remoção de nitrato superior para todos os casos estudados, quando comparados com os obtidos pelo sistema de microfiltração/nanofiltração. Comparando os resultados para uma pressão de operação comum para os dois sistemas de membranas estudados de 3,2 bar o sistema de membrana de microfiltração/nanofiltração conseguiu uma taxa de remoção de 54,50% e o sistema de ultrafiltração/osmose inversa foi de 86,10% para uma concentração de 20,8 mg.L-1 de nitrato na água doce de poço. Observou-se que uma redução de nitrato e dos sólidos totais dissolvidos em águas doces para os padrões de potabilidade foram significativas para o sistema de ultrafiltração/osmose inversa do que a do sistema de microfiltração/nanofiltração, em função da pressão de operação. Com auxilio do MINITAB Versão 17.0 os modelos foram validados a partir das curvas dos dados experimentais para os dois sistemas de membranas estudados. / One of the great challenges of the present time has been the conservation and maintenance of the bodies of water of the world, due to its contaminations due to human activities. The diversity of toxic substances of different natures are conveyed as sources of high risk diseases for all beings and vegetations of the planet. One of the preliminary points is access to basic sanitation that most Brazilian cities do not have and that carry their waste to surface and underground springs, leaving them with high rates of bacteria, including with increasing nitrate concentration in groundwater. The present work aims to study the performance of two membrane systems to reduce the concentration of nitrate present in waters of sweet and brackish wells, containing nitrate indices above the potability standards of Brazilian legislation. The performances of the microfiltration/nanofiltration and ultrafiltration/reverse osmosis membranes systems were studied as a function of their operating pressure limits for different levels of nitrate concentrations present in the aqueous media. The operating pressure levels for all studied waters were obtained using a Reverse Osmose System Analysis, which contributes to perform the experimental planning as a function of the operating pressures versus nitrate concentrations. In the first phase of the work the two systems operated with a nitrate solution in the range of 0,67 mg.L-1 ≤ [N-N03-] ≤ 23,3 mg.L-1 to explore the levels of nitrate rejection rates as a function of their pressures Operations. The performances of the two membrane systems were studied with fresh water from well contaminated with nitrate, LABDES network water supply and brackish water, both with addition of 20,8 mg.L-1 of nitrate. The results of the nitrate rejection rates for the two systems were compared according to the type of feed water and their levels of nitrate concentrations. It was observed that the ultrafiltration / reverse osmosis membrane system showed superior nitrate removal for all the studied cases when compared to those obtained by the microfiltration / nanofiltration system. Comparing the results to a common operating pressure for the two 3,2 bar membrane systems studied, the microfiltration/nanofiltration membrane system achieved a removal rate of 54,50% and the ultrafiltration/reverse osmosis system was 86,10% for a concentration of 20,8 mg.L-1 nitrate in freshwater well. It was observed that a reduction of nitrate and total solids dissolved in fresh water to the potability standards were significant for the ultrafiltration / reverse osmosis system than that of the microfiltration/nanofiltration system as a function of the operating pressure. With the help of MINITAB Version 17.0 the models were validated from the curves of the experimental data for the two systems of membranes studied.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-04T23:50:32Z No. of bitstreams: 1 RÚBIA RAFAELA FERREIRA RIBEIRO – TESE (PPGEQ) 2014.pdf: 6365871 bytes, checksum: 719978865fc338c30c4f8e76e51c2c1e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T23:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RÚBIA RAFAELA FERREIRA RIBEIRO – TESE (PPGEQ) 2014.pdf: 6365871 bytes, checksum: 719978865fc338c30c4f8e76e51c2c1e (MD5) Previous issue date: 214-09 / Capes / Este trabalho trata do estudo da eficiência energética de um sistema de tratamento de água via membrana de microfiltração acionado por energia solar fotovoltaica. Inicialmente foi realizada a caracterização do sistema, através de sua operação com disponibilidade de potência elétrica variável, sendo verificado seu perfil de funcionamento a partir da avaliação dos parâmetros: vazão do permeado, recuperação do sistema e remoção de cor e turbidez. A avaliação do sistema permitiu caracterizar o efeito da disponibilidade de potência elétrica e da pressão de operação do sistema na quantidade e qualidade da água potável produzida. A partir da caracterização do sistema e utilizando dados do potencial solarimétrico da região Campina Grande – PB para o período de Setembro/2013 à Agosto/2014, realizamos a perspectiva de produção de água purificada em função da oferta de energia solar disponibilizada para o período especificado. Posteriormente, avaliou-se o funcionamento do sistema operando efetivamente com energia solar fotovoltaica, o qual atingiu uma produção média de 298,8 L/dia, com uma pressão média de operação de 1,9 kgf/cm²; o qual corresponde a estimativa de produção prevista de acordo com a energia solar oferta ao longo do dia. Por fim, considerando a perspectiva de produção água purificada, estimamos a quantidade de pessoas beneficiadas através da operação do sistema, a qual corresponde a uma média de 645 pessoas. / This work deals with the study of the energy efficiency of a water system via microfiltration membrane driven by solar photovoltaics. Initially the system characterization was carried out through its operating with variable availability of electric power, being checked your profile operation from the evaluation of the parameters: permeate flow, system recovery and removal of color and turbidity. The evaluation of the system allowed us to characterize the effect of the availability of electric power and operating pressure of the system in the quantity and quality of drinking water produced. From the characterization of the system and using data solarimetric potential region of Campina Grande - PB for the period September/2013 to August/2014, we held the prospect of producing purified water depending on the supply of solar energy available for the specified period . Subsequently, we assessed the functioning of the system operating effectively with solar photovoltaics, which reached an average production of 298,8 L/day, with an average operating pressure of 1,9 kgf/cm²; which corresponds to estimated production predicted from solar energy supply throughout the day. Finally, considering the perspective of producing purified water estimate the number of people served by the operation of the system, which corresponds to an average of 645 people.

O lixiviado de aterro sanitário é um efluente complexo de alta carga orgânica, composto basicamente de substâncias recalcitrantes, amônia e poluentes tóxicos. Quando descartado de forma inadequada nos corpos receptores, desempenha um papel significativo dentre os principais fatores causadores de danos ao meio ambiente. A tecnologia de separação por membranas consiste em uma alternativa atrativa no tratamento do lixiviado, pois é capaz de remover contaminantes que não são removidos por processos de tratamento convencionais. O presente estudo tem por objetivo a avaliação, em escala de bancada, do tratamento do lixiviado por processos de separação por membranas e o monitoramento de fatores de fouling e resistências nas membranas. O sistema de membrana fibra-oca de microfiltração de poli(éter-imida) foi testado a fim de promover o polimento final do tratamento do lixiviado. O resultado obtido de remoção de matéria orgânica, expressado em DQO, variou entre 14 e 43%, no entanto, esse sistema não foi eficiente na remoção de cor. Para a remoção de cor foram realizados ensaios em sistemas de osmose inversa e de eletrodiálise, no entanto, apenas o sistema de osmose inversa apresentou resultados positivos. Foi verificado que as características do lixiviado têm influencia na formação de fouling, reduzindo o fluxo de permeado e contribuindo para o aumento das resistências. O percentual médio de fouling observado foi de 53% e a resistência da membrana contribuiu com mais de 50% da resistência total do sistema. Os resultados comprovam que a implementação do sistema de membranas de microfiltração e osmose inversa, como polimento final no tratamento de lixiviado, seriam de grande valia, tanto para atender aos padrões mínimos de lançamento de efluentes previsto na legislação brasileira como para a preservação dos recursos hídricos. / Landfill leachate is a complex wastewater of high organic matter, composed basically of recalcitrant substances, ammonia and toxic pollutants. When leachate is improperly disposed in the receiving waters, it has a significant role among the main factors causing damage to the environment. The membrane separation technology is an attractive alternative in the treatment of the leachate, because it is able to remove contaminants that are not removed by conventional treatment processes. The present study aims to evaluate, using a bench scale system, leachate treatability by membrane separation processes and to monitor fouling factors and membrane resistance. The microfiltration system of hollow fiber membrane poly(ether-imide) was tested in order to promote leachate treatment. The result of organic matter removal, expressed in COD, varied between 14 and 43%, however, this system was not efficient to color removal. Tests were performed for color removal in a reverse osmosis and electrodialysis systems, however, only the reverse osmosis system showed positive results. It was found that the characteristics of leachate have influence in the fouling formation, permeate flux reducing and contributes to the resistance increase. The average percentage of fouling observed was 53% and the membrane resistance contributed more than 50% of the total resistance of the system. The results show that microfiltration and reverse osmosis systems implementation to treat the leachate would be of great importance, both to meet the minimum standards for effluent discharge as provided for in Brazilian law to the preservation of water resources.

A utilização de subprodutos provenientes da indústria de alimentos tem como objetivo agregar valor aos mesmos propiciando o desenvolvimento de novas propostas para o uso de tecnologias ainda não consolidadas pela indústria. No caso do beneficiamento de arroz polido, além da extração das proteínas dos grãos quebrados, uma nova proposta seria a extração do amido presente nestes grãos. Neste contexto, os objetivos deste trabalho são testar um método alternativo para a separação do amido do restante dos componentes do grão de arroz, o método Al-Hakkak, utilizar a microfiltração para a etapa de concentração/purificação do amido obtido e, ainda, determinar e comparar a composição e as propriedades da farinha e do amido obtido em cada etapa do processo. Foi verificado que as características da solução de amido obtida pós extração têm influência na formação do fouling, reduzindo o fluxo de permeado e contribuindo para o aumento das resistências. O percentual médio de fouling observado foi de 38%; deve-se à resistência por polarização por concentração cerca de 75% da resistência total do sistema. Já o declínio do fluxo de permeado é controlado pelo mecanismo de formação de torta. O método Al-Hakkak de extração de amido foi capaz de reduzir os teores de proteínas, lipídeos e fibra alimentar em aproximadamente 52%, 94% e 82%, respectivamente. O teor de amido diminuiu com a extração, mas aumentou durante o processo de concentração pelo PSM, resultando em percentuais que variaram de 91,59 a 93,67%. Através das imagens obtidas por MEV foi possível visualizar que não houve alteração da estrutura dos grânulos de amido, além disto, se confirmou o formato poliédrico e o tamanho dos grânulos de 3 a 6 μm. O tamanho dos grânulos também foi confirmado pela análise granulométrica. O poder de inchamento (PI) e a solubilidade (IS) dos grânulos das amostras aumentaram com o acréscimo da temperatura. As temperaturas de gelatinização (Tg) apresentaram valores variando de 71,3 a 74,4°C. / The use of by-products from the food industry aims to add value to the same stimulating the development of new proposals for using technologies not yet consolidated the industry. For the improvement of polished rice, besides the extraction of proteins from broken grains a new proposal would be the extraction of the starch present in these grains. In this context, the objectives of this study are to test an alternative method for the separation of starch from the rest of the components of the rice grain, the Al-Hakkak method using microfiltration to stage concentration/purification of starch obtained, and also determine and compare the composition and properties of flour and starch obtained at each step of the process. It was found that the characteristics of the starch solution obtained after extraction influence the formation of fouling, reducing the permeate flux and contributing to the growing resistance. The average percentage of fouling observed was 38% and is due to the concentration polarization resistance by about 75 % of the total resistance of the system. Since the decline of permeate flux is controlled by mecanism of cake block. The Al-Hakkak method for starch extraction was able to reduce the levels of proteins, lipids and dietary fiber, in approximately 52%, 94% and 82%, respectively. The amount of starch decreased after the Al-Hakkak process but increased during the concentration process by PMS, resulting in a percentage ranging from 91.59 to 93.67%. Through the images obtained by SEM was possible to see that there was no change in the structure of starch granules, moreover, confirmed the polyhedral shape and size of granules 3-6 μm. The size of the granules was also confirmed by particle size analysis. The swelling power (PI) and solubility (S) of the granules of the samples increased with increasing temperature. The gelatinization temperatures (Tg) had values ranging from 71.3 to 74.4°C.