A indústria de petróleo consome grandes quantidades de água nas operações industriais de refino, especialmente para resfriamento de equipamentos e produção de vapor de água. A utilização de água nas torres de resfriamento representa uma fonte considerável de problemas ambientais, devido ao grande volume de água captado, às perdas por evaporação e ao descarte de efluentes. Por outro lado, as aplicações dos processos de separação com membranas vêm aumentando na área de recuperação e reaproveitamento de águas e correntes de processo, bem como no tratamento de efluentes. No parque industrial brasileiro há várias indústrias do ramo de petróleo que utilizam a osmose inversa para desmineralizar a água, produzindo um volume de elementos de membranas muito grande que é simplesmente descartado. Membranas de osmose inversa possuem um tempo de vida útil que varia de três a cinco anos, após esse período essas membranas são descartadas e substituídas por novas, gerando volumes de resíduos sólidos estocados nos pátios das empresas, sem qualquer utilidade. Portanto, além da geração de efluentes nos processos produtivos, outro problema ambiental que surge com a utilização de processos de separação com membranas é a geração de resíduos. O presente trabalho faz parte de um projeto que tem como objetivo estudar, junto à unidade de Utilidades da empresa Braskem UNIB, em Triunfo, a viabilidade do reaproveitamento de membranas de osmose inversa descartadas do processo de desmineralização de águas com a finalidade de reúso destas para o tratamento da corrente de purga das torres de resfriamento. Para tanto, é necessário construir, junto à empresa, uma unidade piloto a fim de se testar a possibilidade de reúso dessa corrente de água e do reaproveitamento das membranas usadas. O objetivo específico deste trabalho é a construção da unidade piloto, que inclui as etapas de projeto, aquisição, montagem e pré-operação desta unidade, além de testes preliminares de caracterização das membranas com água filtrada e com a corrente de purga. Também foram realizados experimentos em escala de bancada com as membranas descartadas do processo. Os resultados obtidos em escala de bancada foram satisfatórios, comprovando a viabilidade da aplicação deste estudo em escala piloto. Embora os resultados encontrados em escala piloto não sejam conclusivos, os testes preliminares realizados, a metodologia aplicada e as modificações sugeridas mostraram ser adequados à continuidade do projeto. O presente trabalho demonstrou ser de grande relevância, podendo proporcionar benefícios de grande alcance, uma vez que ao aumentar o tempo de vida útil das membranas pela aplicação destas para outras finalidades, obter-se-á a redução tanto da geração de resíduo industrial e de efluentes, como do volume de água captada para o processo industrial. / The petroleum industry consumes great amounts of water in its industrial operations of refining, especially for cooling and water vapor production. The water used in the cooling towers represents a considerable source of environmental problems, due to the huge volume of collected water, to the losses by evaporation and to the effluents discharge. On the other hand, the applications of the membrane separation processes are increasing in areas like recovery and reuse of water, wastewater and other process streams. In Brazil, several chemical and petrochemical companies are using reverse osmosis (RO) in the water demineralization process; RO membranes have a life time that varies from three to five years; after this period these membranes are disposed of and replaced by new ones, resulting in an industrial solid waste problem. Therefore, besides the wastewater generation, another problem that arises is the disposal of reverse osmosis membranes that have lost their efficiency. The present work is part of a major project which has been developed between Braskem and the Chemical Engineering Department of UFRGS. The main purpose of this project is to study the reuse of old membranes, discarded from the demineralization process, for the treatment of wastewater of the purge of the cooling tower. The specific objective of this work is the construction of a pilot plant to test the possibility of reuse both the wastewater and the old reverse osmosis membranes. The construction of the unit includes design, acquisition, assembly and pre-operation; besides several tests were performed, such as membrane characterization related to saline retention and permeate flux, and preliminary tests with the purge stream. Also, experiments in bench scale have been carried out to establish the feasibility of reuse discarded reverse osmosis membranes. The results obtained in bench scale provided a good insight of the technical viability of reuse, encouraging the application of this study in a pilot scale. Although the results found in pilot plant are not conclusive, the preliminary tests carried out showed that the unit is versatile allowing several tests, in different operating conditions, with different chemical products, and even with membranes from different manufactures. The present work has shown that the construction of the pilot plant has a considerable relevance, being able to provide economical and environmental benefits of great extent, by increasing the life time of the membranes, by reducing the effluent generation and diminishing the fresh water collection.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-28T11:02:26Z No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-28T11:25:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-28T11:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ArthurTavaresSchleicher.pdf: 1960478 bytes, checksum: d6c9afdcbdadb7882e38072d9cd9c44c (MD5) / O presente trabalho avaliou a rejeição de perturbadores endócrinos (estrona, estradiol, etinilestradiol e bisfenol-A) por duas membranas distintas de nanofiltração (NF-270 e DESAL-DK), em dois diferentes valores de pH (6,5 e 10,5) e duas diferentes matrizes (água deionizada e água do lago Paranoá microfiltrada). Os experimentos com água do lago foram conduzidos apenas com a membrana NF-270 e valor de pH 6,5.O trabalho experimental foi desenvolvido em escala de bancada, composta por: módulo de filtração tangencial (SEPA CF II), equipado com manômetro e medidor de vazão de concentrado; reservatório de água de estudo dotado de sistema de controle de temperatura; e bomba centrífuga multiestágio. Nos experimentos utilizando água do lago Paranoá, a água do lago era previamente submetida à microfiltração a vácuo em bancada. As análises quantitativas de bisfenol-A (BFA) foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), enquanto as análises de estrona, estradiol e etinilestradiol (HOR) foram realizadas empregando-se cromatografia líquida com espectrometria de massas tandem (CL/EM-EM) precedida de extração em fase sólida (EFS). Todos os experimentos foram conduzidos utilizando-se os mesmos parâmetros operacionais (pressão e temperatura) e rotina experimental. A concentração de bisfenol-A e de cada hormônio na água de alimentação do sistema era, respectivamente, 500 μg/L e 200 ng/L. Em todos os experimentos utilizando água deionizada como matriz, a membrana NF-270 apresentou fluxo permeado de duas a três vezes superior ao da membrana DESAL-DK, chegando a 157 L•m-2•h-1. Para o pH 6,5, as duas membranas apresentaram valores de rejeição estatisticamente semelhantes para todos os compostos estudados. A adoção do valor de pH 10,5 proporcionou rejeição de BFA e HOR estatisticamente superior ao do valor 6,5, para as duas membranas. Os maiores valores de rejeição dos contaminantes foram obtidos com o uso da membrana DESAL-DK e pH 10,5, atingindo 80% e 98% para, respectivamente, BFA e HOR. Na presença de 1 mg/L de carbono orgânico dissolvido na água de estudo, os valores de rejeição dos perturbadores endócrinos obtidos com a membrana NF-270 foram superiores em aproximadamente 10%, com pequena redução do fluxo permeado. No contexto do tratamento de água para abastecimento avaliado, a membrana NF-270 é a opção mais adequada pelo compromisso apresentado entre rejeição dos perturbadores endócrinos e fluxo permeado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work was to evaluate the rejection of four endocrine disrupters (estrone, estradiol, ethinylestradiol and bisphenol-A) by two different nanofiltration membranes (NF-270 or DESAL-DK), with two pH values (6.5 or 10.5) and two different water matrices (deionized water and microfiltered Paranoá lake water). The experiments with lake water were carried out using only the NF-270 membrane and pH value 6.5. The bench scale nanofiltration system used to perform the experiments comprises: tangential filtration cell, equipped with pressure gauge and concentrate flowmeter; water reservoir, with temperature control system; and a multistage centrifugal pump. When lake Paranoá water was used in the experiments, it was previously microfiltered in a bench scale vacuum system. Bisphenol-A was analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC), while liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC/MS-MS) was used to detect and quantify the three hormones studied (estrone, estradiol e ethinylestradiol). Solid phase extraction (SPE) was used to clean up and concentrate the hormones in the samples. All experiments were conducted under the same operational conditions (pressure and temperature) and filtration protocol. The concentration of bisphenol-A in feed was around 500 µg/L, while the concentration of each hormone was approximately 200 ng/L. Regardless the pH value, in all experiments with deionized water as matrix, the NF-270 membrane provided permeate flux two to three times higher than those obtained with DESAL-DK membrane, up to 157 L•m-2•h-1 . At pH 6.5, the two membranes presented statistically similar rejection of all endocrine disruptors. Both membranes experienced improvement in rejection of all studied pollutants when pH value was increased to 10.5. At his pH value, DESAL-DK membrane presented higher rejection values than NF-270, reaching 80% and 98% respectively, of bisphenol-A and hormones. Using the NF-270 membrane with lake water containing about 1 mg/L of DOC as feed water, endocrine disruptors rejections were increased about 10%, with a slight decrease in permeate flux. In the scenario evaluated, the NF-270 membrane is suitable for drinking water treatment purposes based on the compromise between endocrine disruptors rejection and permeate flux.

Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-10-02T20:10:50Z No. of bitstreams: 1 2008_FlaviaFerreiraAmorim.pdf: 4120631 bytes, checksum: 096fd7d2bfb24128040a5bfdc5005689 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-10-05T14:58:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_FlaviaFerreiraAmorim.pdf: 4120631 bytes, checksum: 096fd7d2bfb24128040a5bfdc5005689 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-05T14:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_FlaviaFerreiraAmorim.pdf: 4120631 bytes, checksum: 096fd7d2bfb24128040a5bfdc5005689 (MD5) Previous issue date: 2007-11 / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a remoção dos contaminantes orgânicos β- estradiol e das saxitoxinas (STX, dc-STX e Neo-STX) por nanofiltração. A escolha dos contaminantes foi motivada pela crescente presença desses compostos em mananciais de abastecimento e o potencial de causar danos à saúde humana mesmo em baixas concentrações. Pesquisas demonstram que a eficiência de remoção pelo tratamento convencional não é suficiente para evitar os possíveis efeitos adversos e por isso um tratamento avançado precisa ser considerado para remoção desses contaminantes. Os ensaios de nanofiltração foram realizados em um sistema com dispositivo de separação em membranas de fluxo tangencial, em escala de bancada, com recirculação do concentrado. A pressão de trabalho aplicada no sistema foi de 689kPa e a velocidade tangencial constante foi de aproximadamente 0,4m/s. A temperatura da água de alimentação foi mantida em cerca de 25°C. Foram testados dois tipos de membranas, uma de acetato de celulose e outra composta de poliamida sobre suporte de polissulfona. Dois tipos de águas de estudo foram utilizados e, além disso, a influência do valor do pH da água no processo de remoção dos contaminantes foi avaliada. A água de estudo tipo I consistia de água deionizada contaminada com β-estradiol em concentração constante de aproximadamente 10 μg/L. A água tipo II consistia de água deionizada contaminada com saxitoxinas originadas da cepa de Cylindropermopsis raciborskii. A concentração de saxitoxinas foi variável, dependendo da concentração resultante do cultivo da cianobactéria. A quantificação do β-estradiol foi realizada pelo método “Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay” (ELISA) e das saxitoxinas pela Cromatografia Líquida de Alto Desempenho (CLAE). Os resultados dos ensaios demonstraram que o mecanismo de adsorção contribuiu para remoção tanto do β-estradiol, quanto das saxitoxinas. As remoções de β-estradiol foram maiores para a membrana composta do que para a membrana de acetato de celulose, no entanto a porcentagem de remoção real não pode ser avaliada, pois não se alcançou o equilíbrio na remoção. Para as saxitoxinas as remoções foram maiores para a membrana de acetato de celulose do que para a membrana composta. A elevação do valor de pH promoveu a redução do fenômeno da adsorção na membrana para os contaminantes estudados e influenciou positivamente o processo, elevando bastante as eficiências de remoção de β-estradiol e saxitoxinas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of work was to investigate the removal of β-estradiol and saxitoxins (STX, dc- STX and Neo-STX) by nanofiltration. These contaminants were selected due to its growing detection in drinking water reservoirs and their potential risk to human health, even at low concentrations. According to the literature, these substances are only poorly removed by conventional water and wastewater treatments and it is necessary to consider advanced treatment processes for efficient removal. The experiments were carried out in a laboratory scale cross-flow filtration system with recirculation of the concentrate. The applied pressure was fixed at 689kPa and the constant cross-flow velocity was 0,4m/s. The temperature of feed solution was kept at about 25°C. Two nanofiltration membranes, polyamide thin film composite and cellulose acetate, were tested for the removal of β-estradiol and saxitoxins. The influence of pH solution on contaminants retention was also examined. Feed water type I was prepared by spiking estradiol into mili-Q water to make up a solution containing about 10μg/L of β-estradiol. Feed water type II contained variable concentration of saxitoxins extracted from Cylindropermopsis raciborskii culture. β-estradiol and saxitoxins concentrations were quantified by Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) method and High Performance Liquid Cromatography (HPLC), respectively. The results suggest that the adsorption mechanism contributes for the removal of both β- estradiol and saxitoxins by nanofiltration. The thin film composite membrane exhibited higher performance in terms of β-estradiol rejection, but the actual percentage removed was not obtained because the steady-state was not reached. The cellulose acetate exhibited a higher performance in terms of the saxitoxins rejection. The adsorption of both β- estradiol and saxitoxins on the membranes decreased when the pH of the feed water was increased. At the higher pH value, β-estradiol and saxitoxins rejections also increased.

Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, Jose Carlos Cunha Petrus / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_BeatrizCamargoBarrosDeSilveira_M.pdf: 17558051 bytes, checksum: 463cdbe636b6634ded65ac8cdc69f04b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

A indústria de petróleo consome grandes quantidades de água nas operações industriais de refino, especialmente para resfriamento de equipamentos e produção de vapor de água. A utilização de água nas torres de resfriamento representa uma fonte considerável de problemas ambientais, devido ao grande volume de água captado, às perdas por evaporação e ao descarte de efluentes. Por outro lado, as aplicações dos processos de separação com membranas vêm aumentando na área de recuperação e reaproveitamento de águas e correntes de processo, bem como no tratamento de efluentes. No parque industrial brasileiro há várias indústrias do ramo de petróleo que utilizam a osmose inversa para desmineralizar a água, produzindo um volume de elementos de membranas muito grande que é simplesmente descartado. Membranas de osmose inversa possuem um tempo de vida útil que varia de três a cinco anos, após esse período essas membranas são descartadas e substituídas por novas, gerando volumes de resíduos sólidos estocados nos pátios das empresas, sem qualquer utilidade. Portanto, além da geração de efluentes nos processos produtivos, outro problema ambiental que surge com a utilização de processos de separação com membranas é a geração de resíduos. O presente trabalho faz parte de um projeto que tem como objetivo estudar, junto à unidade de Utilidades da empresa Braskem UNIB, em Triunfo, a viabilidade do reaproveitamento de membranas de osmose inversa descartadas do processo de desmineralização de águas com a finalidade de reúso destas para o tratamento da corrente de purga das torres de resfriamento. Para tanto, é necessário construir, junto à empresa, uma unidade piloto a fim de se testar a possibilidade de reúso dessa corrente de água e do reaproveitamento das membranas usadas. O objetivo específico deste trabalho é a construção da unidade piloto, que inclui as etapas de projeto, aquisição, montagem e pré-operação desta unidade, além de testes preliminares de caracterização das membranas com água filtrada e com a corrente de purga. Também foram realizados experimentos em escala de bancada com as membranas descartadas do processo. Os resultados obtidos em escala de bancada foram satisfatórios, comprovando a viabilidade da aplicação deste estudo em escala piloto. Embora os resultados encontrados em escala piloto não sejam conclusivos, os testes preliminares realizados, a metodologia aplicada e as modificações sugeridas mostraram ser adequados à continuidade do projeto. O presente trabalho demonstrou ser de grande relevância, podendo proporcionar benefícios de grande alcance, uma vez que ao aumentar o tempo de vida útil das membranas pela aplicação destas para outras finalidades, obter-se-á a redução tanto da geração de resíduo industrial e de efluentes, como do volume de água captada para o processo industrial. / The petroleum industry consumes great amounts of water in its industrial operations of refining, especially for cooling and water vapor production. The water used in the cooling towers represents a considerable source of environmental problems, due to the huge volume of collected water, to the losses by evaporation and to the effluents discharge. On the other hand, the applications of the membrane separation processes are increasing in areas like recovery and reuse of water, wastewater and other process streams. In Brazil, several chemical and petrochemical companies are using reverse osmosis (RO) in the water demineralization process; RO membranes have a life time that varies from three to five years; after this period these membranes are disposed of and replaced by new ones, resulting in an industrial solid waste problem. Therefore, besides the wastewater generation, another problem that arises is the disposal of reverse osmosis membranes that have lost their efficiency. The present work is part of a major project which has been developed between Braskem and the Chemical Engineering Department of UFRGS. The main purpose of this project is to study the reuse of old membranes, discarded from the demineralization process, for the treatment of wastewater of the purge of the cooling tower. The specific objective of this work is the construction of a pilot plant to test the possibility of reuse both the wastewater and the old reverse osmosis membranes. The construction of the unit includes design, acquisition, assembly and pre-operation; besides several tests were performed, such as membrane characterization related to saline retention and permeate flux, and preliminary tests with the purge stream. Also, experiments in bench scale have been carried out to establish the feasibility of reuse discarded reverse osmosis membranes. The results obtained in bench scale provided a good insight of the technical viability of reuse, encouraging the application of this study in a pilot scale. Although the results found in pilot plant are not conclusive, the preliminary tests carried out showed that the unit is versatile allowing several tests, in different operating conditions, with different chemical products, and even with membranes from different manufactures. The present work has shown that the construction of the pilot plant has a considerable relevance, being able to provide economical and environmental benefits of great extent, by increasing the life time of the membranes, by reducing the effluent generation and diminishing the fresh water collection.

Os recursos hídricos superficiais e subterrâneos tem-se mostrado contaminados, cada vez mais freqüentemente, por substâncias orgânicas e inorgânicas, em nível de traços, prejudicando os seus usos mais nobres, por exemplo, abastecimento público. Este estudo teve por finalidade principal verificar a eficiência de rejeição por membranas poliméricas, de alguns compostos orgânicos tipo, naftaleno, carbofurano, tricloroetileno (TCE) e metil paration, em baixas concentrações. Empregou-se testes hidrodinâmicos de filtração, tipo "dead-end", com taxa de aplicação média de 13,16 m3.m-2.h-1 através das membranas comerciais de características distintas, uma de ultra (UE-50) e duas de nanofiltração (XN-40 e TS-80). Avaliou-se, também, a preparação de água contaminada para a filtração por membranas, através do prétratamento por oxidação do carbofurano em meio líquido, usando um desinfetante padrão, o hipoclorito de sódio. Após a oxidação desde composto, testes hidrodinâmicos de filtração foram realizados para verificar, também, a eficiência de rejeição dos sub-produtos. Por fim, foram realizados testes de envelhecimento das membranas que poderiam ser atacadas pelos compostos orgânicos em solução aquosa. Todos os ensaios foram realizados à temperatura de 25 oC, empregando pressão de filtração de 4 atm. Os compostos orgânicos foram detectados por várias técnicas, principalmente cromatografia gasosa e líquida, sequenciada por espectrometria de massas. Para acompanhar o envelhecimento das membranas, em seis meses de uso, foi empregada microscopia de força atômica, através da medição de porosidade e de rugosidade superficiais. Em termos médios, nas três faixas de concentrações testadas, o metil paration foi o composto mais eficientemente removido pelas membranas em todos os testes realizados, com 59,82 % de rejeição pela membrana UE-50, 43,97 % pela membrana XN-40 e 56,12 % pela TS-80. O TCE foi rejeitado 28,42 %, 23,87 % e 21,42 % pelas membranas UE-50, XN-40 e TS-80, respectivamente. O naftaleno, foi rejeitado 20,61 %, 14,85 % e 12,63 % pelas membranas UE-50, XN-40 e TS-80, respectivamente. Para o carbofurano, a percentagem de rejeição pelas membranas UE-50, XN-40 e TS-80 foi, respectivamente, de 4,51 %, 4,88 % e 2,92 %. Dentre todas as membranas testadas, a membrana de polisulfona UE-50, de ultrafiltração, produziu a melhor eficiência na rejeição de metil paration, tricloroetileno e naftaleno, com 59,82 %, 28,43 % e 20,61 % de rejeição, na ordem. A membrana de poliamida-uréia TS-80, de nanofiltração, proporcionou maior rejeição (56,12 %) que a membrana de poliamida XN-40, de nanofiltração (43,97 %), para o metil paration. Ao contrário, a membrana XN-40 mostrou uma rejeição maior (23,87 %) que a TS-80 para o tricloroetileno (21,42 %). Para o naftaleno, a membrana XN-40 também mostrou uma rejeição (14,85 %) maior que a TS-80 (12,63 %). A eficiência de rejeição do carbofurano foi a menor de todos os compostos ensaiados, independente da membrana. Se for assumido que a membrana de ultra deverá ser seguida pela de nanofiltração, a eficiência conjunta UE-50 + XN-40 será, em termos médios, para o naftaleno, carbofurano, tricloroetileno e metil paration, respectivamente, 32,24%, 9,19%, 45,60% e 77,44%. Para o conjunto UE-50 + TS-80 será de: 30,64%, 7,29%, 43,92% e 83,51%, não havendo diferenças estatisticamente significantes entre os dois conjuntos. Nos testes de pré-tratamento por oxidação do carbofurano, observou-se a formação do carbofurano hidrolisado e mais dois sub-produtos principais, SP-1 e SP-2, que foram rejeitados, 47,85 % e 92,80 %, respectivamente, pela membrana XN-40. Na verificação das perdas das características morfológicas pelo uso prolongado das membranas, sob ataque de compostos orgânicos em baixa concentração ("envelhecimento") verificou-se que a rugosidade (0, 3 e 6 meses) e a porosidade (0, 3 e 6 meses) foram consideravelmente alteradas. A porosidade da membrana XN-40 aumentou 42,86% e a da membrana TS-80 aumentou 34,57%, quando imersas por 3 meses. A rugosidade das membranas XN-40 e TS-80 nos testes de imersão por 3 meses, aumentou 5,37% e 291% respectivamente. Nos testes de imersão em 6 meses, o aumento da porosidade das membranas XN-40 e TS-80 foi de 29,67% e 18,52% respectivamente, enquanto que a rugosidade aumentou 25,27% e 155% para as mesmas. Conclui-se que membranas de nanofiltração poliméricas necessitam de prétratamentos para rejeitar, com segurança, e colocar dentro dos padrões de potabilidade, águas contaminadas com os compostos orgânicos tipo testados e que seu uso prolongado irá afetar as suas características de rejeição dos contaminates.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-10-24T17:58:13Z No. of bitstreams: 1 ELIZABETH EUGENIO DE MELLO OLIVEIRA D.pdf: 26576238 bytes, checksum: 1c82c12e4e39d3be05d78df50b7918fd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-24T17:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELIZABETH EUGENIO DE MELLO OLIVEIRA D.pdf: 26576238 bytes, checksum: 1c82c12e4e39d3be05d78df50b7918fd (MD5) Previous issue date: 2013 / O comportamento físico-químico de duas membranas de nanofiltração foi avaliado através de testes estáticos, dinâmicos e de concentração para o tratamento de rejeito líquido radioativo (água carbonatada), produzido na reconversão do gás hexafluoreto de urânio a dióxido de urânio no ciclo do combustível nuclear. Este rejeito contém cerca de 7,0 mg L-1 de urânio e não pode ser eliminado para o meio ambiente sem um tratamento adequado. Nos testes estáticos amostras de membranas foram imersas no rejeito de 24 até 5000 h. As propriedades de transporte (permeabilidade hidráulica, fluxo permeado, rejeição aos íons sulfato e cloreto) foram avaliadas antes e após imersão no rejeito em sistema de permeação de escoamento frontal a 5 bar. A camada superficial (poliamida) foi caracterizada por potencial zeta, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo, microscopia de força atômica, espectroscopia de infravermelho, fluorescência de raios-x e análise termogravimétrica antes e após os testes estáticos. No teste dinâmico o rejeito foi permeado a 5 bar e as membranas apresentaram rejeição ao urânio acima de 85%. Testes de curta duração (24-72 h) mostraram que a camada seletiva e a carga superficial das membranas não apresentaram alterações químicas, segundo espectros de infravermelho. Entretanto, após 5000 h as membranas apresentaram desprendimento de uma camada superficial de PVA, poli(álcool vinílico). Após essa perda, as membranas apresentaram menor rejeição para o urânio. Os testes de permeação e concentração do rejeito foram realizados em sistema de permeação de escoamento tangencial a 15 bar. A rejeição a urânio foi ao redor de 90% para teste de permeação. Nos testes de concentração o permeado foi coletado continuamente até redução do volume de 80% do volume de alimentação. A rejeição de urânio foi de 97%. As membranas de nanofiltração testadas foram eficientes para concentrar o urânio do rejeito.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-03-27T17:27:33Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2017 Umberto Cassará de Castellammare Scott Siciliano.pdf: 11198464 bytes, checksum: 441ee8c1e00226d3b6c9f3bead8a666c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T17:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2017 Umberto Cassará de Castellammare Scott Siciliano.pdf: 11198464 bytes, checksum: 441ee8c1e00226d3b6c9f3bead8a666c (MD5) Previous issue date: 2017-02 / Os processos de separação por membranas (PSM) têm sido largamente utilizados para fracionar, concentrar e purificar soluções em: tratamento de resíduos industriais, indústria alimentícia, farmacêutica, dessalinização de água e energia nuclear, em razão dos PSM serem mais econômicos que métodos tradicionais de separação. O aumento da utilização de membranas conduziu à expansão da base de conhecimento de tecnologia de fabricação, resultando em membranas com alta taxa de transferência, melhoria na seletividade e a estabilidade de longo prazo. A nanofiltração é uma técnica recente, sendo um processo capaz de separar partículas na faixa de 5 a 10 Å. A demanda por altas temperaturas de operação e resistência química têm estimulado o desenvolvimento de estruturas inorgânicas, principalmente cerâmicas porosas. Estes materiais podem ser revestidos por polímeros, entretanto, a estabilidade química do componente orgânico irá limitar as aplicações. Os materiais cerâmicos possuem diversas vantagens: estabilidade química, refratariedade e estabilidade física. Apesar destas características favoráveis, estes materiais não têm sido utilizados extensivamente em aplicações de PSM devido à dificuldade em produzir estruturas porosas livre de trincas e com tamanho de poros adequado. Este trabalho visou a produção de suportes de membranas de dióxido de titânio (TiOβ), necessários para compensar a fragilidade das cerâmicas. Para esta finalidade, TiOβ de alta pureza foi utilizado como material inicial, com tamanho médio de partícula igual a 0,1γ μm. A suspensão foi preparada e a secagem foi feita em spray dryer, pois origina material seco com umidade e morfologia controladas. Os suportes foram obtidos por meio de prensagem uniaxial (1,5 kgf.cm-²) seguido de sinterização em temperaturas distintas (1050, 1100 e 1150 ºC). Os suportes foram caracterizados quanto sua porosidade, a partir de métodos como: densidade geométrica, método de Arquimedes e transmissão de raios gama. A permeação foi avaliada em um sistema de célula com deslocamento de fluxo frontal em pressões de até 5 bar. A microscopia eletrônica de varredura permitiu a investigação de modo simples e rápido da morfologia dos suportes. Os resultados mostraram que foi obtida porosidade de aproximadamente 50%, adequada para aplicações como suporte de membrana.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340786.pdf: 2210420 bytes, checksum: e59935bda7840fd7e2962e9b511a8d21 (MD5) Previous issue date: 2016 / O morango (Fragaria x ananassa Duch.) é um fruto consumido mundialmente devido a sua cor, sabor atrativo e seu valor nutricional. Seu consumo é, principalmente, in natura porém também é encontrado em produtos derivados. Além disso, é considerado um alimento funcional devido a sua atividade biológica relacionada ao teor de compostos fenólicos e antocianinas. Um dos problemas na produção e distribuição do morango é a sua alta perecibilidade, relacionada aos altos valores de produção em determinadas épocas do ano. Esta elevada produção torna necessário o processamento de maneira a se reduzir as perdas pelo excesso de produção. Neste contexto, os processos de separação por membranas se mostram como uma alternativa para a produção de suco de morango com boa qualidade sensorial e nutricional. O objetivo deste trabalho foi concentrar os compostos fenólicos presentes no suco de morango utilizando-se membranas de microfiltração e nanofiltração. O suco foi extraído em centrífuga de alimentos e posteriormente concentrado por dois processos distintos: (1) somente nanofiltração (NF SN) e (2) processo conjugado de microfiltração e posterior nanofiltração (NF MF). Amostras de permeado e retido (concentrado) foram avaliadas quanto a cor, pH, compostos fenólicos totais (FT), atividade antioxidante pelos métodos de DPPH e ABTS e antocianinas totais (AT). A estabilidade dos compostos fenólicos durante o processamento foi monitorada pela análise de FT realizada em intervalos de 10 minutos. A partir dos resultados obtidos, observa-se que ambos os processos realizados, (1) NF SN e (2) NF MF apresentaram fluxo permeado em torno de 1 L.h-1.m-² no estado pseudo-estacionário. Ambos os processos estudados alcançaram valores de rejeição para os FT e AT superiores a 97%. Verificou-se, também, que os compostos fenólicos não sofreram degradação durante o processamento. Além disso, não foi observada redução da atividade antioxidante dos FT presentes no suco. Durante o processo de concentração, a principal resistência ao fluxo permeado foi a polarização por concentração para a NF. Por outro lado, para o processo de MF observou-se uma influência maior do fouling. Os modelos matemáticos utilizados para análise de fluxo permeado e bloqueio de poros se mostraram capazes de predizer a redução do fluxo permeado, com ajustes de modelo (R²) superiores a 0,97. Com exceção do concentrado do processo (1), que apresentou comportamento pseudoplástico, todas as demais frações (permeado e alimentação ? NF14SN; permeado, alimentação e concentrado ? NF MF) apresentaram comportamento Newtoniano. Todas as frações apresentaram bons ajustes aos modelos utilizados. Elevados valores de retenção de compostos fenólicos foram alcançados em ambos os processos. Os processos de separação por membranas se mostram alternativas promissoras para a produção de suco de morango concentrado com elevado valor nutricional.<br> / Abstract : Strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) is a worldwide consumed fruit due to its attractive colour and flavour, in addition to its high nutritional value. The strawberry fruits are consumed in natura or as processed products, furthermore, they are considered functional foods due to their biological activity related to the content of anthocyanins and phenolic compounds. One problem of the production and distribution of strawberry is its high perishability related to the high production values at certain times of the year. In this context, the processing becomes necessary to reduce losses by excessive production. Membrane separation processes are one alternative for the strawberry juice production with high sensory and nutritional quality. The aim of this study was to concentrate phenolic compounds of strawberry juice using microfiltration and nanofiltration polymeric membranes. The juice was obtained on juicer and subsequently concentrated by two different processes: (1) only nanofiltration (NF) and (2) conjugate process microfiltration (MF) and nanofiltration. Samples of permeate and concentrate were evaluated regarding colour, pH, total phenolic compounds (FT), antioxidant activity by DPPH and ABTS methods and total anthocyanins (AT). The stability of the phenolic compounds during processing was monitored by FT analysis performed every 10 min for the concentrate and permeate. Both processes, (1) NF and (2) MF and NF presented pseudo stationary permeate flux around 1 L.h-1.m-². Both processes presented rejection values above 97%. The phenolic compounds did not showed degradation during the tested processes. Besides that, no reduction on antioxidant activity was observed in the strawberry juice. For the period of the concentration process, the main resistance to permeate flux was the polarization concentration to NF, in contrast to the MF process where larger influence of fouling was observed. The mathematical models used to analyse the permeate flux and pore blocking evidenced being capable to predict the reduction of permeate flux, with model fit (R²) greater than 0,97. Except concentrate of process (1) which presented pseudoplastic behaviour, all other fractions showed Newtonian behaviour. All fractions showed good fit to the rheological models. Considering these results, the processes present high rejection values for the phenolic compounds, which makes this process an alternative for the strawberry juice production with higher nutritional value.

O processo industrial de beneficiamento de peles e couros consome grande volume de água e gera efluentes com alto poder de contaminação e degradação do meio ambiente. O tratamento convencional destes efluentes nem sempre é eficiente para atingir o padrão de lançamento estabelecido pela legislação ou para obter água em condições de reuso no processo produtivo. Neste sentido, a busca por novas tecnologias de tratamento de efluentes de curtume é, sem dúvida, uma necessidade e um grande desafio para o setor. Neste trabalho, foi estudada a aplicação de processos de separação com membranas como a nanofiltração (NF) e a eletrodiálise (ED) no tratamento de efluentes de curtume. A nanofiltração apresentou versatilidade para separar a fração orgânica (proteínas, taninos e outros) e parte da fração inorgânica (sais) permitindo a aplicação da eletrodiálise para uma maior remoção dos sais remanescentes no efluente. O permeado produzido apresentou características compatíveis com o reuso de água nas etapas de ribeira do processo produtivo de curtumes. A eletrodiálise foi utilizada para promover uma remoção ainda maior da quantidade de sais presentes no permeado da nanofiltração, com diferentes teores de matéria orgânica. A remoção de íons obtida através da aplicação da técnica de eletrodiálise apresentou comportamento linear e alcançou valores compatíveis com o reuso de água nas etapas mais críticas da produção de couros, como o tingimento e o engraxe. As membranas utilizadas foram avaliadas e submetidas a etapas de limpeza alcalina, que permitiu recuperar as características iniciais das membranas de nanofiltração e restabelecer parte da corrente limite das membranas de eletrodiálise, garantindo, assim, a continuidade dos processos. Com este estudo, constatou-se que as técnicas de nanofiltração e eletrodiálise podem contribuir para que sejam atingidos os padrões de lançamento de efluentes estabelecidos pela legislação e para possibilitar o reuso da água no processo produtivo do curtume minimizando, assim, o impacto ambiental relacionado ao consumo de água e geração de efluentes associado à indústria do couro. / The industrial processing of hides and skins consumes large volumes of water and generates waste with high pollution and environmental degradation. Conventional treatment of these effluents is not always effective to comply with the environmental regulations or to obtain water with characteristics to be reused in the production process. In this sense, the search for new technologies to treat tanning effluents is undoubtedly a need and a great challenge for the industry. In this work, the application of membrane separation processes, such as nanofiltration (NF) and electrodialysis (ED), was studied in the treatment of tanning effluents. Nanofiltration showed versatility to separate the organic fraction (proteins, tannins, etc.) and part of the inorganic fraction (salts), allowing the application of electrodialysis for further removal of remaining salts in the effluent. The permeate produced has presented compatible characteristics with the water reuse in the beamhouse stages in the tanning production process. The electrodialysis was used to promote a greater reduction in the amount of salt present in the nanofiltration permeate with different levels of organic matter. The removal of ions by electrodialysis showed a linear behavior and reached values which are compatible with the water reuse in the most critical stages of leather production, such as dyeing and greasing. The membranes used were evaluated and subjected to alkaline cleaning steps, which allowed the recovery of the initial characteristics of nanofiltration membranes and the reestablishment of part of the current limit of electrodialysis membranes, thus guaranteeing the continuity of the processes. With this study, it was found that the nanofiltration and electrodialysis techniques can contribute to comply with legal environmental standards and to allow water reuse in the tanning production process, helping to minimize the environmental impact associated to water consumption and generation of effluents related to the leather industry.