Em consonância com os princípios de efetividade e aumento de competitividade, a programação da produção promove melhorias no uso de matérias-prima e aumento de produtividade (desengargalamento), através da otimização do fluxo de material e uso de unidades comuns a diversas operações, considerando as características operacionais tais como a flexibilidade da planta com relação aos roteiros de produção e a estrutura do processo: contínuo ou batelada. Logo, o presente trabalho de pesquisa tem como principal objetivo a investigação dos métodos de programação de produção em batelada para posterior aplicação na indústria de couros - uma vez que esta constitui um expressivo segmento sócio-econômico brasileiro - como meio de aumentar seu nível competitivo. Utiliza-se o modelo de programação inteira mista proposto por Maravelias e Grossmann (2003) para representar o estudo de caso, onde as operações são caracterizadas por modo batelada. O modelo é baseado na representação STN-contínua. A implementação é feita na linguagem de modelagem GAMS, utilizando o pacote de otimização CPLEX. Os resultados mostraram a importância da utilização de parâmetros de controle do algoritmo branch and bound, quando se trabalha com problemas de grande escala. A utilização de dados reais de planta demonstrou que a representatividade do modelo procede com a prática industrial. Por fim, métodos de otimização e modelos para programação da produção podem ser utilizados como ferramentas no desenvolvimento de soluções pertinentes ao uso eficiente de recursos no processo produtivo, auxiliando no processo de tomada de decisão, pois podem ser aplicados para investigar diferentes cenários econômicos e de produção. / To improve the process productivity, many companies are scheduling their production solving a mathematical programming problem. The scheduling optimizes the material flow and the equipment assignments, which often are common to various operations. In the meantime, the operations features are considered to proper scheduling, like the production plant flexibility in respect to the production recipe, and the process structure: continuous or batch. Therefore, the main objective of the present work was to study and to investigate the scheduling methodologies. Afterwards, the methodology was applied in the tannery industry – because it is an important Brazilian social-economic area – as a way to increase its competitive level. It was used the model proposed by Maravelias and Grossmann (2003) to describe the case study, where the operations are characterized by working in the batch mode. The resulting MILP formulation is based in STN-continuous time representation, and it was implemented in GAMS/CPLEX code. The results demonstrate the importance of the branch and bound algorithm components, when working with a real-world case study. The real base data employed, to obtain a schedule, shows the model representativeness for practical application. Finally, optimization methods and scheduling models can be used as tools for the development of pertinent solutions that accomplishes the effective usage of the resources available for manufacture. They support the decision making process, because they can be applied to investigate different production and economic scenarios.

Biopolímeros polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres sintetizados por inúmeras bactérias e armazenados em corpos de inclusão nas células como reserva de energia, são produzidos a partir de fontes renováveis, e sua principal característica é a biodegradabilidade. Neste trabalho realizou-se a produção do PHA poli(3- hidroxibutirato) (P3HB) em cultivos submersos da bactéria Bacillus megaterium em meio mineral, utilizando-se sacarose como fonte de carbono e sulfato de amônio como fonte de nitrogênio. Esta bactéria apresenta comportamento diferente das bactérias comumente utilizadas para produção de biopolímero, sendo capaz de produzir grandes quantidades de P(3HB) sem limitação de nitrogênio. Experimentos em estufa incubadora rotatória foram realizados, segundo planejamento fatorial 22 composto central rotacional e três repetições no ponto central, a fim de se avaliar a melhor concentração inicial de sacarose e a razão inicial carbono/nitrogênio. Nestes experimentos, obteve-se um acúmulo de P(3HB) nas células de cerca de 75%. Não houve limitação de nitrogênio e sacarose para a maioria dos casos e observou-se uma forte correlação entre o acúmulo de P(3HB) e o pH do meio. Em biorreator foram realizados experimentos com controle de oxigênio dissolvido e pH, e com a condição de substrato inicial escolhida em função do planejamento de experimentos realizado. Obteve-se acúmulo de P(3HB) de 30%, inferior ao obtido em estufa incubadora rotatória. Modelos fenomenológicos de cinética microbiana, produção de polímero e consumo de substratos foram estudados, propondo-se modificações. Os parâmetros dos modelos foram estimados com os dados obtidos experimentalmente no biorreator. O modelo proposto obteve um desempenho superior aos demais estudados e com um número menor de parâmetros. Simulações foram realizadas a fim de verificar o comportamento do modelo frente a variações nas condições iniciais. / Polyhydroxyalkanoates (PHAs) biopolymers are polyesters synthesized by numerous bacteria and are accumulated on inclusion bodies in the cytoplasm of the cells as energy storage, they are produced from renewable carbon sources and its manly characteristic is the biodegradability. In this work it was carried the production of PHA poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB) out in submerse cultures of bacteria Bacillus megaterium in the mineral medium, using sucrose as carbon source and ammonium sulphate as nitrogen source. This bacteria shows different behavior from bacteria commonly used on biopolymer production, and it is able to produce large amounts of P(3HB) without nitrogen limitation. Shaker experiments were realized, according to a central composite design and three repetitions in the central point, in order to evaluate the best initial sucrose concentration and carbon-to-nitrogen ratio. In these experiments, P(3HB) was accumulated in the cell about 75%. In most of the cases, there was no limitation in the sucrose or nitrogen, and a strong correlation between P(3HB) accumulated and the medium pH was observed. Bioreactor experiments were carried out with controlled dissolved oxygen and pH. Substrate initial concentration was chosen according to the experiment design. P(3HB) accumulation in bioreactor was lower than in shaker, about 30%. Phenomenological models of microbial kinetics, polymer production, and substrate consumption were studied and improvements were proposed. The models parameters were estimated using the experiment data from the bioreactor. The proposed model showed a better performance than the available models, with a smaller number of parameters. Simulations were performed with the purpose of verifying the model behavior for initial conditions changes.

Devido aos constantes avanços computacionais, bem como o desenvolvimento de eficientes métodos para a solução de problemas de otimização não-lineares, tem-se tornado interessante a realização de otimização em tempo real e como conseqüência o uso de estimadores on-line em processos químicos não lineares. Neste sentido, a atualização automática de modelos de processos torna-se interessante permitindo a realização de estimativas em tempo real de variáveis infreqüentemente medidas e/ou imensuráveis e de variáveis estados e parâmetros desconhecidos que são variantes no tempo. Usualmente, a atualização automática de modelos é feita baseado em algumas variáveis secundárias que são medidas on-line, como temperatura, pressão, composição e vazão. Nos estimadores baseados no filtro de Kalman, como o EKF e CEKF, os esforços computacionais são relativamente pequenos, variando de um simples cálculo algébrico de um ganho, por exemplo, o EKF, até a resolução de problema de otimização quadrático, como exemplo o CEKF. Estes pequenos esforços computacionais permitem rápidos resultados com relativa acuracidade, mas estes estimadores baseados no filtro de Kalman podem falhar quando o sistema tem acentuada não-linearidade, por exemplo. De outra maneira, a formulação MHE é capaz de tratar uma vasta gama de sistemas não-lineares, como aqueles que têm inversão do sinal de ganho de acordo com o ponto de operação. No entanto, na formulação MHE tem-se a necessidade de se resolver um problema NLP não convexo com muitas equações de desigualdade e graus de liberdade, e como conseqüência o tempo de processamento torna-se maior que o tempo de amostragem, fazendo impraticável a execução de ações de controle sobre o sistema em tempo real. Assim, é necessário a implementação de eficientes técnicas para resolver de maneira rápida os problemas de otimização dinâmica envolvidos na formulação MHE. Neste trabalho as estratégias seqüencial e simultânea são exploradas, almejando-se a aceleração da solução dos estágios de integração e otimização dinâmica do estimador MHE, permitindo uma ampla avaliação entre o estimador MHE e os estimadores baseados no filtro de Kalman. Os estimadores foram aplicados para sete estudos de caso, como a planta de quatro tanques cilíndricos, o modelo do reator isotérmico com a reação de van de Vusse e o modelo de um CSTR exotérmico instável. A partir dos resultados, as vantagens e desvantagens da formulação via horizonte móvel são discutidas de modo a justificar o elevado esforço empregado na avaliação e projeto deste, comparado com os estimadores EKF e CEKF, quando o sistema tem acentuada não linearidade, incertezas no modelo e distúrbios e/ou ruídos nas medições. / Due to the constant computational advances, as well as the development of efficient methods for solving nonlinear optimization problems, it has become interesting to carry out dynamic optimizations in real time and the consequent use of on-line estimators on nonlinear chemical processes. In this framework, the automatic updating of process models becomes attractive to allow the accomplishment of real-time estimates of unmeasured or infrequent-measured variables, states variables and unknown or time-variant model parameters. Usually, the process model updating is made based on some auxiliary variables that are measured on-line, such as temperature, pressure, composition, and flow rate. In the traditional Kalman filter-based estimators, such as EKF and CEKF, the computational efforts are relatively small, ranging from a simple algebraic calculation of a gain, as in the EKF case, to the resolution of a quadratic optimization problem, like in the CEKF case. These small computational efforts allow faster results with relative accuracy, but these Kalman filter-based estimators may fail when the system has meaningful nonlinearities. On the other hand, the MHE formulation is able to treat a large range of nonlinear systems, as those that have the gain sign inversion according to the operating point. However, it has the necessity to solve possible non-convex NLP problem with many inequality equations and degrees of freedom, and as consequence, the processing time may become larger than the sampling time, making impracticable the execution of the control actions over the system in real time. Thus, it is necessary to implement efficient techniques to solve in a fast way the integration and dynamic optimization problems embedded in the MHE formulation. In this work, sequential and simultaneous strategies are explored to solve the estimators, aiming to speed up the solution of the integration and dynamic optimization stages, allowing a comprehensive evaluation between MHE and Kalman filter-based estimators. The estimators were applied to seven case studies, like the quadruple tank system, van de Vusse isothermal CSTR model and a more non-linear and unstable exothermal CSTR model. From the results, the advantages and drawbacks of the moving horizon formulation are brought up to justify the high effort spent in the design and evaluation phases, compared to the EKF and CEKF estimators, when the system has relatively high nonlinearities, model uncertainties and measurement disturbances.

A identificação de sistemas em malha fechada assume papel importante no contexto atual, já que reduz o custo operacional do processo de identificação no estágio de testes, evitando, por exemplo, a geração de produtos fora de especificação. Entretanto, requer uma série de cuidados especiais no tratamento dos dados a serem analisados para a obtenção dos modelos. Nesta dissertação um estudo acerca da identificação de sistemas monovariáveis lineares a partir de dados de operação em malha fechada, avaliando diferentes métodos e técnicas de identificação em malha fechada já consolidados é apresentado. Um novo método, recentemente proposto por Agüero (2005), o Virtual Closed Loop ouMétodo da Malha Virtual, que consiste na adição e remoção virtual de um controlador à malha analisada, de forma a filtrar a ação de controle real em um procedimento totalmente offline, é estudado em detalhes e uma adaptação é realizada na metodologia, com a simplificação do filtro virtual e forma de obtenção do modelo da malha aberta. O desenvolvimento e estudo da metodologia estão baseados em uma série de sistemas SISO distintos, com dinâmicas variáveis. Além disso, diferentes cenários com características peculiares são aplicados ao estudo, como distúrbios não medidos e ruído de medição, ilustrando de forma simples possíveis comportamentos dinâmicos encontrados em plantas industriais. / The identification of closed loop systems has taken on an important role in the current context, since it reduces the operational costs of the identification process in the testing stage, thus avoiding, for instance, the creation of non-specified products. However, it requires special care in the treatment of data to be analyzed for the obtainment of models. In this work, we present a study on the identification of linear models from closed loops operational data, evaluating different consolidated methods and techniques of closed loop identification. A new method is studied in detail in this work: the Virtual Closed Loop, which was proposed by Agüero (2005). It consists of the virtual addition and removal of a controller to the analyzed loop, so as to filter the input of the system in a completely offline procedure. It is also presented modifications on this methodology resulting in an simplification of the virtual filter and in the ways to obtain the open loop model. The development and study of this methodology are both based on different SISO systems, with variable dynamics. Other interesting characteristics, peculiar to the study, are considered in this work, as noise and dither signals. It illustrates, in a simple way, possible dynamic behavior patterns found in industrial plants.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-14T17:37:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588722 bytes, checksum: 445f6d0f5de47f3b46cdd4e8e5761a06 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T17:37:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588722 bytes, checksum: 445f6d0f5de47f3b46cdd4e8e5761a06 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / A demanda de polpa solúvel praticamente dobrou na última década, influenciada fortemente pela alta do preço do algodão. Esse aumento incentivou um grande volume de investimento neste setor da indústria de celulose. Diante disso, novas tecnologias para a produção de polpa solúvel tem sido estudadas com o objetivo de otimizar a produção, reduzir custos e preservar o meio ambiente. Por isso, o objetivo desse trabalho foi estudar os processos de extração alcalina e a hidrólise enzimática para extrair a hemicelulose presente na polpa de celulose. Foi investigada a influência do tempo, concentração da solução alcalina, temperatura e consistência durante processo de extração. No tratamento enzimático foi avaliado a performance de oito enzimas comerciais, a dosagem e temperatura e pH ótimo de reação das mesmas. As melhores condições de cada tratamento foram combinadas obtendo uma sequência de branqueamento alternativa para o processo de procução de celulose solúvel grau acetato convencional. A melhor condição utilizando apenas o tratamento de extração alacalina para alcançar os parâmetros de polpa grau acetato removeu 50% da hemicelulose residual. Essa condição foi uma concentração de 85 g.L-1 de álcali durante 30 min a uma temperatura de 30 °C e a consistência de 12%. A condição ótima para o tratamento enzimático variou com a enzima testada, para a enzima escolhida, o pH ótimo foi 7,0 e a temperatura de 65 °C. Nessas condições e com uma dosagem de 900 mL de enzima/t o tratamento alcançou 12% de remoção de hemicelulose. As sequências de branqueamento alcançaram os requerimentos necessários para celulose solúvel grau acetato, apesar disso, o tratamento puramente alcalino produz uma polpa de maior qualidade com maior viscosidade e menor teor de hemicelulose. / The demand for dissolving pulp nearly doubled in the last decade, strongly influenced by the high price of cotton. This increase has encouraged a large volume of investing in this pulp industry sector. For this reason, new technologies for the production of dissolving pulp has been studied in order to optimize the production, reduce costs and protect the environment. Therefore, the objective of this work was to study the alkaline extraction and enzymatic hydrolysis processes to extract hemicellulose present in the cellulose pulp. The influence of time, concentration of the alkaline solution, temperature and consistency during the extraction process was investigated. In the enzymatic treatment was evaluated the performance of eight commercial enzymes, the dosage and optimum temperature and pH of the reactions. The best conditions for each treatment were combined obtaining an alternative bleaching sequence for the conventional production process of dissolving pulp acetate degree. The best condition using only the alkaline extraction treatment to achieve the acetate degree pulp parameters removed 50% of the residual hemicellulose. This condition was 85 g.L-1 concentration of alkali during 30 min at 30 ° C and 12% of consistency. The optimum conditions for the enzymatic treatment changed according to the enzyme tested. For the chosen enzyme, the optimum pH and temperature was 7.0 and 65 ° C, respectively. Under these conditions and with a dosage of 900 mL of enzyme/t, the treatment reached 12% hemicellulose removal. The bleaching sequences reached the requirements needed for acetate grade dissolving pulp, yet the pure alkali treatment produces higher quality pulp with higher viscosity and lower hemicellulose content.

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o rejuvenescimento de membranas de poliamida de osmose reversa utilizando ácido tânico como agente de rejuvenescimento. Em uma primeira etapa foram estudadas oxidações de membranas por cloro livre catalisadas por ferro e alumínio, e degradações promovidas por procedimentos de limpeza química. Posteriormente, testes de rejuvenescimento foram realizados para encontrar as melhores condições para a recuperação da eficiência das membranas. Parâmetros operacionais de procedimentos de rejuvenescimento, tais como: pressão, pH e concentração de ácido tânico da corrente de alimentação foram variados a fim de otimizar a eficiência do tratamento químico na superfície das membranas. Os experimentos foram realizados em um sistema de osmose reversa (OR) em bancada, que pode operar com dois tipos de módulos para membrana, um para membrana plana e outro para membrana em espiral. As performances das membranas foram avaliadas medindo-se a retenção de NaCl e sílica, utilizando-se soluções contendo 2000 ppm de NaCl e também água de alimentação do sistema de OR da empresa AZ. Os resultados obtidos com os experimentos demonstraram que o alumínio e o ferro catalisaram oxidações por cloro livre nas superfícies das membranas utilizadas Também, o agente de limpeza química lauril sulfato de sódio degradou membranas que tinham suas superfícies previamente oxidadas por cloro livre. O tratamento de rejuvenescimento melhorou a retenção de NaCl e de sílica de membranas previamente oxidadas e degradadas por cloro livre e lauril sulfato de sódio, respectivamente. Este trabalho é complementado por um estudo sobre as condições operacionais e de performance das membranas do sistema de osmose reversa da empresa AZ, a fim de verificar e/ou confirmar algumas dúvidas relacionadas com o decréscimo na performance do sistema de OR.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo dinâmico genérico para reatores de polimerização em leito fluidizado com capacidade de predizer produção, condições de operação e propriedades do produto, como o índice de fluidez e densidade. Este modelo genérico é então aplicado ao caso específico da polimerização de eteno em reatores do processo UNIPOL, utilizando catalisador de óxido de cromo. De modo a obter um modelo validado, os parâmetros cinéticos são estimados utilizando experimentos realizados em uma planta piloto UNIPOL. Também é apresentado um modelo simplificado em relação ao modelo proposto inicialmente, cujo objetivo é remover as interações dos parâmetros das malhas de controle com os parâmetros cinéticos a serem estimados, aproveitando medidas de planta não utilizadas pelo outro modelo. Junto com a parte de estimação de parâmetros é apresentada a metodologia da análise de sensibilidade para o planejamento de experimentos e estimação de parâmetros.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331439.pdf: 2157111 bytes, checksum: 2643192ccd4945168ebb402a9fd09fa0 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Engenharia Metabólica constitui-se como grande área de conhecimento que utiliza dados genômicos para estudo e mutação sítio-dirigida de organismos, objetivando melhores fatores de conversão de substrato em um produto desejado, geralmente de alto valor agregado. A metodologia empregada neste trabalho iniciou com uma reconstrução in silico da Clostridium acetobutylicum, bactéria conhecida pela grande produção de acetato, butirato e hidrogênio. Esta reconstrução foi substituída por outra mais recente e pronta para uso, mas ainda foi a melhor opção para a análise de nocaute de genes. Uma Análise de Sensibilidade revelou a possibilidade de substituição de substrato. Esta substituição de substrato foi testada experimentalmente por crescimento em batelada em biorreator anaeróbio. Os trabalhos de reconstrução aqui envolvidos serviram de referência para a correção do METoolbox, que após as correções apresentou os mesmos valores de FBA do COBRA Toolbox, constituindo-se assim como ferramenta bem estabelecida para o estudo de Engenharia Metabólica. Os estudos de Engenharia Metabólica visando maximizar a produção de hidrogênio indicaram a substituição de glicose como substrato por sacarose, maltose ou lactose. Nos ensaios experimentais, taxas de produção de hidrogênio semelhantes às obtidas com glicose foram obtidas com sacarose e maltose, mas claramente inferiores foram obtidas com lactose como substrato. Os estudos in silico indicaram também a deleção do gene CAC1742 como alternativa para maximizar a produção de hidrogênio, hipótese ainda não testada experimentalmente. A partir dos modelos não regulados já publicados, um modelo com regulação para a C. acetobutylicum foi feito, sendo seus resultados devidamente validados com dados experimentais para diferentes substratos, reproduzidos em Análise de Balanço de Fluxos (FBA), tanto em estado pseudo estacionário quanto dinâmico.<br> / Abstract: Metabolic Engineering established as wide area of knowledge that uses genomic data to study and site-directed mutation of organisms, aiming best yields of substrate to a desired product, usually with high benefit. The methodology in this work began with an in silico reconstruction of Clostridium acetobutylicum, a bacterium known for high production of acetate, butyrate and hydrogen. We replaced this reconstruction by a newer and ready for use, but it was still the best option for the analysis of gene knockout. A sensitivity analysis revealed the possibility of replacing substrate. We tested this substitution of substrate experimentally by growth in batch anaerobic bioreactor. We use the reconstruction work involved here as reference for the correction of METoolbox, that after presented the same values of FBA COBRA Toolbox, constituting as well established for the study of Metabolic Engineering tool. We made Metabolic Engineering studies to maximize hydrogen production, indicating the replacement of glucose as substrate by sucrose, maltose or lactose. In experimental testing, glucose's similar hydrogen production rates has obtained with sucrose and maltose, but clearly below were obtaine with lactose as substrate. The in silico studies also indicated the deletion of CAC1742 gene as an alternative to maximize hydrogen production, experimentally untested hypothesis. From the unregulated models already published, we made a regulated model for C. acetobutylicum, with results well validated with experimental data for different substrates, played on Flux Balance Analysis (FBA), in pseudo steady state and dynamic simulation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329216.pdf: 2343620 bytes, checksum: bb8bda38a7beb8900267c1a6213bb2e7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Visando a substituição do terpolímero ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno) no processo de cromagem, neste trabalho, foi avaliada a modificação química da superfície de peças injetadas de PVC (policloreto de vinila) puro e blendas de PVC/ABS nas proporções de 20/80, 40/60 e 60/40. As peças foram previamente caracterizadas por ensaios térmicos e mecânicos, como termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e ensaio de tração e submetidas ao pré-tratamento químico sob diferentes condições operacionais, variando-se os reagentes, concentração, temperatura e tempo de tratamento. Para avaliação da modificação ocasionada pelo pré-tratamento na superfície, as peças de PVC puro e das blendas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho (FTIR/ATR), microscopia de força atômica (AFM), ângulo de contato e rugosidade. As amostras também foram cromadas e foi avaliada a qualidade da adesão das camadas metálicas, por inspeção visual, adesão e corrosão por névoa salina (salt spray) e os resultados foram comparados com os obtidos para peças em ABS. As alterações ocasionadas na superfície das amostras mostraram ser dependentes da composição do material e das condições operacionais empregadas no pré-tratamento. O PVC apresentou maior resistência química às soluções testadas do que o ABS, necessitando de condições de processo mais agressivas, como temperatura, tempo de imersão e concentração dos reagentes. Blendas com menores concentrações de PVC foram mais susceptíveis ao ataque químico. Superfícies com maior rugosidade e presença de poros, cavidades e reentrâncias distribuídos de forma homogênea, apresentaram melhor adesão da camada metálica. De todas as soluções testadas, a solução condicionante sulfocrômica, quando aplicada no tratamento das amostras de PVC e blendas PVC/ABS de 20/80 e 40/60, em concentração de 350 g/L de ácido crômico e 400 g/L de ácido sulfúrico, temperatura de 70 °C e tempo de imersão de 15 minutos, ocasionou deposição do metal em toda a superfície da amostras, as quais foram aprovadas nos testes de adesão e corrosão.<br> / Abstract : Aiming to replace the terpolymer ABS (acrylonitrile butadiene styrene) in the process of plating, in this work, the chemical modification of the surface of molded pieces of pure PVC (polyvinyl chloride) and blends of PVC/ABS in the proportions of 20/80, 40/60 and 60/40 was evaluated. The pieces were previously characterized by thermal and mechanical tests, such as thermogravimetry (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and tensile test and subjected to chemical pre-treatment under different operating conditions, varying the reagent concentration, temperature and treatment time. To evaluate the modificationcaused by the pre-treatment on the surface, the pure PVC and blends pieces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FTIR/ATR), atomic force microscopy (AFM), contact angle and roughness. The samples were also plated and the quality of the adhesion of metallic layers was evaluated by visual inspection, adhesion and corrosion by salt spray and the results were compared with those obtained for ABS pieces. The alterations on the surface of the samples shown to be dependent on the material composition and operating conditions employed in the pre-treatment. PVC showed higher chemical resistance to the tested solutions than ABS, requiring more aggressive process conditions such as temperature, immersion time and concentration of reactants. Blends with lower PVC concentrations were more susceptible to chemical attack. Surfaces with higher roughness and presence of pores, cavities and recesses distributed homogeneously showed better adhesion of the metal layer. Of all solutions tested, the conditioning sulfochromic solution when applied to the treatment of samples of PVC and 20/80 and 40/60 PVC/ABS blends at the concentration of 350 g/L of chromic acid and 400 g/L of sulfuric acid, temperature of 70°C and immersion time of 15 minutes caused the deposition of metal on the entire surface of the samples, which were approved in adhesion and corrosion tests.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329718.pdf: 3695393 bytes, checksum: 294952933ff1a99855d55c84205a1c81 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização de fluido supercrítico para fracionamento e purificação de misturas complexas tem sido cada vez mais estudada e aplicada em diferentes matrizes durante as últimas décadas. Este processo apresenta uma tecnologia inovadora para a remoção seletiva de monoterpenos e a purificação ou enriquecimento de terpenos oxigenados bioativos. Estes compostos possuem um alto potencial na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos. A pimenta rosa (Schinus terebinthifolius raddi), membro da família Anacardiaceae e amplamente distribuída ao longo da costa do território brasileiro, possui várias ações terapêuticas, tais como: cicatrizante, antisséptica, antifúngica e antiinflamatória. Além destas, recentemente a pimenta rosa apresentou potencial citotóxico em linhagens de células cancerosas. Visando a aplicação de compostos bioativos de Schinus terebinthifolius raddi na área biomédica, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um protocolo para a obtenção e separação destes compostos a partir de extração com fluido supercrítico. Para isto, diferentes condições operacionais de extração foram avaliadas. Os resultados obtidos apresentaram a existência de duas frações com diferente composição química, quando 80 bar de pressão a 35°C foram utilizados. Esta condição de operação apresentou o melhor fracionamento dos extratos. Com a finalidade de otimizar a metodologia de separação utilizada, foi realizada uma avaliação do comportamento dos compostos químicos ao longo do processo de extração. A primeira fração obtida do extrato apresenta os seguintes compostos majoritários: alfa-felandreno, delta-3-carene e limoneno. Enquanto que a segunda, beta-Elemen-7 alfa-ol, Elemol e beta-elemene. Avaliação da atividade citotóxica das frações em linhagens de células leucêmicas (Leucemia mieloide crônica agudizada e Leucemia aguda linfoblástica) foi realizada. De acordo com os resultados obtidos observou-se que fração 1 obtida na condição operacional de 80 bar e 35°C apresenta alta atividade citotóxica, muito maior inclusive quando comparada à atividade do óleo essencial obtido pela técnica tradicional de hidrodestilação, enquanto que a fração 2 apresentou um estímulo para o crescimento das células cancerígenas.<br> / Abstract: The use of supercritical fluid fractionation and purification of complex mixtures has been increasingly studied and used in different matrices during the last decades. This process presents an innovative technology for the selective removal of monoterpenes and purification or enrichment of bioactive oxygenated terpenes. These compounds have a high potential in the pharmaceutical, cosmetic and food industry. The pink pepper (Schinus terebinthifolius raddi), member of the Anacardiaceae family and widely distributed along the coast of Brazil, has several therapeutic actions, such as healing, antiseptic , antifungal and anti - inflammatory. Apart from these recently introduced pink pepper cytotoxic potential in cancer cell lines. Aiming at the application of bioactive compounds Schinus terebinthifolius raddi in the biomedical field, this study aimed to develop a protocol for the collection and separation of these compounds from supercritical fluid extraction. For this, different operating conditions for extraction were evaluated. The results obtained showed the presence of two fractions with different chemical composition, when 80 bar pressure at 35° C were used. This operating condition showed the best fractionation of the extracts. In order to optimize the fractionation methodology used, an assessment of the behavior of chemicals throughout the extraction process compounds was performed. The first fraction obtained from the extract has the following major compounds: alpha- phellandrene , delta- 3 - carene and limonene. While the second ele- beta- ol - 7 alpha, and beta- elemeneelemol. Evaluation of the cytotoxic activity of fractions in leukemic cell lines (acute on chronic myeloid leukemia and acute lymphoblastic leukemia) was performed. The results showed that fraction 1 obtained from the operating condition 80 bar and 35°C has high cytotoxic activity even much greater when compared to the essential oil obtained by the traditional technique of hydrodistillation activity, whereas fraction 2 presented a stimulus for the growth of cancer cells.