Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348716.pdf: 3078057 bytes, checksum: 473b0fe5b7978df63150e822ad4950cd (MD5) Previous issue date: 2017 / O tratamento de águas residuais é uma importante etapa na indústria de alimentos devido à grande quantidade de água utilizada nos processos. Dentre as águas residuais geradas pelas indústrias, o tratamento dos efluentes oleosos é um inevitável desafio. Observando este cenário, os processos de separação com membranas (PSM) aparecem como uma tecnologia atraente no tratamento de efluentes oleosos pois apresentam alta seletividade, facilidade de escalonamento, flexibilidade de operação e baixa demanda energética. No entanto, um dos maiores problemas enfrentados por esta tecnologia é a redução da permeabilidade causada pela polarização por concentração e a incrustação da membrana. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver e avaliar melhorias em membranas de microfiltração para aplicação no tratamento de águas residuais oleosas. A melhoria do desempenho do processo de microfiltração foi realizada pela modificação da superfície da membrana (MSM), tornando membranas hidrofóbicas em superhidrofílicas pela utilização do método inspirado em mexilhão, mussel-inspired (MI), e da utilização de campos magnéticos (CM) como pré-tratamento da emulsão de óleo. Os ensaios de permeação foram realizados em sistemas de filtração convencional e tangencial pela permeação de emulsões de óleo de canola. As membranas utilizadas nos experimentos foram de microfiltração comerciais confeccionadas de poli(difluoreto de vinilindeno) (PVDF) com diferentes tamanhos de poro (0,1, 0,2 e 0,45 µm), modificadas ou não. As MSM foram realizadas com diferentes abordagens do método MI e diferentes concentrações de dopamina (DA) e polietilenoimina (PEI). Os efeitos das diferentes modificações foram avaliados em relação à hidrofilicidade, molhabilidade, resistência ao pH e no desempenho do processo de permeação das emulsões oleosas. O efeito da aplicação do campo magnético como estratégia anti-incrustação foi estudado pela permeação da emulsão oleosa tratada magneticamente pela circulação por 2 h em dispositivos geradores de campo magnético. Os parâmetros avaliados nas permeações foram a permeabilidade hidráulica inicial, o fluxo da emulsão de óleo de canola, a retenção da membrana e a permeabilidade hidráulica após os procedimentos de limpeza física e química. As membranas foram caracterizadas por diferentes técnicas como microscopia eletrônica e de força atômica, espectroscopia de infravermelho e de fotolelétrons excitados por raio-X e potencial zeta. As modificações da membrana hidrofóbicas pelas diferentes abordagens do método MI provaram ser eficientes para torná-las superhidrofílicas, adequadas para o tratamento de águas residuais oleosas. Por sua vez, o tratamento da emulsão oleosa com CM não alterou o desempenho das microfiltrações realizadas. / Abstract : Wastewater treatment is an important step in food industries due to large amount of water used in the processes. Among the effluents generated by industries, the oily wastewater is an inevitable challenge. In this scenario, membrane separation processes appear as an attractive technology in the oily wastewater treatment, due to their high selectivity, easy scale-up, operation flexibility and low energetic demand. However, one of the major drawbacks of this technology is the permeability reduction caused by concentration polarization and membrane fouling. In this context, the present work aimed to develop and evaluate improvements in microfiltration membranes for application in the oil removal of industrial wastewater. The improvement in performance of microfiltration was carried out by the membrane surface modification (MSM), turning hydrophobic membranes into superhydrophilic by a mussel-inspired (MI) method, and by pre-treatment of oil emulsion under a magnetic field (MF). The permeations assays were carried out by the permeation of canola oil emulsion in dead-end and cross-flow filtration systems. Commercial poly(vinylidene difluoride) (PVDF) microfiltration membranes with 0.1, 0.2 and 0.45-µm of pore size, modified or not, were used in the permeations assays. Different approaches of the MI method and different concentrations of dopamine (DA) and polyethyleneimine (PEI) were used in the MSM. The effects of the different modifications were evaluated by the hydrophilicity, wettability, pH resistance and the permeation performance of the oily emulsions. The magnetic field application as an antifouling strategy was studied by the permeation of the oil emulsion previously circulated through a magnetic field device for 2 h. The permeation performance was evaluated by the initial water permeability, flux of canola oil emulsion, membrane retention and the water permeability after the physical and chemical cleaning procedures. Membrane were characterized by atomic force and scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and zeta potential. The MSM by the different approaches proved be efficient to modify hydrophobic membranes into superhydrophilic, suitable for use in the treatment of oily wastewaters. In turn, the treatment of the oily emulsion with MF did not alter the microfiltration performance carried out.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319998.pdf: 2966511 bytes, checksum: 3f467234978a925bca3e7e17dc9ddf10 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este estudo teve como objetivo principal remover o íon metálico Al3+ presente em água de abastecimento utilizando o biopolímero quitosana como material adsorvente. A Portaria n0 2.914/2011 do Ministério da Saúde estabelece que a concentração máxima admitida deste íon na água potável é 0,2 mg/L. No entanto, na região carbonífera de Santa Catarina foram identificados diversos pontos onde a água subterrânea apresenta valores superiores ao estabelecido por esta Portaria referente ao parâmetro Al3+. Este fato torna-se preocupante à medida que estudos associam a ingestão de alumínio a males neurológicos, podendo ser um fator desencadeante da doença de Alzheimer. Visando remover Al3+ da água destinada ao consumo humano foram realizados estudos de adsorção com solução sintética e água natural de poço artesiano utilizando o biopolímero quitosana. A quitosana é um material abundante, atóxico e biodegradável, sendo amplamente utilizada em estudos de remoção de metais devido à sua propriedade adsorvente e capacidade para formar complexos com íons metálicos de transição devido à presença de grupos amino em sua estrutura. Para realização dos estudos utilizou-se água natural de poço artesiano coletada na cidade de Araranguá - SC, pertencente à bacia carbonífera do Estado. Neste local a concentração de Al3+ encontra-se na faixa de 0,6 mg/L, valor este três vezes superior ao estabelecido pela legislação vigente. Inicialmente foram realizados ensaios preliminares, em batelada, de remoção com distintas soluções sintéticas contendo Al3+, Fe2+/Fe3+ e Mn2+. Estes ensaios demonstraram que a quitosana apresenta boa capacidade de remoção de Al3+ e Fe2+/Fe3+, embora para uma satisfatória remoção de Fe2+/Fe3+, seja requerido maior teor de quitosana comparada ao Al3+. Já o íon metálico Mn não foi removido pela quitosana. A partir dos resultados preliminares de remoção, realizaram-se ensaios isotérmicos de adsorção de Al3+ e Fe2+/Fe3+, onde a partir dos resultados obtidos pode-se verificar que a remoção tanto de Al quanto de Fe pela quitosana apresenta um comportamento compatível ao modelo de isoterma de Sips, indicativo de um mecanismo de adsorção via fisiossorção a baixas concentrações e via quimiossorção a concentrações mais elevadas. Para este modelo as capacidades máximas de adsorção calculadas foram de 45,52 mg Al/g Quit e 12,30 mg Fe/g Quit. Avaliou-se também o mecanismo cinético que rege a adsorção de Al3+ pela quitosana, sendo o modelo que melhor descreve esta adsorção o modelo cinético de pseudo segunda-ordem, o qual sugere um mecanismo via quimiossorção. A partir destes ensaios de adsorção foram avaliados dois métodos distintos de remoção de Al3+ através da técnica de Extração em Fase Sólida (EFS): i) Impregnação de um material suporte com quitosana, e ii) Colunas preenchidas com quitosana. A primeira técnica proposta foi efetuada através da impregnação com quitosana de um material suporte de não-tecido composto de viscose, polipropileno e poliéster. Após a impregnação deste material, o mesmo foi disposto em um tanque onde o ensaio foi conduzido em batelada até obtenção da saturação da quitosana. Realizou-se também um ensaio similar denominado de Branco, utilizando somente o material, sem a quitosana impregnada, no qual observou-se capacidade de adsorção associada ao material não-tecido. Realizaram-se três ensaios, dois com solução sintética e um com água de poço. Estes ensaios apresentaram bons resultados de remoção de Al3+ (26-30 mg Al3+/g Quit). Após término do ensaio foram realizadas análises de MEV e EDX das fibras após saturação com Al3+ as quais demonstraram incrustações contendo alumínio sobre o filme de quitosana. Os ensaios realizados em coluna preenchida por quitosana foram conduzidos com solução sintética e água de poço, nas mesmas condições. Estes ensaios também apresentaram bons resultados de remoção, sendo as capacidades de adsorção obtidas de 37,76 e 15,23 mg Al3+/g Quit, para solução sintética e água de poço, respectivamente. Realizaram-se, após término do ensaio, análises de MEV, EDX e FTIR. Observou-se que quando a quitosana está saturada de Al3+, a espectroscopia FTIR sugere a formação de compostos de coordenação Al/Fe-Quit. Com este estudo pode-se verificar que em ambas as técnicas propostas observaram-se boa capacidade de remoção de Al3+ pela quitosana. Devido às propriedades atóxicas e biodegradáveis da quitosana, além de a sua abundância, este biomaterial é uma boa opção para a remoção de Al3+ em águas para abastecimento que contenham baixas concentrações (~ 0,6 mg Al3+ /L) deste íon metálico. <br> / Abstract: This dissertation aimed to remove the metal ion Al3+ present in the water supply using the biopolymer chitosan as adsorbent material. The Ordinance of the Ministry of Health N0 2.914/2011 states that the maximum concentration allowed of this ion in the water supply is 0,2 mg/L. However, in the coal exploring area of Santa Catarina several points were identified where the groundwater has values higher than the one established by this Ordinance, concerning parameters of Al3+. This fact becomes worrying as research associates aluminum intake to neurological ailments, which may even trigger Alzheimer's disease. Aiming to remove Al, at low concentrations, adsorption studies were performed with synthetic solution and natural artesian water using the biopolymer chitosan. Chitosan is an abundant material, non-toxic and biodegradable, and it is widely used in studies of metal removal because of its adsorbent property and ability to form complexes with transition metal ions due to the presence of amino groups in its structure. For these studies natural artesian water was collected in the city of Araranguá-SC, which is part of the coal basin of the state, where the Al concentration is approximately 0.6 mg/L, a value three times higher than the one established by the current legislation. Preliminary removal assays were carried out in batches with different synthetic solutions containing Al, Fe and Mn. These trials showed that chitosan presents a good capacity to remove Fe and Al, though for a satisfactory removal of Fe a higher content of chitosan is required, compared to Al. Yet, the removal of Mn by chitosan did not happen. After the preliminary removal results, isothermal adsorption assays of Al and Fe were performed, where it could be verified that the removal of both Al and Fe by chitosan presents a model of behavior compatible to the one of Sips. For this model the maximum capacities of adsorption calculated were of 45.52 mg Al/g Quit, and 12,30 mg Fe/g Quit. The kinetic mechanism which reacts to the adsorption of chitosan by Al was also evaluated, and the model that best describes this adsorption is the kinetic model of the pseudo-second order, which suggests a mechanism via chemisorption. Based on these adsorption tests two different methods of removing Al using the technique of Solid Phase Extraction (SPE) were assessed: i) impregnating a support material with chitosan and ii) Columns filled with chitosan. The first proposed technique was performed by impregnating a support material consisting of non-woven viscose, polypropylene and polyester. After the impregnation of this material, it was arranged in a tank where the trial was conducted in batches. A similar assay was performed, called White, using only the material, without the impregnated chitosan, in which it was observed an adsorption capacity associated with the non-woven material. Three tests were performed: two synthetic solution and one with well water. These tests showed good results of Al3+ removal (26 - 30 mg Al3+ / g Quit). After this assay, analysis were conducted concerning the SEM and EDX of the fibers after saturation with Al3+ which showed aluminum incrustations on the film containing chitosan. The tests with columns filled with chitosan were conducted with synthetic solution and wellwater under the same conditions. These assays also showed good removal results, the adsorption capacities obtained were 37,76 and 15,23 Al3+ mg/g Quit for synthetic solution and water well, respectively. Analyzes of SEM, EDX and IFTR were performed after the test. It was observed that when chitosan is saturated with Al, IFTR spectroscopy suggests the formation of coordination compounds Al-Quit, which evidences a chemisorption process. With this study it could be verified that both proposed techniques had a good capacity of removal of Al3+ by chitosan. Due to nontoxic and biodegradable properties of chitosan, and its abundance, this biomaterial is a good option for the removal of Al3+ in water supplies which contain low concentrations of this metal ion.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339446.pdf: 1719387 bytes, checksum: 000db64bdb6258fdfaa1953fb8acd98f (MD5) Previous issue date: 2016 / A solução para os problemas relacionados com a falta de disposição segura dos esgotos em Moçambique, passa necessariamente pela implementação de sistemas de tratamento de esgotos adequados à realidade do país. Dentro deste contexto, este estudo tem como propósito identificar potencialidade do sistema de wetland construído de fluxo vertical com fundo saturado (WCV-FS) aplicado no tratamento de esgoto sanitário, a fim de empregá-lo como alternativa tecnológica de tratamento descentralizado de esgoto em pequenas comunidades de Moçambique. Neste trabalho deu-se ênfase à caracterização do processo de remoção de nitrogênio neste sistema. A metodologia empregada consistiu na caracterização da remoção de matéria orgânica e nutrientes de um WCV-FS implantado em escala real na região de Florianópolis/SC. A caracterização consistiu no monitoramento hidráulico, determinação da composição físico-química do afluente e efluente, e avaliação microbiológica da biomassa aderida no leito filtrante do wetland construído. A estação de tratamento de esgoto opera desde 2009, sendo o estudo concentrado no período de janeiro a dezembro de 2015. Neste período a vazão média foi de 30,14 m3.dia-1 aplicados numa área de 1580 m2, com carregamento médio afluente ao WCV-FS de 3,34 gDQO.m-2.dia-1, 0,40 g SS.m-2.dia-1, 0,88 g NT m-2.dia-1, 0,27 gP-PO43-.m-2.dia-1. Nestas condições operacionais, o WCFV-FS apresentou eficiências médias de remoção em termos de concentrações de 89% de DQO, 86% de SS, 57% de NT e 83% de P-PO43-. Com base nos ensaios de atividades realizados em batelada e inoculados com concentração celular de aproximadamente de 2 gSV.L-1 desenvolvidos com lodo coletado no leito filtrante do wetland, a maior parte da remoção de NT e remoção de DQO estão relacionados à ação das bactérias autotróficas nitrificantes que convertem N-NH4+ a N-NO3- com velocidade específica de formação de 1,86 mg N-NO3.gSV-1h-1 nos primeiros 17 cm do leito filtrante, seguida da ação das bactérias heterotróficas facultativas, que ocorre com maior intensidade a partir da interface da zona insaturada/saturada, onde atinge velocidade específica de consumo de N-NO3- de 4,48 mg N-NO3-.g SV-1h-1. Infere-se que esta seja mais intensa no fundo da zona saturada. Não foi verificada ação das bactérias ANAMMOX no maciço filtrante do WCFV-FS. <br> / Abstract : The solution to problems related to the lack of safe disposal of sewage in Mozambique, passes necessarily through the implementation of sewage treatment systems suited to the country's reality. In this context, this study aims to identify the potential of vertical flow constructed wetlands applied in the treatment of domestic sewage in order to apply them as alternative technology for decentralized wastewater treatment in small communities in Mozambique. In this work was given emphasis to the characterization of nitrogen process removal in vertical flow constructed wetland. The methodology used consisted in characterization of organic matter and nutrient removal of a sewage treatment system implemented in full scale in the region of Florianópolis / SC. The characterization consisted in hydraulic monitoring, determination of physico-chemical composition of the effluent and microbiological evaluation of the biomass adhered in the filter bed of constructed wetland. The sewage treatment plant has been operating since 2009, and the study focused on the period from January to December 2015. In this period the average flow was 30.14 m3.day-1 applied in an area of 1580 m2, with average loading influent of 3.34 g DQO.m-2.day-1, 0.40 g SS g.m-2.day-1, 0.88 g TN m-2.day-1, 0.27 g P-PO43-. m-2.day-1 Under these operating conditions, the SVFCW showed average efficiencies in terms of concentrations of 89% of DQO, 86% of SS, 57% of TN and 83% of P-PO43-. Based in activities tests realized in batch and inoculated with cell concentration of approximately 2 gSV.L-1 developed with sludge collected in the filter bed of constructed wetland, most of the 57% nitrogen removal and most of 89% removal of COD are related to autotrophic nitrifying bacterial action that convert N-NH4+to N-NO3- in the first 17 cm of the filter bed with specific rate formation of 1.86 mg N-NO3.gSV-1h followed by action of facultative heterotrophic bacteria occurring with greater intensity from interface unsaturated zone and saturated where specific rate consumption of N-NO3- is 4,48 mg N-NO3.g SV-1h-1 infers that denitrification activity is more intense in the bottom of saturated zone. There was no action of ANAMMOX bacteria in filter bed of vertical flow constructed wetland with a partially saturated bottom layer

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339447.pdf: 1576323 bytes, checksum: e1ec007c51f99a05674f8f5fa5174075 (MD5) Previous issue date: 2015 / Com o aumento da demanda de água para atender principalmente o consumo humano, agrícola e industrial, torna-se necessária a adoção de estratégias para a reutilização de água contaminada. Para tanto, a operação de filtração em leito fixo granular tem sido amplamente utilizada, pois possui vantagens operacionais, baixo custo de implatação e de fácil ampliação de escala laboratorial para industrial. Neste trabalho avaliou-se experimentalmente a perda de carga em filtração descendente em leito granular. Além disso, estudou-se o transporte de soluto (corante azul de metileno) no mesmo leito. Correlações disponíveis na literatura foram avaliadas para a estimativa da perda de carga em leito fixo granular. Simulações numéricas conduzidas no software COMSOL Multiphysics® permitiram avaliar os perfis de distribuição do soluto no leito ao longo do tempo (curvas de breakthrough). <br> / Abstract : Due to the increase in water demand to meet human, agricultural and industrial consumption, there is a necessity to adopt strategies for the reuse of contaminated water. Therefore, the filtering operation in granular fixed bed has been widely used because it has operational advantages, low cost and easy scale up. In this work we used experimentally pressure loss in descending particulate bed filtration. In addition, we studied the transport of solute (methylene blue) in the same bed. Correlations available in literature have been evaluated for the estimation of the pressure loss in granular fixed bed. Numerical simulations conducted in COMSOL software Multiphysics® possible to evaluate the solute distribution profiles in the bed over time (breakthrough curve)

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-24T03:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343633.pdf: 2123900 bytes, checksum: 885e05bf1ea3af449c10b09674f83469 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho tem como objetivo geral apresentar um estado da arte da tecnologia de wetlands construídos aplicados no pós-tratamento de esgoto doméstico no Brasil, identificando as diversas modalidades de sistemas alagados, os principais parâmetros de projetos aplicados e as eficiências obtidas pelos sistemas. Para isso, foi desenvolvida uma pesquisa bibliográfica exploratória a partir de publicações realizadas no Brasil, a partir do ano de 2000, e que apresentassem desempenho de tratamento que atendessem aos requisitos legais e ambientais. Com isto, a partir de um universo de 82 publicações pesquisadas, foram avaliadas 23 publicações e 29 unidades de wetlands construídos. De modo geral, as diversas modalidades de wetlands construídos demonstram eficiências de remoção significativamente para os constituintes dos esgotos sanitários, destacando a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos (48% das unidades avaliadas apresentaram remoções maiores que 80% para DQO, DBO e SS). Uma grande quantidade de espécies de macrófitas tem sido empregada nos sistemas de tratamento, destacando-se o emprego de Typha spp (34% dos trabalhos avaliados). Da mesma forma, diversos tipos de materiais são utilizados e testados para compor o maciço filtrante, destacando-se a brita e areia (28% dos trabalhos avaliados). As publicações exibidas e avaliadas apresentam, para os parâmetros de qualidade da água, reduções entre as concentrações afluentes e efluentes significativas, sendo equivalentes aos resultados esperados pelos autores e inseridos nas premissas de atendimento às legislações vigentes.<br> / Abstract : This work has as main objective to present the state of the art of wetlands technology built in post treatments of sewage in Brazil, identifying the different types of wetlands, the main applied parameters of projects and obtained efficiencies by the systems. To get this objective, a bibliographical research was made in brazilian publications developed from the year 2000, publications able to provide treatment performance that met the legal and environmental requirements. With this, from a universe of 82 selected publications, were evaluated 23 publications and 29 constructed wetland units. In general, the different types of constructed wetlands show removal efficiencies significantly to the constituents of sewage, highlighting the removal of suspended organic and solid matter (48% of the evaluated units had higher removals than 80% for COD, BOD and SS). A lot of macrophytes has been used in treatment systems, especially the use of Typha spp (34% of the assessed publications). Likewise, different types of materials are used and tested to compose the filter bed, highlighting the sand and gravel (28% of assessed publications). The consulted and evaluated publications feature for the water quality parameters, reductions between the affluent and significant concentrations of effluent, being equivalent to the results expected by the authors and entered the premises of compliance with current legislation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343940.pdf: 2066325 bytes, checksum: d8de9f61f443856b55665b2f3c4049d4 (MD5) Previous issue date: 2016 / A purificação do biodiesel, também denominada polimento, consiste na última etapa do processo de sua síntese e é essencial, pois tem como objetivo a adequação de parâmetros visando ao atendimento das normas vigentes. Neste trabalho, estudaram-se novas alternativas de polimento do biodiesel pelo uso de resinas de troca iônica, enzimas e silicato de magnésio (Magnesol), principalmente para a redução de ácidos graxos livres, visando a obtenção de biodiesel de alta qualidade. Foram realizados experimentos em laboratório, planta piloto, coluna e em batelada, seguindo-se estratégias de integração de processos. Adicionalmente, desenvolveu-se um estudo de modelagem e simulação com os resultados mais significativos realizados em coluna. As amostras de biodiesel foram analisadas quanto ao teor de monoacilglicerois (MAG), diacilglicerois (DAG), triacilglicerois (TAG) e acidez. Com relação à redução dos teores de MAG, DAG e TAG, as resinas foram efetivas, e, quanto à acidez, o silicato de magnésio se destacou pelo ótimo desempenho apresentado. Ao final dos testes, constatou-se que cada resina atuou diferentemente e a utilização combinada em sequência das mesmas, seguindo a estratégia de integração de processos, permitiu a obtenção de um biodiesel de acordo com os padrões estabelecidos pela legislação. Também, estudou-se a purificação do biodiesel com o uso das resinas de troca iônica visando à redução da concentração de metais e sabões. Pôde-se observar que a metodologia empregada, com e sem condicionamento inicial em metanol das resinas, produziu alterações na concentração de metais, mas pouco promissoras. Já para os sabões, levou a uma redução significativa da concentração dos mesmos ao final do processo de purificação. As simulações reproduziram de maneira bastante satisfatória os resultados experimentais, tanto para a acidez quanto para os teores de MAG, DAG e TAG. Os esforços de modelagem consideraram aspectos reacionais e de equilíbrio químico, além de transferência de massa e escoamento em meios porosos. A boa sintonia entre os resultados experimentais e os simulados atestam a pertinência do modelo desenvolvido.<br> / Abstract : Purification of biodiesel, also known as polishing, is the last step of its synthesis and is essential as it aims adequacy parameters ensuring compliance with the regulations. In this work, studied new alternative biodiesel polishing by the use of ion exchange resins, enzymes and magnesium silicate (Magnesol®), principally in the reduction of free fatty acids in order to obtain biodiesel with high quality. Experiments were conducted in laboratory and pilot plant column, batch experiments and following process integration strategies, adding simulation efforts result in more significant column. The biodiesel samples were analyzed for content of monoacylglycerol (MAG), diacylglycerols (DAG), triacylglycerols (TAG) and acidity. Regarding the reduction in MAG content, DAG and TAG, the resins were effective, and, as the acid, magnesium silicate stood out for great performance shown. At the end of the tests, it was found that each resin acted differently and the combined use in the same sequence, following the process integration strategy, allowed to obtain a biodiesel according to the standards set by law. Also, biodiesel purification was studied with the use of ion exchange resins in order to reduce the concentration of metals and soaps. It was observed that the methodology employed, both with and without initial conditioning in methanol resins, produced changes in the concentration of metals, but unpromising. As for the soaps, it led to a significant reduction in their concentration at the end of the purification process.Simulations have succeeded reproduce fairly well the experimental results for both the acidity and for the levels of MAG, DAG, and TAG. The modeling efforts considering chemical equilibrium reaction and aspects, as well as mass transfer and flow in porous media. The good match between the experimental results and simulations demonstrated the relevance of the model developed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T22:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho utilizou-se como coagulante argila pertencente à família das montmoriloníticas, denominada comercialmente de Agefloc. A análise

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:36:34Z : No. of bitstreams: 1 144528.pdf: 28679952 bytes, checksum: 9fc6bd4b8c120fdef909ec45e7017b0b (MD5)

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-23. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:11Z : No. of bitstreams: 1 000856545.pdf: 1630760 bytes, checksum: c65e7ba9d827276c90827f03611f61ae (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As lipases (triacilglicerol acil hidrolases, E.C. 3.1.1.3) catalisam a hidrólise das ligações éster de triacigliceróis, operando na interface água/óleo. Estas são enzimas ubíquas, porém as de origem microbiana têm se destacado no cenário industrial atual devido ao seu amplo espectro de aplicação. Dessa maneira, a prospecção de novas fontes de lipases com propriedades distintas é uma linha de pesquisa importante. Dentre os micro-organismos, os fungos vêm sendo explorados para a produção de enzimas por secretarem grandes quantidades de proteínas no meio extracelular que não são nocivas à saúde humana, em sua grande maioria. Este trabalho se insere neste contexto, uma vez que visa purificar e caracterizar as principais propriedades bioquímicas da lipase produzida pelo fungo filamentoso Penicillium sect. Gracilenta CBMAI 1583, isolado de solo de Mata Atlântica e ainda não estudado em relação a essa enzima. O pH e a temperatura ótimos de atividade lipásica foram 4,0 e 70 °C, respectivamente, tanto para a enzima presente no filtrado de cultura quanto para a enzima purificada. As energias de ativação da reação de hidrólise do p-nitrofenil palmitato catalisada pela lipase presente no filtrado de cultura e pela lipase purificada foram 27,01 e 8,77 kJ.mol-1, respectivamente. A enzima do filtrado se mostrou mais estável em relação à temperatura (T(1/2) de 1,5 h, 6,3 e 2,3 min a 50, 60 e 70 °C, respectivamente) e menos estável em relação ao pH (estável apenas entre os pH 5,0 e 7,0) que a enzima purificada. A enzima purificada apresentou T(1/2) de 8,5 min, 33,6 e 15,4 s nas mesmas temperaturas e estabilidade em pH de 2,0 a 8,5. Em relação à estabilidade na presença de surfactantes, os detergentes aniônicos desestabilizaram a estrutura proteica, com consequente perda de atividade, enquanto detergentes não iônicos a 1 % (m/v) ativaram a enzima. A lipase foi purificada em uma única etapa, através de... / Lipases (triacylglycerol acyl hydrolases, EC 3.1.1.3) are ubiquitous enzymes. However microbial enzymes stand out on the current industrial scenario, due to their wide spectrum of application. In this sense, prospection of new sources of lipases with distinct characteristics is an important research field. Among microorganisms, fungi are being explored for enzyme production, because they secrete high amounts of proteins to extracellular medium that are generally regarded as safe for human health. This work is inserted in this context once it aims to purify and to characterize the main biochemical properties of lipase produced by the filamentous fungus Penicillium sect Gracilenta CBMAI 1583, isolated from soil under Atlantic Rainforest and yet not studied in respect to this enzyme. Optima pH and temperature of activity were 4.0 and 70 °C, respectively, for both crude and purified lipase. Activation energys of hydrolysis of pNPP catalyzed by crude and purified lipase were 27.01 and 8.77 KJ.mol-1, respectively. Crude lipase was more stable to temperature (T(1/2) of 1.5 h, 6.3 and 2.3 min at 50, 60 and 70 °C, respectively) and less stable to pH (stable only at pH 5.0 to 7.0), while purified lipase showed the opposite behavior (T(1/2) of 8.5 min, 33.6 and 15.4 s at the same temperatures; and stable at pH 2.0 to 8.5). Regarding the stability in presence of surfactants, anionic detergents destabilized the protein structure with consequent loss of activity, while nonionic detergents at 1 % (w/v) activated the enzyme. Lipase was purified to homogeneity by one step, through a hydrophobic interaction chromatography at low ionic strength using the Phenyl Sepharose resin, as revealed by SDS-PAGE. By this strategy it was possible to recover 80.8 % of initial activity and achieve a purification factor of 516.1. Enzyme molecular mass was estimated to be 52.9 kDa by SDS-PAGE and 85.3 kDa by size exclusion chromatography, suggesting the formation of ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-29Bitstream added on 2014-06-13T19:12:51Z : No. of bitstreams: 1 thomazine_vb_me_sjrp.pdf: 300929 bytes, checksum: 8a345195b89148d41da69659555f43dd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Vários trabalhos na literatura têm discutido a importância dos polimorfismos enzimáticos em relação ao estado de ser adaptado dos organismos. Nesse trabalho foram estudadas algumas propriedades bioquímicas das aloenzimas EST-5S e EST-5F de Drosophila mulleri, que poderiam estar relacionadas às diferenças em valores adaptativos em indivíduos que apresentam essas variantes enzimáticas. Os resultados sugerem que a aloenzima EST-5S apresenta maior resistência à desnaturação térmica e a agentes caotrópicos, bem como maior atividade em altas concentrações salinas. Os resultados do experimento de produtividade a 29º C mostram que os indivíduos homozigotos para o alelo Est-5S deixam mais descendentes que os indivíduos homozigotos para o alelo Est-5F. Quanto as caractetísticas cinéticas, essas aloenzimas não diferem de forma significante. Os valores de Vmax e Km obtidos para as enzimas não purificadas foram, respectivamente, para a EST-5S: 32,54 µM/min e 1,43 mM, e para a EST-5F: 33,34 µM/min e 1,54 mM. A purificação das aloenzimas foi obtida pela separação em SDS-PAGE seguida da remoção dos géis, eluição em agitador magnético para a difusão das enzimas e posterior concentração desse material em membrana filtrante de 50 kDa (Millipore). O concentrado foi então analisado quanto à atividade esterásica e quanto à pureza (SDS-PAGE). Ambas as aleloenzimas apresentaram uma massa molecular entre 66 e 68 kDa para a subunidade, em SDS-PAGE. Os resultados do presente estudo não são concordantes com a hipótese de neutralidade para a manutenção dos polimorfismos, tanto em populações naturais como de laboratório, indicando a atuação da seleção natural sobre as aleloenzimas estudadas. / Several works in literature have discussed the importance of the enzymatic polymorphisms in respect to the state of being adapted of the organisms. In this work, some biochemical properties of Drosophila mulleri of the allozymes EST-5S and EST-5F, which could be related to the differences in fitness values in individuals that present those enzymatic variants, were studied. The results suggest that the EST-5S allozyme presents larger resistance on the thermic denaturation and the chaotropics agents, as well as higher activity in elevated salt concentrations. The results of the productivity experiment at 29°C show that the homozygous individuals to the Est-5S allele let more offspring than the homozygous individuals to the Est -5F allele. Regarding the kinetic characteristics, those allozymes do not differ in a significant way. The Km and Vmax values obtained for crude extracts allozymes were, respectively, to the EST-5S: 32,54 µM/min and 1,43 mM, and to the EST-5F: 33,34 µM/min and 1,54 mM. The purification of the allozymes was obtained by the separation on SDS-PAGE followed by their removal from gels, elution in magnetic shaker for the diffusion of the enzymes and concentration of this material in filtrant membranes of 50 kDa (Millipore). The concentrated materials were then analyzed regarding to their enzymatic activity and to the purity (SDS PAGE). Both allozymes presented subunit molecular weights around 66 and 68 kDa on SDS PAGE. The results of the present study do not agree to neutrality hypothesis for polymorphisms maintenance, in natural and laboratory populations, indicating a natural selection action of the on the studied allozymes.