Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-05T18:33:10Z No. of bitstreams: 1 RONALDO ANTONIO CORREIA D.PDF: 1659150 bytes, checksum: 94e12a1ddf216376c1e321f248c2f772 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T18:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RONALDO ANTONIO CORREIA D.PDF: 1659150 bytes, checksum: 94e12a1ddf216376c1e321f248c2f772 (MD5) Previous issue date: 2006-10 / Este trabalho relaciona-se à remoção de fenol de águas residuais industriais, por adsorção em resinas poliméricas comerciais. Trata-se de uma alternativa não só economicamente viável, mas também conservacionista quando comparada ao uso de carvão ativado granulado de origem vegetal, tradicionalmente empregado nesses casos. Para esta finalidade foi desenvolvido e operado com sucesso um sistema de leito fluidizado em circuito fechado, em escala de bancada. Soluções aquosas de fenol com concentrações iniciais na faixa de 84 a 451 mg/L foram utilizadas para fluidizar cerca de 400 cápsulas permeáveis, confeccionadas artesanalmente em tela de aço inoxidável 42 mech. Cada cápsula continha cerca de 100 mg da resina comercial AmberliteTMXADTM4, da qual foram previamente eliminadas as partículas menores que a abertura da tela. A resina ocupava cerca da metade do volume da cápsula, o que propiciava agitação interna das partículas durante a fluidização, diminuindo assim a resistência ao transporte difusivo do fenol da fase líquida para o adsorvente. O sistema foi operado a 35°C, temperatura típica de descarte de rejeitos industriais. Os experimentos foram realizados usando velocidade superficial de fluidização 20% acima da velocidade superficial mínima de fluidização das cápsulas, o que propiciou intensa circulação das mesmas no leito. Tipicamente, 30 passagens do volume total de líquido circulante através do leito eram requeridas para alcançar na fase líquida uma concentração de fenol muito próxima daquela do equilíbrio. Um modelo de adsorção em batelada, simples, porém muito confiável e incorporando a clássica isoterma de Freundlich, previu satisfatoriamente as concentrações finais de fenol no líquido. Com base nos perfis temporais da concentração de fenol no líquido, desenvolveu-se também um modelo transiente de 2ª ordem para o processo. Sólidos em suspensão, freqüentemente presentes em águas residuais industriais e causa comum de entupimentos em leito fixos, foram simulados com serragem de pinho com tamanhos de partícula na faixa -16+28 mech. A intensa agitação do leito fluidizado impediu o bloqueio das telas das cápsulas. / This work is related to the removal of phenol from industrial wastewaters by adsorption onto commercial polymeric resins. It is a current alternative, not only economically viable but also conservationist when compared to granulated activated carbon of vegetal origin, traditionally used in these cases. For this purpose, a closed circuit bench scale liquid fluidized bed system was developed and operated successfully. Phenol aqueous solutions with initial concentrations in the range 84 to 451 mg/L were used to fluidize some 400 handcrafted small permeable capsules of stainless steel screen, 42 mech. Each capsule contained about 100 mg of the commercial resin AmberliteTMXADTM4, which was previously sieved to eliminate particles smaller than the screen aperture. The resin occupied roughly half the volume of the capsule, enabling internal mixture of particles during fluidization, thus decreasing the diffusional resistance to phenol transport within the liquid phase towards adsorbent. The system was operated at 35°C, a typical temperature of industrial wastewaters. Experiments were carried out using a fluidizing superficial velocity 20% above the minimum superficial fluidization velocity of the bed of capsules. Typically, 30 passages of the total circulating liquid volume through the bed were required to reach a concentration of phenol in the liquid phase, very near that of equilibrium. A batch adsorption model, simple but very reliable and incorporating the classic reundlich isotherm, satisfactorily predicted final concentrations of phenol in the liquid. Based on the time profiles of the phenol concentration in the liquid, a 2nd order transient model was also developed for the process. Suspended solids, often present in industrial residual waters and a common cause of fixed beds clogging, were simulated with pine saw dust, with particle sizes in the range -16+28 mech. The intense fluidized bed mixing avoided the blocking of the screen of the capsules.

Os problemas ambientais relacionados à crescente atividade industrial têm gerado preocupações aos órgãos governamentais e entidades de proteção ambientais, sendo necessários estudos de base que busquem novas alternativas para a recuperação de áreas poluídas e a solução de problemas operacionais relacionados com as técnicas empregadas. Um dos compostos mais encontrados em diversos efluentes industriais, principalmente de indústrias bioquímico-farmacêuticas, é o fenol que provoca um impacto danoso no ambiente devido ao fato de ser um poluente tóxico. O presente trabalho propõe, portanto, avaliar a oxidação e destruição do fenol através da utilização da enzima tirosinase extraída de vegetais, cujos resultados podem ser úteis para o tratamento de outros compostos fenólicos como o hormônio 17β-estradiol ou os que se encontram nos efluentes procedentes da produção de azeite (\"águas de vegetação\") após a recuperação dos polifenóis importantes como antioxidantes. A tirosinase tem a capacidade de transformar fenóis em produtos menos solúveis em água e menos danosos, permitindo assim uma agressão menor ao ambiente. Outro método de remoção do fenol também foi avaliado utilizando queratina extraída de penas de galinha, quitina e quitosana como bioadsorventes. A atividade enzimática foi determinada espectrofotometricamente com soluções de fosfato de potássio e L-tirosina. Para determinar a concentração de fenol aps a oxidação foi utilizada a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Para estudar a adsorção do fenol aplicou-se o método colorimétrico a partir das soluções de tampão borato, 4 aminoantipirina e ferricianeto de potássio e as absorbâncias foram lidas em espectrofotômetro UV-Vis a 546nm, enquanto a determinação de polifenis presentes na \"água de vegetação\" foi realizada pelo método Folin-Ciocalteu. A quantidade de tirosinase nas batatas das variedades Ágata e Galette di Bologna apresentou-se muito baixa a ponto de modificarmos a matéria prima para testes em maçã, kiwi, banana e cogumelo, mas apenas o último mostrou uma atividade bastante considerável. Assim, esta matéria-prima foi usada em ensaios a diferentes temperaturas para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos durante da oxidação do fenol e da inativação térmica da enzima. As melhores condições da oxidação do fenol com a enzima contida no extrato de cogumelo foram: 30°C, pH 6,6, concentração de enzima 328U/mL e de fenol 100mg/L. A queratina revelou-se o melhor adsorvente para a degradação do fenol tendo mostrado remoção de 98% do mesmo em condições ótimas. / Environmental problems related to growing industrial activity have generated concerns among government entities and environmental protection, being necessary more baseline studies that seek new alternatives for the recovery of polluted areas and solution of problems related to the operational techniques employed. One of the compounds most commonly found in many industrial effluents, mainly from biochemical and pharmaceutical industries, is phenol, which causes a detrimental impact on the environment due to its toxicity. Therefore, this work proposes the oxidation and destruction of phenol using the enzyme tyrosinase, extracted from plants, whose results could be useful in the future for the treatment of other phenolic compounds such as 17β-estradiol hormone or those found in the effluent coming from the production for olive oil (\"vegetation water\") after polyphenols recovery. Such an enzyme has the ability of transforming phenols into products less soluble in water and less dangerous, thereby allowing for a minor impact on the environment. Another method of phenol removal was also evaluated using keratin extracted from chicken feathers, chitin and chitosan as phenol biosorbents. Potassium phosphate buffer and L-tyrosine solutions were used for the determination of enzymatic activity, the high performance liquid chromatography (HPLC) for the determination of phenol concentration after oxidation, and a colorimetric method making use of solutions of borate buffer, 4-aminoantipyrine and potassium ferricyanide as well as reading of the absorbance at 546nm to investigate phenol biosorption, while the presence of polyphenols in \"vegetation water\" was determined by the Folin-Ciocalteu method. The presence of the tyrosinase in potato varieties Agata and Galette di Bologna was shown to be very low, thus suggesting to change the biosorbent material. So, additional tests were done on apples, kiwi, banana and mushroom, but only the last showed a considerable activity. Therefore, only such a raw material was used in tests at variable temperature to estimate the thermodynamic parameters of both phenol oxidation and thermsal inactivation of the enzyme. The optimum conditions for the phenol oxidation by tyrosinase were: 30°C, pH 6,6, enzyme concentration 328U/mL and of phenol 100mg/L. Keratin was shown to be the best adsorbent, exhibiting under optimum conditions no less than 98% phenol removal.

Os problemas ambientais relacionados à crescente atividade industrial têm gerado preocupações aos órgãos governamentais e entidades de proteção ambientais, sendo necessários estudos de base que busquem novas alternativas para a recuperação de áreas poluídas e a solução de problemas operacionais relacionados com as técnicas empregadas. Um dos compostos mais encontrados em diversos efluentes industriais, principalmente de indústrias bioquímico-farmacêuticas, é o fenol que provoca um impacto danoso no ambiente devido ao fato de ser um poluente tóxico. O presente trabalho propõe, portanto, avaliar a oxidação e destruição do fenol através da utilização da enzima tirosinase extraída de vegetais, cujos resultados podem ser úteis para o tratamento de outros compostos fenólicos como o hormônio 17β-estradiol ou os que se encontram nos efluentes procedentes da produção de azeite (\"águas de vegetação\") após a recuperação dos polifenóis importantes como antioxidantes. A tirosinase tem a capacidade de transformar fenóis em produtos menos solúveis em água e menos danosos, permitindo assim uma agressão menor ao ambiente. Outro método de remoção do fenol também foi avaliado utilizando queratina extraída de penas de galinha, quitina e quitosana como bioadsorventes. A atividade enzimática foi determinada espectrofotometricamente com soluções de fosfato de potássio e L-tirosina. Para determinar a concentração de fenol aps a oxidação foi utilizada a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Para estudar a adsorção do fenol aplicou-se o método colorimétrico a partir das soluções de tampão borato, 4 aminoantipirina e ferricianeto de potássio e as absorbâncias foram lidas em espectrofotômetro UV-Vis a 546nm, enquanto a determinação de polifenis presentes na \"água de vegetação\" foi realizada pelo método Folin-Ciocalteu. A quantidade de tirosinase nas batatas das variedades Ágata e Galette di Bologna apresentou-se muito baixa a ponto de modificarmos a matéria prima para testes em maçã, kiwi, banana e cogumelo, mas apenas o último mostrou uma atividade bastante considerável. Assim, esta matéria-prima foi usada em ensaios a diferentes temperaturas para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos durante da oxidação do fenol e da inativação térmica da enzima. As melhores condições da oxidação do fenol com a enzima contida no extrato de cogumelo foram: 30°C, pH 6,6, concentração de enzima 328U/mL e de fenol 100mg/L. A queratina revelou-se o melhor adsorvente para a degradação do fenol tendo mostrado remoção de 98% do mesmo em condições ótimas. / Environmental problems related to growing industrial activity have generated concerns among government entities and environmental protection, being necessary more baseline studies that seek new alternatives for the recovery of polluted areas and solution of problems related to the operational techniques employed. One of the compounds most commonly found in many industrial effluents, mainly from biochemical and pharmaceutical industries, is phenol, which causes a detrimental impact on the environment due to its toxicity. Therefore, this work proposes the oxidation and destruction of phenol using the enzyme tyrosinase, extracted from plants, whose results could be useful in the future for the treatment of other phenolic compounds such as 17β-estradiol hormone or those found in the effluent coming from the production for olive oil (\"vegetation water\") after polyphenols recovery. Such an enzyme has the ability of transforming phenols into products less soluble in water and less dangerous, thereby allowing for a minor impact on the environment. Another method of phenol removal was also evaluated using keratin extracted from chicken feathers, chitin and chitosan as phenol biosorbents. Potassium phosphate buffer and L-tyrosine solutions were used for the determination of enzymatic activity, the high performance liquid chromatography (HPLC) for the determination of phenol concentration after oxidation, and a colorimetric method making use of solutions of borate buffer, 4-aminoantipyrine and potassium ferricyanide as well as reading of the absorbance at 546nm to investigate phenol biosorption, while the presence of polyphenols in \"vegetation water\" was determined by the Folin-Ciocalteu method. The presence of the tyrosinase in potato varieties Agata and Galette di Bologna was shown to be very low, thus suggesting to change the biosorbent material. So, additional tests were done on apples, kiwi, banana and mushroom, but only the last showed a considerable activity. Therefore, only such a raw material was used in tests at variable temperature to estimate the thermodynamic parameters of both phenol oxidation and thermsal inactivation of the enzyme. The optimum conditions for the phenol oxidation by tyrosinase were: 30°C, pH 6,6, enzyme concentration 328U/mL and of phenol 100mg/L. Keratin was shown to be the best adsorbent, exhibiting under optimum conditions no less than 98% phenol removal.

Neste trabalho, foram preparadas resinas contendo o grupo sulfônico a partir de copolímeros sintetizados à base de estireno e divinilbenzeno (Sty-DVB), utilizando a técnica de polimerização em suspensão aquosa via radical livre. Os copolímeros foram preparados com diferentes graus de porosidade designados como: poros menores, porosidade intermediária e poros grandes. Esses copolímeros foram caracterizados por FTIR, ASAP, densidade aparente, grau de inchamento, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente com sulfato de acetila para a obtenção de resinas sulfonadas. A modificação química dos copolímeros foi confirmada pelo aparecimento das bandas de absorção características no infravermelho do grupo sulfônico, pela capacidade de troca iônica introduzida por esse grupo funcional (aproximadamente 5 mmol/g) e pela modificação das características térmicas. As resinas sulfonadas foram impregnadas com metais de Ni ou Co para a obtenção de materiais magnéticos. Os compósitos obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, sendo possível visualizar as partículas metálicas sobre a superfície da matriz polimérica. O comportamento magnético desses materiais foi investigado, sendo observado um pequeno campo coercivo, que é característico de materiais magnéticos moles. Os materiais sintetizados foram avaliados na remoção de fenol de soluções aquosas. A remoção de fenol foi mais efetiva quando os compósitos de Ni foram empregados. / In this work, resins containing the sulfonic group were prepared from synthesized copolymer beads based on styrene and divinylbenzene (Sty-DVB) by suspension polymerization. These crosslinked copolymers were prepared with different porosities, namely small, intermediate and large porosity. These copolymers were characterized by infra-red spectrometry (FTIR), bulk density, specific area, swelling degree , termogravimetry (TG/DTG) and scanning electron microscopy (SEM). The synthesized copolymers were modified with acetyl sulphate aiming to obtain sulphonated resins. The chemical modification of the copolymers as confirmed by the displaying of the characteristc bands of sulfonic groups in the infrared spectra, by the ionic exchange capacity given by this functional group (around 5 mmol/g) and by the changes of thermal profiles. Ni or Co particles were anchored on the sulphonated copolymer matrix aiming to obtaining different magnetic materials. These composites were characterized by scanning electron micrscopy (SEM), permiting the observation of particles on the resin surfaces. The magnetic behavior of the composites was investigated. They presented behavior of soft materials due to their low coercive field. These composites were evaluated on the phenol removal from the aqueous solutions. The phenol removal was more efficient from materials containing Ni particles.

Neste trabalho, foram preparadas resinas contendo o grupo sulfônico a partir de copolímeros sintetizados à base de estireno e divinilbenzeno (Sty-DVB), utilizando a técnica de polimerização em suspensão aquosa via radical livre. Os copolímeros foram preparados com diferentes graus de porosidade designados como: poros menores, porosidade intermediária e poros grandes. Esses copolímeros foram caracterizados por FTIR, ASAP, densidade aparente, grau de inchamento, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente com sulfato de acetila para a obtenção de resinas sulfonadas. A modificação química dos copolímeros foi confirmada pelo aparecimento das bandas de absorção características no infravermelho do grupo sulfônico, pela capacidade de troca iônica introduzida por esse grupo funcional (aproximadamente 5 mmol/g) e pela modificação das características térmicas. As resinas sulfonadas foram impregnadas com metais de Ni ou Co para a obtenção de materiais magnéticos. Os compósitos obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, sendo possível visualizar as partículas metálicas sobre a superfície da matriz polimérica. O comportamento magnético desses materiais foi investigado, sendo observado um pequeno campo coercivo, que é característico de materiais magnéticos moles. Os materiais sintetizados foram avaliados na remoção de fenol de soluções aquosas. A remoção de fenol foi mais efetiva quando os compósitos de Ni foram empregados. / In this work, resins containing the sulfonic group were prepared from synthesized copolymer beads based on styrene and divinylbenzene (Sty-DVB) by suspension polymerization. These crosslinked copolymers were prepared with different porosities, namely small, intermediate and large porosity. These copolymers were characterized by infra-red spectrometry (FTIR), bulk density, specific area, swelling degree , termogravimetry (TG/DTG) and scanning electron microscopy (SEM). The synthesized copolymers were modified with acetyl sulphate aiming to obtain sulphonated resins. The chemical modification of the copolymers as confirmed by the displaying of the characteristc bands of sulfonic groups in the infrared spectra, by the ionic exchange capacity given by this functional group (around 5 mmol/g) and by the changes of thermal profiles. Ni or Co particles were anchored on the sulphonated copolymer matrix aiming to obtaining different magnetic materials. These composites were characterized by scanning electron micrscopy (SEM), permiting the observation of particles on the resin surfaces. The magnetic behavior of the composites was investigated. They presented behavior of soft materials due to their low coercive field. These composites were evaluated on the phenol removal from the aqueous solutions. The phenol removal was more efficient from materials containing Ni particles.