Novas tecnologias para o tratamento de água potável vêm sendo empregadas na medida em que a utilização de sais de alumínio tem apresentado correlação com doenças de envelhecimento mental nos seres humanos. Os coagulantes orgânicos de origem vegetal podem substituir de forma satisfatória estes sais no tratamento convencional de água potável. A utilização de processos combinados utilizando membranas de ultrafiltração com coagulação é uma alternativa aos métodos convencionais de potabilização. Com este cenário, o presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho operacional de uma planta piloto de ultrafiltração com membranas submersas para produção de água potável a partir do Lago Guaíba, utilizando o coagulante convencional poli (cloreto de alumínio) (PAC) e um coagulante orgânico oriundo da casca da Acácia Negra (Acacia maernsii) Tanfloc SG, com a análise da morfologia, massa molar de corte e permeabilidade hidráulica da membrana e com análises da água bruta e filtrada. As membranas de fibra oca de Poliéter Sulfona (PES) com massa molar de corte de 50 kDa, permearam sob pressão fixa de -500 mbar, com ação de borbulhamento em testes de 140 horas para avaliação da performance e testes de 10 horas para avaliação da qualidade de permeado. Os resultados indicaram semelhança no desempenho operacional dos dois coagulantes quanto à redução da permeância hidráulica relativa, e a qualidade do permeado indicou que mesmo com a ausência de flocos no tanque de alimentação, não houve passagem significativa de coagulante para o permeado. Os parâmetros de potabilidade indicaram o enquadramento da água produzida nos padrões organolépticos na atual Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. / New technologies to water treatment have been applied as the aluminum salts commonly used have shown correlations with mental diseases in human beings. The organic coagulants from natural sources can satisfactorily replace those inorganic salts in drinking water treatment. The hybrid processes join ultrafiltration membranes with coagulation are alternatives to the standard potabilization. The present study compares the operational behavior of a submersed ultrafiltration (UF) pilot plant producing drinking water from Guaíba Lake, using poli (aluminum chloride) (PAC) and an organic coagulant extracted from Acacia maernsii Tanfloc SG. The membrane and the permeate were investigated. The polyether sulfone hollow fiber membranes filtered with a -500 mbar constant vacuum and air bubbles through 140 hours for performance test and for 10 hour for permeate quality verification. The results showed similarity of the relative hydraulic permeability of the two coagulants, and even with the absence of visible flocs in the membrane tank, there were no significant coagulant carryover through the membrane. The analytical data pointed that the water produced with both coagulants had concentration bellow the Brazilian organoleptic standards, according to the Portaria 2914/2011 of the Health Ministry.

O desempenho e a viabilidade econômica dos processos de separação por membranas (PSM) estão diretamente relacionados com o fluxo de permeado e a retenção de substâncias. Em escala de laboratório, onde são utilizadas pequenas áreas de permeação, pode ser observada uma elevada variabilidade dos parâmetros de desempenho dos PSM, quando comparada com a obtida para os módulos industriais. Isto pode dificultar a análise de resultados, a comparação com dados da literatura e as ações de escalonamento. Apesar dos avanços constantemente obtidos na área de membranas, os resultados obtidos para estes parâmetros ainda são susceptíveis a problemas de repetitividade e reprodutibilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade experimental de membranas comerciais de ultrafiltração (UF) de polietersulfona (PES), poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e poliacrilonitrila (PAN) com diferentes massas molares de corte (MMC). Os experimentos foram realizados em dois módulos de permeação com área efetiva de membrana de 28 e 60 cm2. Durante os ensaios de UF foram avaliados os seguintes parâmetros de desempenho: fluxo inicial e final de água pura, tempo de compactação da membrana, redução do fluxo (RF), permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de polietilenoglicol (PEG), fluxo de permeado com a solução de PEG e retenção observada. A variabilidade experimental foi investigada através da identificação dos efeitos principais do processo de UF a partir da análise de variância (ANOVA). O teste F foi utilizado para identificar diferenças significativas entre as variâncias obtidas para os parâmetros de resposta determinados A partir das análises de microscopia eletrônica de varredura e de ângulo de contato observou-se que as membranas fabricadas a partir do mesmo material apresentaram estrutura e caráter hidrofílico semelhantes, não sendo observadas diferenças significativas na estrutura das membranas quando comparadas às membranas novas e às membranas após a UF. Na etapa de compactação foi observado que as membranas de mesmo material apresentaram tempo de compactação estatisticamente igual e que a RF para as membranas de PAN é semelhante. De forma geral a variabilidade experimental é menor conforme as membranas são reutilizadas no processo. Os efeitos principais de MMC e material têm influência significativa sobre os parâmetros de resposta da etapa de compactação, com exceção do efeito do material da membrana sobre o tempo de compactação e sobre a RF. Os efeitos principais de MMC, material e pressão de operação também exercem influência significativa sobre a permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de PEG e sobre o fluxo de permeado com a solução de PEG Quando comparadas as variâncias obtidas para os parâmetros de desempenho, estas são estatisticamente semelhantes para membranas de mesmo material. Estes resultados indicam que a variabilidade experimental do processo UF (entre 10 e 40 %) não é alta o suficiente para impedir a correta identificação dos efeitos principais das variáveis do processo dentro das condições de operação avaliadas. A retenção observada foi superior a 88 % para as membranas de PES e PVDF, porém este resultado não condiz com a MMC informada pelo fabricante, uma vez que foram utilizadas soluções de PEG com massa molar menor que a MMC da membrana e a distribuição de massa molar dos PEG utilizados estão dentro da faixa especificada. Uma tendência de aumento da variabilidade dos parâmetros de resposta foi obtida quando utilizado o módulo com menor área de permeação, indicando que para as condições de área investigadas a variabilidade é aparentemente dependente da área de permeação. / The performance and the economic viability of the membrane separation processes (PSM) are directly related to permeate flux and solute retention. In laboratory scale, where small permeation areas are used, a large variability in the performance parameters of the PSM could be observed, when compared with the obtained for industrial modules. This variability may difficult analysis of the results, comparison with literature data and scale-up actions. Despite the advances that are constantly achieved in membrane technology, the results obtained experimentally for the membranes performance parameters are still prone to repeatability and reproducibility problems. In this context, the objective of this work was to evaluate the experimental variability of commercial ultrafiltration (UF) membranes of polyethersulfone (PES), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyacrylonitrile (PAN) with different molar mass cut-off (MMCO). The experiments were performed in a lab-scale cross-flow unit in two permeation modules with effective membrane area of 28 and 60 cm2. During the UF tests were evaluated the performance parameters: initial and final pure water flux, membrane compaction time, flux reduction (RF), hydraulic permeance before and after the filtration of the polyethylene glycol (PEG) solution, permeate flux with the PEG solution and observed retention. The experimental variability was investigated through the identification of the main effects of the UF process using the analysis of variance (ANOVA). The F-test was used to identify significant differences between the variances obtained for the response parameters determined According to the scanning electron microscopy and the water contact angle analysis, membranes made from the same material presented similar structure and hydrophilic character and were not observed significant differences in the membranes structure, when compared the new membranes with the membranes after the UF. In the compaction step it was observed that membranes of the same material presented statistically equal compaction time and the RF for the PAN membranes is similar. In general, the experimental variability is lower as the membranes are reused in the process. The main effects of MMCO and material have significant influence on the response parameters of the compaction step, the exception occur for the membrane material effect on the compaction time and RF. The main effects of MMCO, material and transmembrane pressure also exert significant influence on the hydraulic permeance before and after the PEG filtration and on the permeate flux with the PEG solution. When comparing the variances obtained for the performance parameters, they are statistically similar for membranes of the same material These results indicate that the experimental variability of the UF process (between 10 and 40%) was not high enough to prevent the correct identification of the effects of the main process variables within the evaluated operation conditions. The observed retention was greater than 88 % for the PES and PVDF membranes, but this result is not consistent with the MMCO reported by the manufacturer, since PEG solutions with lower molar mass than membrane MMCO were used and the molar mass distribution of the PEGs are within the specified range. A tendency to increase the experimental variability of the response parameters was observed when using the modulus with lower permeation area, indicating that for the range of effective membrane area investigated the variability is apparently dependent of the permeation area.

O consumo da uva e seus derivados está associado com a proteção contra doenças degenerativas devido a seu conteúdo de compostos fenólicos. A casca de uva é um subproduto da produção de suco de uva e vinho, que possui um alto conteúdo de compostos fenólicos, os quais se extraídos e protegidos por encapsulamento, agregariam valor a esse produto. O objetivo deste trabalho foi separar os compostos fenólicos do extrato aquoso acidificado com ácido cítrico 2% (p/v) da casca de uva a través de ultrafiltração (UF) utilizando membranas de poliestersulfona com massas molares de corte 10 e 30 kDa e posterior microencapsulação dos permeados recolhidos do processo de separação, usando como agentes encapsulantes goma arábica 15% e polidextrose 15%. Inicialmente, estudou-se o desempenho das membranas a diferentes pressões transmembrana de 1,0 a 3,5 bar e temperaturas de 25, 35 e 45°C, com o intuito de definir as melhores condições de separação. Para isso, foram usadas uvas variedade bordô (vitis labrusca) do municipio de Cotiporã, Serra Gaúcha RS. As uvas foram previamente branqueadas em banho de água a 80°C por 5 minutos e posteriormente resfriadas em banho de gelo por 3 minutos. A seguir, as cascas foram separadas manualmente da polpa e colocadas numa solução acidificada com ácido cítrico 2% (p/v) na proporção 1:4 (m/v). Após 20 horas, o extrato acidificado, com pH menor que 2,8, foi filtrado com papel Whatman n° 1 e posteriormente colocado no equipamento de membranas para realizar os diferentes experimentos de UF. Os resultados indicaram que a melhor condição de separação na UF foi à temperatura de 25°C e 3,5 bar de pressão transmembrana. Os resultados mostraram que as permeabilidades hidráulicas para as membranas novas de 10 e 30 kDa foram 10,96 e 20,52 L.m-2.h-1.bar-1, respectivamente. Durante o processo de UF do extrato, os valores de fouling a 25°C foram de 85,9 e 89,6% para as membranas de 10 e 30 kDa, enquanto que a recuperação, após limpeza química, foi de 63,1 e 80,9%, respectivamente. Do estudo das resistências total ao fluxo, constituída pelas resistências da membrana, do fouling e da polarização por concentração, a maior foi a da polarização por concentração, com porcentagens com respeito à resistência total, de 80 a 90% e de 60 a 90% para as membrana de 10 kDa e de 30 kDa, enquanto que a do fouling foi a menor de 1 a 3% e de 2 e 15% nas membranas de 10 e de 30 kDa. As concentrações de polifenois totais na membrana de 10 kDa a 25°C foram de 7,84, 2,51 e 10,89 mg ácido gálico (GA)/g amostra seca, no retido, permeado e extrato, respectivamente. Com a membrana de 30 kDa os teores foram de 7,12, 1,62 e 10,66 mg ácido gálico (GA)/g amostra seca, no retido, permeado e extrato, respectivamente. Quanto aos flavonoides os teores obtidos com a membrana de 10 kDa foram 1,78, 0,63 e 2,51, enquanto que na membrana de 30 kDa foram de 1,60, 0,40 e 2,26 mg Catequinas/g amostra seca, no retido, permeado e extrato, respectivamente. O valor de capacidade antioxidante medido como ABTS para o extrato a 25°C foi de 127,80 equivalentes Trolox (TEAC) (μmol/g amostra seca), e no permeado de 9,10 e 16,41 μmol de trolox equivalente/g amostra seca para as membranas de 10kDa e 30kDa, respectivamente, evidenciando que foram separados poucos compostos com essa propriedade. O índice de correlação entre os teores dos compostos 9 fenólicos e de flavonoides com a capacidade antioxidante foram de 0,99 e de 0,98, respectivamente. A membrana que apresenta melhores condições para a ultrafiltração de casca de uva bordô é a membrana de 10 kDa. Para o estudo de encapsulamento foram usados os permeados de UF obtidos das membranas 10 e 30 kDa a 25°C, utilizando goma arábica 15% e polidextrose 15% como materiais encapsulantes, e posterior secagem por atomização a 140ºC. As micropartículas obtidas resultaram em teores de umidade e de atividade de água menores que 3,90% e 0,18%, respectivamente. Em relação à solubilidade, todas as amostras encapsuladas foram muito solúveis, com valores na faixa de 96,8 a 99,6%. A higroscopicidade dos pós apresentou diferença significativa entre os agentes encapsulantes sendo que a polidextrose foi a mais higroscópica. Para a cor, os parâmetos a* e b* indicaram que as amostras possuem cores entre vermelho e o azul, e de acordo com o Chroma os pós obtidos com polidextrose foram mais saturados do que os pós encapsulados com goma Arábica 15%. Quanto ao parâmetro Hue, os resultados também indicaram que as amostras se encontram no quarto quadrante do circulo cromático de cores (entre vermelho e o azul). / Consumption of grape and it’s components is associated with protection against degenerative diseases due to a high content of phenolic compounds. The grape skin is a rich source of phenolic compounds as are byproducts of grape such as grape juice and compounds found in wine made from grapes resulting in a less recognized added value to these products. Current research separates the phenolic compounds of an acidic aqueous extract with citric acid 2% (w / v) of grape skin and using ultra-filtration with poly(ether sulfone) membranes. This research material had a molecular weight cut-off of 10 and 30 kDa and subsequent micro-encapsulation of collected permeate from the separation process and used Arabic gum and polydextrose 15% as encapsulating agents. Initially the performance of the membranes was compared to different trans-membrane pressure 1,0 to 3,5 bar and temperatures of 25, 35 and 45°C, in order to define the best separation conditions. Bordo grapes (vitis labrusca) that were grown in the city of Cotiporã, region of Rio grande do sul, Brazil, were used for the experiments. Grapes were previously subjected to bleaching with water bath at 80°C for 5 minutes and followed by cooling in an ice bath for 3 minutes. Then the grape skin was manually separated from the pulp and acidified water solution with citric acid 2% (w / v) was added in a ratio of 1:4 (water / pulp). Additionally it was homogenized and the mixture maintained at room temperature for 20 hours. The acidified extract with a pH lower than 2.8 was filtered with Whatman No. 1 paper and placed on the membrane equipment to begin the different UF experiments. The results showed that better separation conditions in the UF was to 25°C and a trans-membrane pressure of 3.5 bar. Results showed that the hydraulic permeabilities for the new membranes of 10 and 30 kDa were 10,96 and 20,52 L.m-1.bar-2.h-1, respectively. During the UF process of the extract, the fouling values at 25°C were 85,9 and 89.6% for the membranes 10 and 30 kDa, while recovery after chemical cleaning was 63,1 and 80,9%, respectively. It was studied total resistance (Rt) to flow constituted by the intrinsic membrane resistance (Rm), fouling resistance (Rf) and cake layer resistance (Rc). The maximum resistance was a cake layer resistance (Rc) with percentages compared with the total resistance of 80 to 90% and from 60 to 90% for membrane 10 kDa and 30 kDa. The fouling was a lowest 1 to 3% and 2 to 15% in membranes 10 and 30 kDa. The total polyphenol concentrations in the 10 kDa membrane at 25°C were 7,84, 2,51 and 10,89 mg (GA)gallic acid/g dry sample, in the retentate, permeate and extract, respectively. With the membrane of 30 kDa, contents were 7,12, 1,62 and 10,66 mg gallic acid (GA)/g dry sample, in the retentate, permeate and extract respectively. Flavonoid contents obtained with the 10 kDa membrane were 1,78, 0,63 and 2,51, and the membrane 30 kDa were 1,60, 0,40 and 2,26 Catechins mg / g sample dry, in the retentate, permeate and extract respectively. The amount of antioxidant capacity measured as ABTS to the extract at 25°C was 127,80 Trolox equivalent (TEAC) (μmol/g dry sample) and permeate of 9,10 and 16,41 Trolox equivalent (TEAC) (μmol/g dry sample) for 11 membranes of 10 and 30 kDa respectively, showing that a few compounds were separated with this property. The correlation index between levels of flavonoids and phenolic compounds with antioxidant capacity were 0,99 and 0,98, respectively. The membrane that presents the best conditions for the ultrafiltration of the grape skin extract is 10 kDa membrane. The encapsulation study used the UF permeates obtained from the membrane process of 10 and 30 kDa to 25°C, using Arabic gum and polydextrose 15% as encapsulating agent and subsequent spray drying process at 140°C. The micro-particles obtained resulted in moisture content and lower water activity to 3.90% and 0.18, respectively. With regard to solubility, all of the encapsulated samples were very soluble, with values ranging from 96.8 to 99.6%. Hygroscopicity of powders showed significant difference between agents encapsulants and the polydextrose was the most hygroscopic. For color, parameters a * and b * indicate that the samples have color between red and blue, in accordance with the Chroma. Powders obtained with polydextrose have been more saturated than powders encapsulated with Arabic gum 15%. As for Hue parameter, the results also indicated that the samples are in the fourth quadrant of the circle chromatic color (from red to blue).

Os processos de separação com membranas estão presentes nas mais diversas aplicações industriais. Em especial, a microfiltração e a ultrafiltração vêm sendo extensivamente utilizadas no tratamento de água e de efluentes. Com o aumento da demanda, muitos estudos têm sido feitos para melhorar o desempenho dos processos com membranas, porém a escolha apropriada da membrana é um fator crucial para atingir esse objetivo. As membranas à base de polietersulfona (PES) estão entre as mais utilizadas industrialmente para esse tipo de aplicação devido às suas excelentes propriedades mecânicas, estabilidade térmica e resistência química. No entanto, por serem pouco hidrofílicas, essas membranas apresentam baixos fluxos de água e elevada tendência ao fouling e ao biofouling. A fim de melhorar essas propriedades, muitos autores têm proposto modificações nas membranas para torná-las mais hidrofílicas e, portanto, aumentar o fluxo de água e diminuir o fouling. Dentro desse contexto, o presente trabalho teve como objetivo preparar membranas de ultrafiltração de PES, utilizando a ftaloil-quitosana (FQ) como aditivo, a fim de se obter membranas com propriedade antifouling. Membranas de PES e PES/FQ foram preparadas pelo processo de inversão de fases e caracterizadas quanto à morfologia, à estrutura química, à estabilidade térmica, ao caráter hidrofílico, à permeância hidráulica, à massa molar de corte (MMC) e ao desempenho em ultrafiltração de solução proteica. As membranas modificadas com o aditivo apresentaram estrutura mais heterogênea e com macrovazios maiores, maior caráter hidrofílico e maior permeância hidráulica. Os resultados de MMC não foram conclusivos. No teste de ultrafiltração, essas membranas apresentaram maiores fluxos e menor tendência ao fouling, indicando que o aditivo utilizado foi adequado na melhoria das propriedades desejadas. A retenção proteica, a perda de fluxo e a recuperação de fluxo após limpezas não apresentaram diferenças significativas. / In recent years, membrane separation processes have been widely used in all kinds of industries and applications. Particularly microfiltration and ultrafiltration have been extensively used for drinking water and wastewater treatments. With the increasing demand, many efforts have been done in order to enhance the process performance, but the choice of the appropriate membrane is a crucial factor to achieve this goal. Polyethersulfone (PES) based membranes are among the most commonly used for such applications due to their excellent chemical resistance, thermal stability and mechanical properties. However, because of its low hydrophilicity, these membranes have low water flux and high fouling and biofouling tendency. In order to improve these properties, many authors have proposed membrane modifications to make them more hydrophilic and thus increase the water flux and reduce fouling. Within this context, this work aimed to prepare PES ultrafiltration membranes using phthaloyl-chitosan (FQ) as an additive in order to obtain membranes with antifouling property. PES and PES/FQ membranes were prepared by phase inversion process and their morphology, chemical structure, thermal stability, hydrophilicity, hydraulic permeance, molecular weight cutoff (MWCO) and performance in ultrafiltration of protein solution were characterized. The membranes modified with additives showed more heterogeneous structure with larger macrovoids, higher hydrophilicity and higher hydraulic permeance. The MWCO results were inconclusive. In the ultrafiltration test, these membranes exhibited higher fluxes and lower fouling tendency, indicating that the additive used was adequate in improving the desired properties. The protein retention, flux reduction and flux recovery after cleaning showed no significant differences.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:04:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Iogurtes foram elaborados a partir dos retentados de leite desnatado (RL) Fator de Redução Volumétrico (FRV) = 1,5) e soro de queijo proveniente da

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:55:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O leite de búfala desnatado foi submetido à filtração tangencial (ultrafiltração e microfiltração). A ultrafiltração (UF) foi realizada até a redução de 66% no volume inicial de leite, enquanto a microfiltração (MF) foi finalizada com o Fator de Redução Volumétrico (FRV) igual a 4. Determinou-se a composição físico-química do permeado - retentado e do microfiltrado - retentado de MF, resultantes da UF e da MF, respectivamente. Do processo de MF foram avaliados também a dinâmica de filtração, a microbiologia, a reologia, o perfil protéico, o perfil aminoacídico e microestrutural do leite de búfala, do microfiltrado e do retentado de MF. Queijos tipo Minas Frescal com e sem adição de sal foram elaborados a partir do microfiltrado, e avaliados quanto à composição físico-química e a análise do perfil de textura (TPA). Durante a UF, observou-se que o retentado apresentou aumento no teor de lipídios, proteínas, nitrogênio total (NT), nitrogênio protéico (NP), nitrogênio protéico do soro (NPS) e sólidos totais (ST), e diminuição no teor de carboidratos totais e água, quando comparado ao leite de búfala. Quando comparado ao leite de búfala, o permeado apresentou uma diminuição nos teores de proteínas, cinzas, ST, NT, NP, NC (nitrogênio caseínico) e NPS, e um aumento no valor da umidade. Já os valores de carboidratos totais e NPS, para o permeado, não apresentaram diferenças significativas. Os resultados obtidos confirmam que a dinâmica de MF empregada para o leite bovino pode ser adaptada ao leite bubalino. A MF indicou também que o comportamento quanto a composição físico-química do leite de búfala e de seus microfiltrado e retentato de MF foi similar à encontrada para o leite de vaca, diferenciando com relação a cinzas. A MF reduziu o número de bactérias no microfiltrado. A viscosidade do microfiltrado e do leite de búfala foram semelhantes, e apresentaram uma tendência ao comportamento Newtoniano. Não houve diferenças entre o perfil eletroforético do leite de búfala desnatado, do microfiltrado e do retentado de MF. O leite de búfala, o microfiltrado e o retentado de MF apresentaram os mesmos tipos de aminoácidos, inclusive os aminoácidos considerados essenciais, em suas composições, porém o aminoácido prolina não foi detectado nos mesmos. O microfiltrado apresentou maior quantidade de treonina e valina do que o retentado de MF. O retentado de MF apresentou diferenças com relação aos valores de alanina, leucina, ácido glutâmico, lisina, tronina e triptofano, enquanto o microfiltrado apresentou diferenças com relação aos valores de ácido aspártico, glicina, isoleucina, leucina, ácido glutâmico, lisina, cistina, metionina, fenilalanina, tirosina, valina e histidina, quando comparados com o leite de búfala. Com a avaliação microestrutural, observou-se que a superfície do leite de búfala é mais lisa do que a de seus respectivos microfiltrado e retentado de MF, e que o microfiltrado apresentou partículas de tamanhos menores do que o retentado de MF e o leite de búfala. As amostras de queijos com e sem adição de sal não apresentaram diferenças quanto as suas composições físico-químicas, mas a TPA demonstrou que o queijo com adição de sal apresentou maior firmeza e menor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207041.pdf: 821026 bytes, checksum: 0c0845c03787f2fe44ae484d2c31b978 (MD5) / Este estudo teve como objetivo a elaboração de queijo fresco cremoso obtido por ultrafiltração (UF) de leite fermentado e o desenvolvimento de uma bebida láctea fermentada obtida a partir do permeado da UF. Leite pasteurizado tipo C foi padronizado nos teores de gordura: T1 = 6%; T2 = 5%; T3 = 3%. Após homogeneização, foi inoculado com cultura láctica mesofílica e mantido durante 15h a 25±5°C, até pH 4,7. O leite fermentado foi submetido à UF, até um fator de redução volumétrica (FRV) de 3,5, em uma unidade piloto da Techniques Industrielles Appliquées (T.I.A.Ò), com uma membrana mineral (0,24 m2 de superfície filtrante útil e diâmetro médio de poros de 50 nm) como meio filtrante. As massas-base dos três tratamentos foram analisadas quimicamente e empregadas na produção de queijos frescos cremosos em quatro sabores: natural (NAT); ervas finas (EF); tomate seco e cebolinha (TSC); alho e orégano (AO). Com relação ao atributo textura, não houve efeito do teor de gordura nas notas de aceitação atribuídas aos diferentes queijos, mas houve diferenças em função dos condimentos adicionados. Os queijos frescos cremosos, independente do teor de gordura e condimentos utilizados, obtiveram índices de aceitabilidade superiores a 70% para os atributos "sabor" e "textura", indicando que os mesmos podem ser produzidos industrialmente. Permeado resultante da UF de leite em uma unidade piloto da T.I.Aâ até FRV igual a 1,2 foi usado na elaboração de uma bebida fermentada, Este foi submetido a dois tratamentos (T1 = permeado + 6% de sacarose e T2 = permeado + 10% de leite tipo C + 6% de sacarose). A mistura de cada tratamento foi pasteurizada a 65°C/30', acondicionada em garrafas de vidro de 500 mL previamente esterilizadas, codificadas, inoculadas com cultura probiótica (Lactobacillus casei subsp. casei) e incubadas até atigirem um pH = 4,5. Após a fermentação, as bebidas foram refrigeradas coloridas e aromatizadas artificialmente. Para a avaliação sensorial foi adotado o teste de escala hedônica de 1 a 9 pontos (1 = desgostei muitíssimo e 9 = gostei muitíssimo). Somente a bebida obtida do tratamento T2 obteve índice de aceitabilidade acima de 70% (84,4%), podendo ser considerada de boa aceitação. Apresentou características químicas relevantes para a saúde humana, como elevado teor de cálcio, magnésio, potássio e sódio, podendo ser considerada um repositor hidroeltrolítico.

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

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Novas tecnologias para o tratamento de água potável vêm sendo empregadas na medida em que a utilização de sais de alumínio tem apresentado correlação com doenças de envelhecimento mental nos seres humanos. Os coagulantes orgânicos de origem vegetal podem substituir de forma satisfatória estes sais no tratamento convencional de água potável. A utilização de processos combinados utilizando membranas de ultrafiltração com coagulação é uma alternativa aos métodos convencionais de potabilização. Com este cenário, o presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho operacional de uma planta piloto de ultrafiltração com membranas submersas para produção de água potável a partir do Lago Guaíba, utilizando o coagulante convencional poli (cloreto de alumínio) (PAC) e um coagulante orgânico oriundo da casca da Acácia Negra (Acacia maernsii) Tanfloc SG, com a análise da morfologia, massa molar de corte e permeabilidade hidráulica da membrana e com análises da água bruta e filtrada. As membranas de fibra oca de Poliéter Sulfona (PES) com massa molar de corte de 50 kDa, permearam sob pressão fixa de -500 mbar, com ação de borbulhamento em testes de 140 horas para avaliação da performance e testes de 10 horas para avaliação da qualidade de permeado. Os resultados indicaram semelhança no desempenho operacional dos dois coagulantes quanto à redução da permeância hidráulica relativa, e a qualidade do permeado indicou que mesmo com a ausência de flocos no tanque de alimentação, não houve passagem significativa de coagulante para o permeado. Os parâmetros de potabilidade indicaram o enquadramento da água produzida nos padrões organolépticos na atual Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. / New technologies to water treatment have been applied as the aluminum salts commonly used have shown correlations with mental diseases in human beings. The organic coagulants from natural sources can satisfactorily replace those inorganic salts in drinking water treatment. The hybrid processes join ultrafiltration membranes with coagulation are alternatives to the standard potabilization. The present study compares the operational behavior of a submersed ultrafiltration (UF) pilot plant producing drinking water from Guaíba Lake, using poli (aluminum chloride) (PAC) and an organic coagulant extracted from Acacia maernsii Tanfloc SG. The membrane and the permeate were investigated. The polyether sulfone hollow fiber membranes filtered with a -500 mbar constant vacuum and air bubbles through 140 hours for performance test and for 10 hour for permeate quality verification. The results showed similarity of the relative hydraulic permeability of the two coagulants, and even with the absence of visible flocs in the membrane tank, there were no significant coagulant carryover through the membrane. The analytical data pointed that the water produced with both coagulants had concentration bellow the Brazilian organoleptic standards, according to the Portaria 2914/2011 of the Health Ministry.