Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1163393 bytes, checksum: bfcbc24af43a50f24de2784f58cf2567 (MD5) Previous issue date: 2010-09-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Calcium is an essential nutrient required for numerous biological functions. Its deficiency may contribute to the emergence of several chronic diseases. In this study the goal was to obtain a new formulation of bread enriched with whey powder and calcium carbonate, whose concentration is able to classify the product as a food rich in calcium. Were first prepared loaf bread with 7.5% whey powder and different concentrations of calcium carbonate (0.63%, 1.13%, 1.75%, 2.38% and 3.00%). The products obtained had their microbiological, physicochemical and sensory evaluation. Tests were conducted sensory acceptance and purchase intent with the five formulations prepared. The concentration of calcium at all concentrations produced was determined. The chemical composition of the final product was determined on the basis of physico-chemical and sensory. A test of consumer acceptance and attitudes was conducted with groups of different life stages. The microbiological characteristics of whey powder and sliced bread were in accordance with the standards established in legislation. As for the physical and chemical characteristics of bread, there was an increase in pH and acidity decrease with the the high concentration of calcium carbonate, which hampered slightly reduced specific volume at a concentration above 2.38%. The five formulations were developed well accepted and did not differ between groups (p> 0.05), the intention to purchase the formulations with a concentration 0.63%, 1.13% and 2.38% calcium carbonate had an average ≥ a 4.0, however, there was no significant difference (p> 0.05) between formulations. Among the concentrations produced only 0.63% of calcium carbonate was not classified as food rich in calcium. The concentration of 2.38% calcium carbonate was selected as a final product based on the results of physico-chemical and sensory tests, reaching 78% of the RDA for adults. The sensory tests with groups of different stages of life showed that the enrichment of sliced bread with whey powder and calcium carbonate is accepted by the population as well as commercially viable in view of the consumer attitude shown by them. / O cálcio é um nutriente essencial necessário em diversas funções biológicas. Sua deficiência pode contribuir para o surgimento de várias doenças crônicas. Neste trabalho, o objetivo foi obter uma nova formulação de pão de forma enriquecido com soro de leite em pó e carbonato de cálcio, cuja concentração permita classificar o produto como alimento rico em cálcio. Primeiramente foram elaborados pães de forma com 7,5% de soro de leite em pó e diferentes concentrações de carbonato de cálcio (0,63%, 1,13%, 1,75%, 2,38% e 3,00%). Os produtos obtidos tiveram suas características microbiológicas, físico-químicas e sensoriais avaliadas. Foram determinados o Número Mais Provável (NMP) de coliformes totais e fecais (NMP/mL) e pesquisa de Salmonella, pH, acidez, volume específico e umidade. Na avaliação sensorial realizaram-se testes sensoriais de aceitação e intenção de compra com as cinco formulações elaboradas. A concentração de cálcio em todas as concentrações elaboradas foi determinada. A composição química do produto final foi determinada, com base nos testes físico-químicos e sensoriais. Um teste de aceitação e atitude de consumo foi realizado com grupos de diferentes estágios de vida. As características microbiológicas do soro de leite em pó e dos pães de forma estavam de acordo com os padrões estabelecidos na legislação. Quanto às características físico-químicas dos pães, foi observado um aumento no pH e diminuição da acidez com o a elevação da concentração de carbonato de cálcio, o que prejudicou ligeiramente redução do volume específico na concentração acima de 2,38%. As cinco formulações elaboradas tiveram boa aceitação não diferindo entre si (p>0,05), quanto à intenção de compra as formulações com concentração 0,63%, 1,13% e 2,38% de carbonato de cálcio tiveram médias ≥ a 4,0, no entanto, não foi verificada diferença significativa (p>0,05) entre as formulações. Dentre as concentrações elaboradas apenas a 0,63% de carbonato de cálcio não foi classificada como alimento rico em cálcio. A concentração 2,38% de carbonato de cálcio foi selecionada como produto final com base nos resultados da avaliação físico-química e dos testes sensoriais, alcançando 78% da IDR de adultos. Os testes sensoriais com grupos de diferentes estágios de vida mostraram que o enriquecimento de pães de forma com soro de leite em pó e carbonato de cálcio é aceito pela população, bem como viável comercialmente, tendo em vista a atitude de consumo por eles demonstrada.

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo B dos Santos.pdf: 1267827 bytes, checksum: f354b0481fa98cc42dc6bd27b04ea92b (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / The high consumption of fish has caused concern in the environmental sector due to the large amount of waste generated, as example the scales. These consist mainly of organic matter, collagen, and an inorganic matrix, called hydroxyapatite which can be natural source of calcium. The aim of this work was to evaluate the mineral composition, the quantification of calcium hydroxyapatite and develop a protocol for precipitation and characterization of calcium carbonate from the Nile tilapia scales (Oreochromis niloticus), from the fish processing industry. For quantification of mineral composition of crude scales, used a technique of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma source, brand, model Shimadzu ICPE-9000®. The quantification of calcium hydroxyapatite was held by x-ray fluorescence (XRF), EDX-7000® model. In the protocol of precipitation evaluated the best concentration of Na2CO3 and ideal pH, using a factorial (3 x 4), were the CaCO3 concentrations in 1, 5 and 10% (m/v) and pH values (7. 0; 8.0; 9.0 and 10.0) in constant temperature to 25°C with ten repetitions, in 95% confidence interval. For the characterization of the precipitate the analytical parameters were determination of the solubility and mineral makeup. The mineral composition of the gross mass of the precipitate was determined by XRF then held the stoichiometric calculation for the quantification of CaCO3 content. Assigned to different conditions of precipitation when used 1% Na2CO3 and pH 9.0 (P1), 1% Na2CO3 and pH 10.0 (P2), 5% of Na2CO3 and pH 9.0 (P3), 5% of Na2CO3 and pH 10.0 (P4). Crude scales submitted mostly in its composition the levels of calcium and phosphorus in the respective values of 116.85 and 60.93g kg-1. The average grade calculated as hydroxyapatite in crude scales was 98.81%. In the determination of the mass of the precipitate, there was no interaction between the levels of Na2CO3 and pH values (P = 0.73). The different concentrations of Na2CO3 influenced (P ˂ 0.01) in the formation of the gross mass of the precipitate, thus the formation of the crude precipitate was higher when used the levels 1 and 5% than 10%. The pH also presented significant differences between them (P ˂ 0.001), showing greater effect in obtaining the precipitate at pH 9.0 and 10.0 gross when compared to pH 7.0 and 8.0. In the solubility of Ca2+ concentration in pH 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 and 6.0 were respectively 58.910; 13.401; 1.589; 0.995; 0.778g L-1 what means soluble in acid medium. On the mineral composition of the gross precipitate the predominant elements are the calcium and phosphorus. There was significant difference (P = 0.003) between the precipitation conditions P1, P2, P3 and P4. Contents of CaCO3 were superior in P3 and P4, with respective average values 77.53 and 84.94% compared to P1 and P2. This protocol enabled the precipitation of CaCO3 crude obtained from scales of Nile tilapia, as prospect of source of raw material in the making of toothpastes and calcium repositories relevant to the pharmaceutical industry. / O elevado consumo de pescado tem causado preocupação no setor ambiental devido a grande quantidade de resíduos gerados, como exemplo as escamas. Estas são constituídas basicamente por matéria orgânica, o colágeno, e uma matriz inorgânica, denominada hidroxiapatita que pode ser fonte natural de cálcio. O objetivo deste trabalho foi avaliar a composição mineral, a quantificação da hidroxiapatita de cálcio e desenvolver um protocolo para precipitação e caracterização do carbonato de cálcio a partir das escamas de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus), provindas da indústria de beneficiamento de pescado. Para quantificação da composição mineral das escamas brutas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão atômica com fonte de plasma indutivamente acoplado, da marca Shimadzu, modelo ICPE-9000®. A quantificação da hidroxiapatita de cálcio foi realizada por fluorescência de raios X (XRF), modelo EDX-7000®. Na elaboração do precipitado avaliou-se a melhor concentração do Na2CO3 e ideal pH, utilizando um modelo fatorial (3x4) no qual a variável dependente foi a massa do precipitado bruto e as variáveis independentes foram as concentrações de Na2CO3 em 1, 5 e 10% (m/v) e pH nos valores (7,0; 8,0; 9,0 e 10,0) a 25˚C, com dez repetições, há um nível de confiança de 95%. Para a caracterização do precipitado os parâmetros analíticos foram a determinação da solubilidade e a composição mineral. Na determinação da solubilidade avaliou-se a concentração de cálcio após a dissolução da massa do precipitado bruto em solução aquosa nos diferentes valores de pH. A composição mineral da massa do precipitado bruto foi determinada por XRF e em seguida realizou-se o cálculo estequiométrico para a quantificação do teor médio do CaCO3. Atribuíram-se diferentes condições de precipitação quando utilizado 1% de Na2CO3 e pH 9,0 (P1), 1% de Na2CO3 e pH 10,0 (P2), 5% de Na2CO3 e pH 9,0 (P3), 5% de Na2CO3 e pH 10,0 (P4). As escamas brutas apresentaram majoritariamente em sua composição os teores de cálcio e fósforo nos valores respectivos de 116,85 e 60,93g kg-1. O teor médio calculado da hidroxiapatita em escamas brutas foi de 98,81%. Na determinação da massa do precipitado, não houve interação entre os teores de Na2CO3 e os valores de pH (P = 0,73). As diferentes concentrações de Na2CO3 influenciaram (P ˂ 0,01) na formação da massa do precipitado bruto, assim a formação do precipitado bruto foi maior quando utilizado os teores de 1 e 5% que em 10%. Os valores de pH também apresentaram diferenças significativas entre si (P ˂ 0,001), apresentando maior efeito na obtenção do precipitado bruto em pH 9,0 e 10,0 quando comparado aos valores de pH 7,0 e 8,0. No ensaio de solubilidade a concentração de Ca2+ nos valores de pH 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 e 6,0 foram respectivamente 58,910; 13,401; 1,589; 0,995; 0,778g L-1 o que significa solúvel em meio ácido. Na composição mineral do precipitado bruto os elementos predominantes são cálcio e fósforo. Houve diferença significativa (P = 0,003) entre as condições de precipitação P1, P2, P3 e P4. Os teores de CaCO3 foram superiores em P3 e P4, com valores médios respectivos 77,53 e 84,94%, quando comparados com P1 e P2. Este protocolo possibilitou a precipitação do CaCO3 bruto obtido de escamas de tilápia-do-Nilo, como perspectiva de fonte de matéria-prima na elaboração de cremes dentais e repositores de cálcio pertinentes a indústria farmacêutica.

Esta pesquisa teve como objetivo analisar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. em água de abastecimento utilizando a tecnologia de tratamento de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada e utilizando cloreto de polialumínio – PAC como coagulante. Para isso, o método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa com e sem a separação imunomagnética – IMS foi utilizado para quantificação dos organismos. Os resultados mostraram que as etapas de coagulação, floculação e flotação (Fase1) removeram 1,55 log de cistos de Giardia spp. e 1,21 log de oocistos de Cryptosporidium spp. O tratamento apenas com filtração (Fase 2) removeu 1,2 log de cistos de Giardia spp. e 0,88 log de oocistos de Cryptosporidium spp. A combinação dos tratamentos (Fase 3) foi capaz de remover 2,64 log de cistos de Giardia spp. e 2,5 log de oocistos de Cryptosporidium spp. Na quantificação de protozoários, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser mais econômico e com melhor recuperação do que com IMS. Também foi analisada a influência da terceira dissociação ácida no método com IMS e tal procedimento acarretou em diferenças significativas nos resultados. Mesmo atendendo aos padrões de potabilidade, o tratamento estudado não removeu completamente os protozoários, este fato demonstra a necessidade da preservação dos mananciais, do tratamento dos esgotos e da desinfecção final para maximizar as barreiras que permitam reduzir o risco microbiológico presente na água de consumo. / This research aimed to analyze the removal of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts in drinking water using the full cycle of treatment with flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) at bench scale and using polyaluminum chloride - PAC as coagulant. For this, the flocculation in calcium carbonate - FCCa method with and without immunomagnetic separation - IMS was used for quantification of organisms. The results showed that the stages of coagulation, flocculation and flotation (Step 1) removed 1,55 log Giardia spp. and 1,21 log Cryptosporidium spp. oocysts. Only the treatment with filtration (Step 2) removed 1,2 log Giardia spp. and 0,88 log Cryptosporidium spp. oocysts. The combination of treatment (Step 3) was able to remove 2,64 log Giardia spp. and 2,5 log Cryptosporidium spp. oocysts. In quantifying of protozoa, the FCCa method without IMS proved to be more economical and better recovery than with IMS. It also analyzed the influence of the third acid dissociation in the method with IMS and this procedure resulted in significant differences in the results. Even taking into account the potability standards, the treatment studied didnt completely remove protozoa, this fact demonstrates the need for preservation of water sources, treatment of sewage and final disinfection to maximize the barriers to reduce the microbiological risk present in drinking water.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study concentrates on the use of micro particles of limestone (CMV) and nano scale calcium carbonate (Np-CaCO3) in Portland cement (OPC) substitution in order to evaluate the influence in hydration reactions, microstructural morphology, mechanical properties and the durability of cement pastes and mortar. Specimens where characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, uniaxial compression, micro hardness and thermo gravimetric analysis. Atypical morphologies of calcium silicate hydrate (C-S-H) were observed in the pastes in the presence of high amount of Np-CaCO3. The results indicate that the Np-CaCO3 is reactive; accelerating early age C-S-H formation. Based on the morphological and mechanical properties, a synergetic effect was observed by the combined addition of CMV with low amounts of Np-CaCO3. Compressive strength results of the mortars are compatible with the standard requisite of the American Society of Testing Materials (ASTM). The durability of the mortars was evaluated by expositional aging methods in natural and laboratory environment for 6 months. The mechanical properties and durability of the composite cement mortars are competitive with results obtained by the reference mortars. By overall analysis of the results, it was concluded that OPC substitution of 10-30 wt.% CMV, when combined with controlled amount of Np-CaCO3 prove viable. / A presente pesquisa se concentra no uso de calcário mineral micrométrico (CMV) e nanopartículas de carbonato de cálcio (Np-CaCO3) na substituição de cimento Portland (OPC), visando avaliar a influência nas reações de hidratação, morfologia, microestrutura, propriedades mecânicas e durabilidade de pastas e argamassas de cimento. Os corpos de prova foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de compressão, microdureza e análise termogravimétrica. Nas pastas foram observadas morfologias atípicas de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) na presença de altos teores de Np-CaCO3. Os resultados indicam que as Np-CaCO3 atuam como reativos acelerando a formação do C-S-H nas primeiras idades. Em base das propriedades morfológicas e mecânicas, foi observado um efeito sinérgico quando combinados baixos teores Np-CaCO3 com CMV. Os valores de resistência a compressão das argamassas são compatíveis com os valores padrão das normas da Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM). As argamassas envelhecidas em ambiente natural e laboratório por até 6 meses de exposição mostraram propriedades mecânicas e durabilidade comparáveis com resultados obtidos para argamassas feitas com cimentos de referência. Foi viável a substituição de OPC, mesmo para altos teores de carbonatos (10-35%), em especial quando combinados com teores controlados de Np-CaCO3.

Em um cenário global de indisponibilidade hídrica, até regiões sem histórico de escassez de recursos hídricos vêm sendo impactadas pela ausência de chuvas e circunstâncias de adversidade climática. Com perspectivas cada vez menos favoráveis quanto ao abastecimento hídrico, têm-se difundido progressivamente, no Brasil e no mundo, alternativas de tratamento de efluentes aquosos industriais visando seu reúso na própria indústria, diminuindo a necessidade de captação de água em corpos hídricos. Os processos de separação com membrana (PSM\'s) têm tido destaque, sobretudo para reúso em caldeiras e torres de resfriamento. Em um PSM, no entanto, os íons removidos da corrente de alimentação durante o processo de dessalinização concentram-se no compartimento de rejeito das membranas (concentrado). Consequentemente, os sais de baixa solubilidade comumente ultrapassam sua saturação e excedem seus limites metaestáveis, passando a oferecer risco de deposição sobre as membranas. As deposições salinas, chamadas incrustações (ou scaling) prejudicam o processo de dessalinização: reduzem a taxa de recuperação de água, aumentam o consumo energético e danificam membranas e tubulações. Uma vez que o sulfato de bário (BaSO4) é um dos sais com maior potencial incrustante em efluentes industriais, e cujas incrustações apresentam maiores resistências às práticas convencionais de limpeza, estudou-se métodos preventivos de incrustação de BaSO4 por remoção de íons bário de fase líquida a montante de um PSM. A depleção de bário de solução foi analisada mediante: (i) precipitação de BaSO4 por meio de dessupersaturação (com adição de sementes) e efeito do íon comum (excesso de sulfato) e (ii) precipitação de CaCO3 por abrandamento com incorporação do íon Ba2+ no precipitado. Desenvolveu-se, inicialmente, um estudo conceitual da precipitação de BaSO4 por modelagem termodinâmica, aplicada ao tratamento de um efluente padrão de refinaria de petróleo supersaturado em BaSO4. As simulações termodinâmicas apontam que o pre-tratamento de efluentes por dessupersaturação, com opção de adicionar sulfato (via adição externa ou reciclo) são promissores para aumentar o rendimento de PSM\'s. Em estudos experimentais com efluente sintético de refinaria de petróleo, foi obtida a cinética de precipitação do BaSO4 para o ajuste de um modelo de precipitação de BaSO4. Observou-se que o tempo de indução do BaSO4 foi reduzido à medida que se aumentou o excesso de sulfato (em relação ao bário presente) ou à medida que se adicionou sementes de BaSO4. Após um período curto de precipitação (alguns minutos), a solução permanecia supersaturada por longos períodos (horas), com razões de supersaturação residuais dentro da faixa de 1,1 a 3,0. Esses valores foram associados com uma dependência de quarta ordem da taxa de crescimento do cristal com a taxa de supersaturação. Verificou-se que a carga de sementes de BaSO4 é diretamente proporcional à depleção de supersaturação, que sementes heterogêneas (CaCO3, CaSO4.2H2O) são ineficazes para a precipitação do BaSO4 e que os íons cálcio inibem a precipitação de BaSO4. A precipitação de CaCO3 (em mix de vaterita e calcita) por abrandamento em efluente sintético foi eficaz para remover bário da solução. O mecanismo que controla o processo foi identificado como sendo a substituição isomórfica do íon cálcio pelo íon bário no retículo cristalino do carbonato de cálcio. Consequentemente, a remoção de bário da solução é favorecida quando se aumenta a quantidade de carbonato de cálcio precipitado e quando o coeficiente de distribuição aparente em vateita e calcita (DBa, que indica a quantidade de bário incorporada ao sólido) é elevado. Valores altos de pH e de concentração de cálcio elevam a precipitação de CaCO3 e, portanto, maximizam a remoção de bário. O coeficiente de distribuição aparente do bário mostra-se independente do pH inicial (na faixa de 9,5 a 11,7) e aumenta com a concentração de cálcio. Ele também aumenta com a quantidade de sementes de calcita, o que pode ser consequência de uma maior incorporação de bário em camadas que crescem sobre substratos puros de CaCO3 ou ainda, pode ser devido à manifestação de mecanismos de adsortivos com o aumento de lugares ativos disponíveis para incorporação de bário. Em experimentos com efluente real, ao contrário do observado com soluções sintéticas, a remoção de bário por dessupersaturação foi realizada com eficiência mesmo em presença do íon cálcio, devido provavelmente a sua complexação com aditivos orgânicos. Em precipitação de calcita, fatores que aumentam a supersaturação inicial, como adição de carbonato e aumento do pH, elevaram a precipitação de CaCO3, o que maximizou a remoção de bário. Tais fatores, no entanto, reduziram valores de DBa em calcita, possivelmente devido à diminuição na sorção de íons que estimulam a incorporação do bário. Dosagens de sulfato (insuficientes para precipitar BaSO4) reduziram a quantidade de calcita precipitada, diminuindo a remoção de bário e, inesperadamente, elevando DBa em calcita. Por fim uma análise de ecoeficiência foi feita em um estudo de reúso de água com zero de descarte líquido em refinaria de petróleo aplicando as técnicas de precipitação estudadas. A implantação de etapas de precipitação e de unidades maiores de osmose inversa (OI) acarretaram em reduções no consumo de energia no tratamento térmico do concentrado da OI, diminuindo proporcionalmente a emissão de gases de efeito estufa, consumo de água e degradação ecotoxicológica de água doce. Além disso, verificou-se redução de capital de investimento (dada à aquisição de equipamentos de evaporação menores) e redução nos custos energéticos operacionais. / In a global scenario of water unavailability, even regions with no records of water scarcity have been impacted by the absence of rainfall and climatic adversity. With increasingly unfavorable perspectives on water supply, alternatives to water treatment for industrial reuse have been progressively diffused in Brazil and around the world, reducing the need for water withdraw in water bodies. The membrane separation processes (PSM) have been emphasized in the tertiary treatment of industrial effluents, providing improvement in water quality for reuse in boilers or cooling towers. In a PSM, however, the salts removed from the feed stream during the desalination process are concentrated in the brine stream (concentrate). At this stage, the low solubility salts commonly exceed their saturation in the system, and surpasses their metastable limits, offering risk of deposition on the membranes. Salt deposits, called scaling, jeopardize the desalination process: they reduce the rate of water recovery, increase energy consumption and damage membranes and pipes. Since BaSO4 is one of the salts with the greatest scaling potential in the industry, and which the fouling presents the greatest resistance to conventional cleaning practices, preventive methods of BaSO4 scaling were studied by removal of barium ions from the liquid phase upstream a PSM. The barium depletion from solution was analyzed during the processes of: (i) precipitation of BaSO4 by means of desupersaturation (with addition of seeds) and common ion effect (excess of sulfate) and (ii) chemical precipitation of CaCO3 (softening) with incorporation of the Ba2+ ion in the precipitated crystal. A conceptual study of the BaSO4 precipitation was first developed by thermodynamic modeling, applied to the treatment of a standard oil refinery effluent supersaturated in BaSO4. The thermodynamic simulations show that effluents pretreatment by desupersaturation, with the option of adding sulfate (via external addition or recycle), are promising to increase the yield of PSM\'s. In experimental studies with synthetic oil refinery effluent, BaSO4 precipitation kinetics were obtained in order to adjust a BaSO4 precipitation model. The BaSO4 induction time was reduced as the excess sulfate (relative to the barium present) was increased and/or as BaSO4 seeds were added. After a short period of precipitation (a few minutes), the solution remained supersaturated for long periods (hours), with residual supersaturation ratios within the range of 1.1 to 3.0. These values were associated with a fourth order dependence of the crystal growth rate with the supersaturation rate. It was found that BaSO4 seed loading is directly proportional to the supersaturation depletion, heterogeneous seeds (CaCO3, CaSO4.2H2O) are ineffective for BaSO4 precipitation and that calcium ions inhibit BaSO4 precipitation. The precipitation of CaCO3 (as a mix of vaterite and calcite) by softening in synthetic effluent was effective to remove barium from solution. Isomorphic substitution of calcium by barium ion in the crystalline lattice of calcium carbonate was identified as the controlling mechanism of sorption process. Consequently, removal of barium from the solution is favored when the amount of precipitated calcium carbonate is increased and when the apparent distribution coefficient (DBa, which indicates the amount of barium incorporated into the solid) is raised. High values of pH and calcium concentration raise the precipitation of CaCO3 and, therefore, maximize the barium removal. The apparent barium distribution coefficient is independent of the initial pH (in the range of 9.5 to 11.7) and increases with calcium concentration. It also increases with the amount of calcite seeds, which may be consequence of higher barium incorporation in growing layers on CaCO3 pure substrates, or may be due to manifestation of adsorption mechanisms by the increase on available active places for barium incorporation. In experiments with real effluent, unlikely the synthetic solutions, the removal of barium by desupersaturation was performed efficiently even in the presence of calcium ion, probably due to its complexation with organic additives. In calcite precipitation, factors that increase initial supersaturation, such as carbonate addition and pH increase, elevates CaCO3 precipitation, which maximized the barium removal. These factors, however, reduced DBa in calcite, possibly due to a decrease on sorption process of ions which may stimulate barium incorporation. Sulphate dosages (insoluble to precipitate BaSO4) reduced the amount of precipitated calcite, decreasing barium removal and unespectly reducing the DBa in calcite. Finally, an eco-efficiency analysis was carried out in a water reuse study with zero liquid discharge in an oil refinery, applying the precipitation techniques studied. The implementation of precipitation stages and larger units of OI resulted in reductions in energy consumption in the thermal treatment of OI concentrate, reducing proportionally the emission of greenhouse gases, water consumption and ecotoxicological degradation of fresh water. In addition, there was reduction of investment costs (given the purchase of smaller evaporation equipment) and reduction in the operational energy costs.

Esta pesquisa avaliou o uso de ozônio para inativar cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes na água filtrada obtida após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, empregando o cloreto de polialumínio – PAC – como coagulante. O método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa, sem e com a etapa de separação imunomagnética – IMS – foi utilizado na quantificação dos protozoários. A recuperação nos ensaios de qualidade utilizando o kit Easyseed® de Giardia spp. foi de 8,4% ± 97,4% sem IMS e com IMS, com duas dissociações, o valor foi de 7,4% ± 39,7% e, com três dissociações, a recuperação alcançou 9,6% ± 34,7%, portanto, somente o ensaio com IMS e duas dissociações, não atendeu os padrões do Método 1623.1. A recuperação de Cryptosporidium parvum, obteve valor de 3,4% ± 100% em ensaio sem IMS e com IMS, o valor obtido foi de 1,0% ± 70,0% com duas dissociações e 1,8% ± 44,4% com três dissociações e nos três métodos apresentados, não houve conformidade com os critérios do Método 1623.1. Na etapa de desinfecção com ozônio, os ensaios realizados na Etapa 1, que se utilizou 5 mgO3L-1 e tempo de contato de 1 min sem IMS, as maiores inativações atingidas foram de 2,52 e 2,22 log para cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Com o tempo de contato de 5 min, as maiores inativações foram de 2,52 e 2,92 log de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Na Etapa 2, com IMS, utilizando a mesma dosagem e tempo de contato de 1 min, obteve-se 2,27 e 0,21 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Comparando-se com o tempo de contato de 5 min, foram obtidos 2,9 e 2,3 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Na avaliação de custo, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser o mais econômico em relação ao procedimento com IMS. A influência da inclusão da terceira dissociação ácida no método com IMS também foi analisada e este procedimento não resultou em diferenças estatísticas significativas nos resultados. / This research evaluated the use of ozone to inactivate Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts present in the filtered water obtained after the use of the complete cycle of flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale employing polyaluminium chloride - PAC as coagulant. The calcium carbonate flocculation method - FCCa, without and with immunomagnetic separation step - IMS has been used in the quantification of protozoa. The recovery in quality test using the kit Easyseed® for Giardia spp. was 8.4% ± 97.4% non-IMS and IMS with two dissociations, the value was 7.4% ±39.7% and with three dissociations, the recovery reached 9.6% ± 34,7%, so only the test with IMS and two dissociations, did not meet the standards of method 1623.1. Recovery of Cryptosporidium parvum obtained value of 3.4% ± 100% in non-IMS and IMS testing, the value obtained was 1.0% ± 70.0% with two dissociations and 1.8% ± 44.4% with three dissociations and the three methods presented, there was non-compliance with the criteria of Method 1623.1. In step disinfection with ozone, tests performed in Step 1 was used 5 mgO3L-1 and contact time of 1 min without IMS, the major inactivation achieved were 2.52 and 2.22 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. With 5 minutes of contact time, the greater inactivation were 2.52 and 2.92 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. In Step 2, with IMS, using the same dose and 1 min contact time, there was obtained 2.27 and 0.21 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. Compared with the 5 min of contact time, were obtained 2.9 and 2.3 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. In evaluating cost, the FCCa method without IMS proved to be the most economical in relation to the procedure with IMS. The influence of inclusion of the third acid dissociation method in IMS was also analyzed and this procedure did not result in statistically significant differences in the results.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T14:58:40Z No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) Previous issue date: 2002-02-18 / Capes / Na atual economia mundial globalizada, o Brasil se consolida como o maior mercado ocidental de revestimentos cerâmicos e como terceiro maior exportador mundial de revestimentos cerâmicos. Inserido neste cenário, o estado de Sergipe é hoje um dos pólos cerâmicos do país. Grande parte das argilas disponíveis no estado possui um elevado teor de carbonato de cálcio, que internacionalmente sofre restrições na sua utilização no processo de fabricação de revestimentos semiporosos e gressificados, por monoqueima rápida. O presente trabalho estudou composições de três argilas naturais vermelhas com diferentes teores de carbonato de cálcio utilizados por uma unidade industrial do estado de Sergipe. Uma ampla caracterização destas argilas foi realizada tanto na forma de pó, quanto nos corpos cerâmico sinterizados, onde se evidenciou a influência da composição mineralógica no fenômeno de expansão por umidade. A aplicação da dilatometria se mostrou viável como ferramenta para o desenvolvimento de formulações cerâmicas a partir de argilas naturais. Outro aspecto evidenciado no estudo é que um aumento nos teores de carbonato na formulação da massa cerâmica proporciona uma diminuição da expansão por umidade à medida que favorece a formação de fases cristalinas de aluminossilicatos de cálcio e uma menor formação de fases vítreas. Foi também verificado o efeito de aditivos, pressão de compactação e ciclo de queima na identificação da melhor formulação para utilização industrial. Definiu-se então uma composição que atendeu as exigências das normas, possibilitando o emprego destas argilas calcificas no processo de fabricação, com um ciclo de queima muito rápido, o que propiciará um forte retorno econômico para a unidade industrial. / In the world actual economy, Brazil appears as the biggest occidental market for ceramic tiles covers and as the third major world exporter of these products. Inserted in this scenery, the state of Sergipe is nowadays one of the ceramics polés of Brazil. A large quantity of available clay in Sergipe has a high percentage of calcium carbonate that is not well accepted in the manufacturing of semi porous and vitrified tiles covers, due to single fast firing. This report studied composition of three natural red clays with different rates of calcium carbonate used in one industrial plant in the state of Sergipe. A broad characterization of these clays has been made not only as a powdered shape but also as in the sinterized ceramics body, resulting the evidence of the influence of the mineralogical composition on the moisture expansion phenomena. The application of the dilatometer showed itself as a tool for the development of ceramics formulations based on the natural clays. Another aspect became evident on the studies, so as the increasing on the rates of carbonate in the ceramics mass provides a decrease in the moisture expansion while it enables the forming of crystalline phases of calcium aluminum silicates and a smaller formation of vitreous phase. Has been also observed that the effect of additives, compacting pressure and the firing cycle, during identification of the best formulation for industrial uses. Has been defined also a composition that attended the exigencies of normal standards, enabling the use of these calcites clays in the production process, deriving a very short firing cycle, which will provide a strong economical return rate for the industrial plant.

Esta pesquisa avaliou o uso de ozônio para inativar cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes na água filtrada obtida após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, empregando o cloreto de polialumínio – PAC – como coagulante. O método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa, sem e com a etapa de separação imunomagnética – IMS – foi utilizado na quantificação dos protozoários. A recuperação nos ensaios de qualidade utilizando o kit Easyseed® de Giardia spp. foi de 8,4% ± 97,4% sem IMS e com IMS, com duas dissociações, o valor foi de 7,4% ± 39,7% e, com três dissociações, a recuperação alcançou 9,6% ± 34,7%, portanto, somente o ensaio com IMS e duas dissociações, não atendeu os padrões do Método 1623.1. A recuperação de Cryptosporidium parvum, obteve valor de 3,4% ± 100% em ensaio sem IMS e com IMS, o valor obtido foi de 1,0% ± 70,0% com duas dissociações e 1,8% ± 44,4% com três dissociações e nos três métodos apresentados, não houve conformidade com os critérios do Método 1623.1. Na etapa de desinfecção com ozônio, os ensaios realizados na Etapa 1, que se utilizou 5 mgO3L-1 e tempo de contato de 1 min sem IMS, as maiores inativações atingidas foram de 2,52 e 2,22 log para cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Com o tempo de contato de 5 min, as maiores inativações foram de 2,52 e 2,92 log de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Na Etapa 2, com IMS, utilizando a mesma dosagem e tempo de contato de 1 min, obteve-se 2,27 e 0,21 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Comparando-se com o tempo de contato de 5 min, foram obtidos 2,9 e 2,3 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Na avaliação de custo, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser o mais econômico em relação ao procedimento com IMS. A influência da inclusão da terceira dissociação ácida no método com IMS também foi analisada e este procedimento não resultou em diferenças estatísticas significativas nos resultados. / This research evaluated the use of ozone to inactivate Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts present in the filtered water obtained after the use of the complete cycle of flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale employing polyaluminium chloride - PAC as coagulant. The calcium carbonate flocculation method - FCCa, without and with immunomagnetic separation step - IMS has been used in the quantification of protozoa. The recovery in quality test using the kit Easyseed® for Giardia spp. was 8.4% ± 97.4% non-IMS and IMS with two dissociations, the value was 7.4% ±39.7% and with three dissociations, the recovery reached 9.6% ± 34,7%, so only the test with IMS and two dissociations, did not meet the standards of method 1623.1. Recovery of Cryptosporidium parvum obtained value of 3.4% ± 100% in non-IMS and IMS testing, the value obtained was 1.0% ± 70.0% with two dissociations and 1.8% ± 44.4% with three dissociations and the three methods presented, there was non-compliance with the criteria of Method 1623.1. In step disinfection with ozone, tests performed in Step 1 was used 5 mgO3L-1 and contact time of 1 min without IMS, the major inactivation achieved were 2.52 and 2.22 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. With 5 minutes of contact time, the greater inactivation were 2.52 and 2.92 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. In Step 2, with IMS, using the same dose and 1 min contact time, there was obtained 2.27 and 0.21 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. Compared with the 5 min of contact time, were obtained 2.9 and 2.3 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. In evaluating cost, the FCCa method without IMS proved to be the most economical in relation to the procedure with IMS. The influence of inclusion of the third acid dissociation method in IMS was also analyzed and this procedure did not result in statistically significant differences in the results.