In the theoretical section of presented diploma thesis are discussed various nanoparticles such as micelles and liposomes, solid lipid nanoparticles and polymeric nanoparticles. Special attention was focused on copolymer PLGA. There are characterized different procedures in the preparation of nanoparticles. From the approches for nanoparticles evaluation are chosen measuring size of nanoparticles and their zeta potential. The experiment was almost unambiguously focused on study of effect of diffrent factors on nanopartlicles size and distribution from linear PLGA and PLGA used for branching of tripentaerythritol and polyacrylic acid. Keywords: nanoparticles, size, size distribution, zeta potential, interactions of nanoparticles

[pt] Estudos recentes mostram que a injeção de emulsões óleo-água pode levar a uma melhor varredura do reservatório e reduzir consideravelmente a saturação residual de óleo em processos de recuperação avançada. Estes efeitos estão diretamente ligados ao comportamento do escoamento de gotas de óleos suspensas em água através das gargantas de poros. Desta forma, a otimização do processo de injeção e da formulação da emulsão com o objetivo de aumentar o volume de óleo recuperado requer por um melhor entendimento do escoamento na escala de poros. Este trabalho apresenta um estudo do escoamento de gotas de óleos suspensa em água através de micro canais de seção reta constante e através de uma garganta, que são usados como modelos do espaço poroso. O campo de velocidade da fase contínua e a velocidade da gota de óleo foi determinado através da técnica de velocimetria por imagem de partículas em escala micrométrica (Micro-PIV) para diferentes tamanhos de gotas e geometria do capilar e garganta. Os resultados obtidos mostram a variação do padrão do escoamento devido a presença da gotas de óleo e fornecem importantes informações de como gotas de óleo mudam a mobilidade do fluido injetado quando o mesmo escoa através de poros com gargantas menores do que tamanho das gotas. / [en] Recent studies show that oil-water emulsion injection may lead to a better reservoir sweep and reduce residual oil saturation in enhanced oil recovery processes. These effects are directly linked to the flow behavior of oil drops suspended in water through the pore throats of a porous material. Therefore, the optimization of the injection process and of the emulsion properties with the goal to increase the volume of oil displaced requires a better understanding of the emulsion flow in the pore scale. This work presents an analysis of the flow of oil drops suspended in water through micro channels with constant cross-section area and with a throat, that are used as a model for the pore scale. The velocity field of the continuous phase and the drop velocity are obtained using the micro particle image velocimetry techniques (Micro-PIV) for different drop sizes and micro channel geometries. The results show the changes in the flow pattern due to the presence of oil drops and yield important information on how oil drops reduce the mobility of the injected liquid when it flows through pore throats smaller than the drop size.

[pt] A injeção de emulsão óleo-água vem sendo estudada como método de recuperação avançada, levando a um incremento no volume de óleo recuperando através de um controle de mobilidade do fluido injetado e aumento da eficiência de deslocamento de deslocamento do óleo. A aplicação deste ,étodo requer o entendimento do escoamento tanto na escala de poros como na escala de reservatórios. Neste trabalho, o efeito de emulsão no escoamento bifásico é modelado através de curvas de permeabilidades relativas que variam com a concentração de gotas da fase dispersa da emulsão. Estas curvas descrevem dois fenômenos físicos observados nestes escoamentos, o controle de mobilidade, representado pela diminuição da permeabilidade relativa da fase aquosa devido à presença de gostas, e a melhora na eficiência de deslocamento, representada pela diminuição da saturação residual da fase oleosa. O modelo proposto foi implementado em um simulador comercial (STARS-CMG) em uma geometria bi-dimensional com dois poços verticais ( injetor e produtor). A produção de óleo durante o processo de injeção alterada de água/ emulsão/ água é estudado em diversas condições do escoamento com o objetivo de analisar separadamente o mecanismo de controle de mobilidade e da melhoria do deslocamento no processo, determinando as condições ótimas de operações. Os resultados obtidos mostram que a injeção de emulsão óleo-água pode representar uma importante alternativa na produção de óleo como processo de recuperação avançada. / [en] Emulsion injection has been studied as an enhanced oil recovery method, leading to an increase on the recovered oil volume by mobility control of injected fluid and increase of oil displacement efficiency. The use of this method requires understanding the flow both in pore and reservoir scales. The effect of emulsion on the two phase flow is modeled by using relative permeability curves that vary with the concentration of the dispersed phase of the emulsion. Those curves describe two physical phenomena observed on these flows: control of mobility, represented by a lower relative permeability of the aqueous phase due to the presence of droplets and improved displacement efficiency, represented by the decrease in the residual oil saturation. The proposed model was implemented in a commercial simulator (STARS-CMG) in a two-dimensional geometry with two vertical wells (injector and producer). The oil production during alternate injection of water/emulsion/water process is studied with several flows condition with the purpose to analyze separately the effect of mobility control and improvement of the oil displacement in the process and finding the optimum operating conditions. The results obtained show that the oil-water emulsion injection can represent an important alternative in oil production as an enhanced oil recovery method.

[pt] Na indústria do petróleo, durante a produção de um campo, é muito utilizada a injeção da água do mar para manutenção da pressão do reservatório. Com a injeção, há o aumento da fração de água no fluido produzido formando assim uma emulsão com uma determinada distribuição do tamanho de gotas. No sistema de produção, esta mistura sofre variações de pressão e temperatura que impactam na distribuição do tamanho de gotas da emulsão. As mudanças mais significativas nestes parâmetros ocorrem nos chokes instalados na chegada à planta de processo. O conhecimento desta distribuição é importante, pois influencia diretamente no dimensionamento dos separadores que serão instalados na plataforma, no caso offshore. O parâmetro considerado como o que melhor descrevia o processo de quebra de gotas era a potência dissipada no orifício. Nos experimentos desenvolvidos para avaliar a quebra de gotas nos chokes, foi observado que este termo possuía algumas limitações e um novo ajuste foi proposto para atender aos valores medidos. Nos testes foram utilizados dois tipos de óleos e diferentes orifícios que geraram os dados necessários para elaborar uma nova abordagem, onde a queda de pressão medida apresentou a melhor relação com os diâmetros das gotas após o orifício. Posteriormente, o efeito da viscosidade foi adicionado para que houvesse uma relação válida para ambos os óleos utilizados, tornando assim o modelo de quebra mais abrangente. / [en] In the oil industry, during an oilfield development, the sea water injection is largely used to maintain the reservoir pressure. As a result of this injection, there is the increase of the water fraction in the produced fluid, forming an emulsion with a determined droplet size distribution. In the production system, this mixture flows under different conditions of pressure and temperature that impact the emulsion droplet size distribution. The most meaningful changes of these conditions occur in the chokes that are installed at the process plant arrival. The knowledge of the droplet size distribution is important, because it impacts the sizing of the separators that will be installed at the platform, in an offshore scenario. The parameter that was considered as the most appropriate to describe the droplet break-up process was the energy dissipation rate. During the experiments performed to evaluate the droplet break-up in the chokes, it was observed that this parameter had some limitations and a new adjustment was proposed to fit with the measured values. In the tests, two oils with different viscosities were used while varying orifices characteristics to obtain the needed data to elaborate a new approach. Thus, it was found that the measured pressure drop through the restriction presented the best relation with the droplets diameters measured downstream the orifice. After this, the effect of the oil viscosity was also added to the model so to create a correlation valid for both tested oils. In this way, the break-up model proposed would be more complete and useful for different conditions.

[pt] Os hidratos de gás natural são sólidos cristalinos, semelhantes ao gelo, formados pela associação de moléculas de água e de gás numa determinada estrutura organizada. Sua ocorrência é uma preocupação inegável para a Indústria de Petróleo e Gás, dado o risco potencial de garantia de escoamento, podendo ocasionar paradas não programadas em operações como a perfuração e produção. Portanto, grandes investimentos são feitos a fim de prevenir a formação de hidratos. No entanto, os cenários cada vez mais desafiadores de produção de petróleo estão incentivando a busca de metodologias de avaliação de risco, procurando identificar as condições para a formação de hidratos, mas com pouca possibilidade de entupimento. Neste contexto, o entendimento de reologia de hidratos é um elemento chave, pois permite detectar a formação do hidrato a partir de variações das propriedades reológicas. Entretanto, uma dificuldade desta abordagem ocorre devido à condição necessária para a formação de hidrato, a combinação de alta pressão e baixa temperatura. Este trabalho se insere neste contexto: para avaliar o processo de formação de hidrato em condições mais favoráveis utiliza-se em geral um fluido modelo que forma hidratos à pressão atmosférica. Este trabalho visa analisar os efeitos dos cortes de água e de tensoativos na viscosidade, nos módulos de armazenagem e dissipação de um fluido modelo, uma emulsão de água-em-óleo. A formação de hidrato ocorre com a adição de ciclopentano a este modelo de emulsão. / [en] Natural gas hydrates are solid crystalline, similar to the ice, formed by the association of water molecules and gas of a given organized structure. Its occurrence is an undeniable concern for Oil and Gas, given the potential risk of flow assurance and may cause unscheduled downtime in operations, such as drilling and production. Therefore, large investments are made in order to prevent the formation of hydrates. However, the increasingly challenging scenarios of oil production are encouraging the pursuit of new methodologies for risk assessment, seeking to identify the conditions hydrates will form, but with little chance of clogging. In this context, the understanding of rheology of hydrate is a key element, it allows detecting the formation of hydrate as of changes in rheological properties. However, a difficulty of this approach occurs due to need for hydrate formation conditions, the combination of high pressure and low temperature. This work fits in this context: to evaluate the process of hydrate formation on conditions more favorable is used usually a fluid model that form hydrates at atmospheric pressure. This work aims to analyze the effects of the water cuts and surfactants on viscosity, in storage and dissipation modules of model fluid water emulsion in oil. The hydrate formation occurs adding on this model fluid cyclopentane.

Cette étude porte sur l'émulsification en continu du bitume à l'aide de mélangeurs statiques de type SMX, dans le domaine des émulsions concentrées, voire très concentrées. Ce travail suit une approche intégrant trois types de paramètres : procédé, formulation physico-chimique et composition, avec pour objectif ultime la maîtrise de la taille de gouttes. Il a été montré qu'une combinaison de fortes teneurs en bitume et de hautes températures d'émulsification favorisent l'obtention de très petites tailles de gouttes (diamètre médian inférieur ou égal à 1 µm). Cette observation contraste avec l'émulsification à forte teneur en phase dispersée en procédé discontinu. Ces résultats mettent en évidence une compétition entre les aspects énergétiques de l'émulsification et la formulation physico-chimique. Il a été mis en évidence, que lors de l'émulsification en continu à des fractions massiques en bitume supérieures à 90 %, la taille des gouttes n'est pas une fonction de l'énergie fournie mais que ce sont les paramètres de formulation qui contrôlent l'émulsification. Le suivi de la cinétique de l'émulsification et de la morphologie de l'émulsion au cours du processus d'émulsification a montré que le mécanisme d'émulsification à très fortes concentrations en bitume (90 % massique) passe par une étape d'inversion de phases catastrophique, suivie d'un affinage de l'émulsion dû aux effets de cisaillement et d'élongation lors de la phase finale de mélange. Une méthodologie basée sur une analogie de Poiseulle pour la mesure en ligne de la viscosité de procédé a été développée, permettant l'évaluation in-line du comportement rhéologique d'un fluide à travers des mesures de débit et de perte de charge / This work focuses on the continuous emulsification process (using SMX static mixers) of bitumen for concentrated and highly concentrated emulsions. This work uses an approach that integrates the process, the physic-chemical formulation and composition parameters, with the main objective of controlling the drop size of the emulsions. It was shown that the emulsification carried out at high bitumen concentrations and high temperatures favours the production of emulsions with very small droplets sizes (mean diameter ? 1 mm). This is in contrast with emulsification process in batch mode, in the same concentration and temperature conditions. These results demonstrate the competition between energy and physic-chemical formulation aspects. It was also revealed that when continuous emulsification is carried out at 90 % wt. of bitumen, droplet sizes are not a function of the energy provided and, hence, the emulsification process is controlled by the formulation parameters. Morphological analyzes, coupled with kinetics of emulsification obtained by in-situ monitoring of the viscosity, allowed the description of the mechanisms occurring during the emulsification at high internal phase ratio. It was possible to identify two principal steps in the mechanism: a catastrophic phase inversion followed by a droplet reduction by agitation, the largest size reduction being achieved thanks to the effects of shear and elongation in the static mixer. An inline process viscosity measurement methodology was developed. This methodology, based on a Poiseuille analogy, allows the evaluation of the rheological behavior of a fluid through flow rate and pressure drop measurements

O processo estudado utilizou tubos cerâmicos porosos fabricados predominantemente com alumina e produzidos pela técnica da colagem de barbotina e sinterizados a temperaturas próximas a 1450 graus Celsius, para seleção de uma temperatura. O meio micro poroso foi caracterizado pela técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio, apresentando tamanho médio de poro de 0,5 'mü'm. Os tubos foram submetidos à impregnação com solução de citrato de zircônio (precursor) por capilaridade. Posteriormente, os tubos foram calcinados e tratados termicamente até 600 e 900 graus Celsius, com o objetivo de eliminar componentes orgânicos voláteis e transformar o precursor no óxido metálico. A impregnação foi realizada em diferentes proporções e os tubos microporosos foram testados na bancada de micro-filtração, onde foram variados parâmetros fluidodinâmicos do processo (Reynolds e pressão transmembrana) e analisada as propriedades físico-químicas do volume de permeado, através de medidas da concentração de carbono orgânico total (TOC), condutividade elétrica, pH e a caracterização da mistura (concentrado) através de microscopia óptica. O meio micro poroso impregnado foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), para analisar a morfologia do material impregnado e sua composição qualitativa. Os resultados do fluxo de permeado foram analisados e observou-se que os melhores resultados quanto ao fluxo transmembrana foram obtidos para o tubo impregnado a 900 graus Celsius. O tubo impregnado a 600 graus Celsius apresentou melhor desempenho relativo à desemulsificação, por apresentar menores valores de TOC. Em relação ao processo de transferência de massa, o tubo impregnado 900 graus Celsius obteve maiores valores de Sherwood, portanto a temperatura após impregnação influenciou no transporte de massa durante o processo de separação. A retenção da fase óleo analisada através de medidas de TOC foi de até 99%. / The studied process used porous ceramic tubes manufactured predominantly with alumina and produced by the technique of the collage with barbotina and sintered to close temperatures for 1450 Celsius degrees, for selection of a temperature. The microporous enviroment was characterized by mercury porosimetry, presenting medium size of pore of 0,5 'mü'm. The tubes were submitted to the impregnation with solution of citrate of zirconium (precursory) by capillarity. Later on, the tubes were burned and thermally treated up to 600 and 900 Celsius degrees, with the objective of to eliminate volatile organic components and to transform the precursory in the metallic oxide. The impregnation was accomplished in different proportions and the microporous tubes were tested in apparatus of microfiltration process, where were varied fluid dynamics parameters of the process (Reynolds and transmembrane pressure) and analyzed the physical-chemical properties of the volume of permeated, through measures of the concentration of total organic carbon (TOC), electric conductivity, pH and the characterization of the mixture (concentrated) through optical microscopy. The enviroment impregnated microporous was characterized by scanning eletronic microscopy (SEM), to analyze the morphology of the impregnated material and its qualitative composition. The results of the flow of having permeated were analyzed and it was observed that the best results with relationship to the transmembrane flux were obtained for the tube impregnated for 900 Celsius degrees. The tube impregnated for 600 Celsius degrees presented better relative acting to the demulsifying, for presenting smaller values of TOC. In relation to the process of mass transfer, the impregnated tube 900 Celsius degrees obtained larger values of Sherwood, therefore the temperature after impregnation influenced in the mass transport during the separation process. The retention of the phase oil analyzed through measures of TOC was of up to 99%.

A estabilidade oxidativa em óleos e emulsões é influenciada pela ação simultânea de diversos fatores. Entretanto, a avaliação do efeito antioxidante de novos compostos tem sido conduzida utilizando-se valores fixos para esses fatores. Portanto, o objetivo deste estudo foi aplicar técnicas fatoriais para desenvolver modelos de oxidação lipídica nos quais os principais fatores pudessem variar simultaneamente. A oxidação de óleo de linhaça removido de seus componentes minoritários, determinada pela concentração de hidroperóxidos e malonaldeído (TBARS), foi avaliada em função da variação conjunta da temperatura (40 - 60 oC), concentração de ferro (0,0 - 1,0 mmol/L FeSO47H2O) e de ascorbil palmitato (0,0 - 1,5 mmol/L). Os maiores valores observados para os marcadores foram obtidos a 40oC, sendo altamente dependentes da relação \"ferro / ascorbil palmitato\". Adicionando-se 1,4707 mmol/L de ferro e 1,5839 mmol/L de ascorbil palmitato, a amplitude de formação de hidroperóxidos aumentou em 57%. Uma emulsão foi preparada com 1% do mesmo óleo de linhaça removido de seus componentes minoritários, utilizando-se um emulsificante aniônico sob alta pressão. A variação da temperatura, pH e concentração de ferro, cobre, ácido ascórbico, ascorbil palmitato e cloreto de sódio nos marcadores químicos da oxidação (hidroperóxidos e TBARS) foi avaliada através de um planejamento fracionário do tipo Plackett-Burman para seleção de variáveis. A seguir, o efeito das concentrações de ferro (0,0 - 1,0 mmol/L FeSO47H2O), ácido ascórbico (0,0 - 2,0 mmol/L) e pH (3,0 - 7,0) na estabilidade oxidativa das emulsões foi avaliado utilizando-se um Delineamento Composto Central. Os maiores valores dos marcadores foram obtidos adicionando-se 0,885 mmol/L de ferro e 1,700 mmol/L de ácido ascórbico à emulsão mantida a 30ºC sob pH 5,51. A atividade antioxidante de seis compostos foi avaliada em ambos os modelos (óleo puro e emulsão), sendo que uma melhor discriminação entre as amostras foi observada nos sistemas otimizados. A utilização de técnicas fatoriais mostrou-se eficiente na avaliação conjunta de vários fatores que influenciam a estabilidade oxidativa de óleos e emulsões, e proporcionou um melhor poder de discriminação na atividade antioxidante de compostos naturais e artificiais. / The oxidative stability in bulk oils and emulsions is affected by many factors. However, assessment of the antioxidant effect of new compounds has been carried out under fixed conditions. Thus, the objective of this study was to apply factorial techniques to develop lipid oxidation models in which the main factors vary simultaneously. Oxidation of flaxseed oil stripped of its minor components determined by the concentration of hydroperoxides and malonaldehyde (TBARS) was evaluated according to the combined variation of temperature (40 - 60 oC), iron concentration (0,0 - 1,0 mmol/L FeSO47H2O) and ascorbyl palmitate concentration (0,0 - 1,5 mmol/L). The highest observed values to these markers were obtained at 40oC, being greatly dependent on the \"iron / ascorbyl palmitate\" ratio. Addition of 1,4707 mmol/L of iron and 1,5839 mmol/L of ascorbyl palmitate increased the hydroperoxide formation by 57%. An emulsion was prepared with 1% of the same stripped flaxseed oil and an anionic emulsifier under high pressure. The variation of temperature, pH and iron, copper, ascorbic acid, ascorbyl palmitate and sodium chloride concentration on the chemical markers of oxidation (hydroperoxides and TBARS) was evaluated using a Plackett-Burman design to screen the variables. Following, the effect of iron concentration (0,0 - 1,0 mmol/L FeSO47H2O), ascorbyl palmitate concentration (0,0 - 2,0 mmol/L) and pH (3.0 - 7,0) on the oxidative stability of the emulsion was evaluated using a Central Composite Design. The highest observed values to these markers were obtained adding 0,885 mmol/L of iron and 1,700 mmol/L of ascorbic acid to the emulsion under 30ºC and pH 5,51. The antioxidant activity of six compounds was evaluated using both models (bulk oil and emulsion), in which a better discrimination was observed for the samples in the optimized systems. The application of factorial techniques was efficient on the joint assessment of several factors that affect the oxidative stability of oils and emulsions, and provided a better discrimination power on the antioxidant activity of natural and artificial compounds.

A produção de filmes biodegradáveis à base de amido representa um desafio tecnológico, pois estas matrizes são altamente sensíveis à água. Neste sentido, as pesquisas estão sendo realizadas a fim de melhorar as caraterísticas de hidrofobicidade sem afetar a integridade estrutural das matrizes. Dentre os compostos comumente empregados para melhorar as características de filmes biodegradáveis, pode-se mencionar os óleos e ácidos graxos. O óleo de sementes de melancia apresenta alto potencial de aplicação em matrizes filmogênicas, pois além da possibilidade de melhorar as propriedades de barreira, apresenta compostos fitoquímicos com atividade antioxidante, que podem conferir um caráter ativo aos materiais produzidos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes à base de amido modificado de mandioca e óleo de sementes de melancia. O óleo de sementes de melancia foi extraído por batelada com etanol pressurizado, sob diferentes temperaturas de extração (40, 60 e 80°C) e diferentes comprimentos de leito de extração (L1 = 4,2 cm, L2 = 9,8 cm e L3 = 15,8 cm). A cinética de extração foi matematicamente descrita utilizando-se o modelo de Peleg e os óleos caraterizados quanto à atividade antioxidante. Posteriormente foram testados quatro amidos modificados de mandioca (amido reticulado, AR; amido acetilado, AA; amido não modificado, ANM e amido duplamente modificado, AAR) com a finalidade de selecionar o que apresentasse melhores caraterísticas na produção de filmes quanto ao caráter hidrofóbico. Os filmes foram produzidos pela técnica de casting, utilizando - se concentrações fixas de amido e sorbitol (4 e 1,2 g/100g de solução filmogênica, respectivamente). O caráter hidrofóbico das matrizes foi avaliado pela determinação da solubilidade, grau de inchamento, permeabilidade ao vapor de água e ângulo de contato. Adicionalmente, foram produzidas emulsões através da técnica de Pickering, com diferentes concentrações de óleo e amido e caraterizadas quanto à estabilidade, tamanho de partículas e polidispersidade. A emulsão com maior estabilidade foi incorporada na formulação de filmes à base de AR em concentrações de 0 a 0,5 g de óleo na emulsão/100 g de solução filmogênica. Todos os filmes foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, microscopia, espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios X, cor, solubilidade, inchamento, permeabilidade ao vapor de água e ângulo de contato. Os resultados da extração de óleos mostraram rendimentos superiores sob temperaturas de 80°C e melhor atividade antioxidante a 60°C. O modelo de Peleg apresentou um bom ajuste, observando-se coeficientes de correlação altos (R2 > 0,90). A caraterização dos filmes produzidos com diferentes amidos modificados mostrou que o AR formou matrizes com maior ângulo de contato, menor grau de inchamento e maior resistência mecânica. As emulsões com maior de estabilidade foram produzidas com altas concentrações de óleo e amido (15 e 12 g/100 g de emulsão, respectivamente). Os filmes produzidos com incorporação de óleo na forma de emulsão Pickering apresentaram caráter mais hidrofóbico, sendo também alteradas as caraterísticas estruturais com o aumento da concentração de óleo. Os filmes produzidos com a incorporação de óleo em forma de emulsão apresentaram conteúdos de fenólicos totais de 0,19 a 5,68 mg equivalente de ácido gálico/100g de filmes. No entanto, os filmes não apresentaram atividade antioxidante frente ao radical DPPH•. / The production of biodegradable films based on starch represents a technological challenge because these matrices are highly sensitive to water. In this sense, the research is being carried out in order to improve the characteristics of hydrophobicity without affecting the structural integrity of the matrices. Among the compounds commonly used to improve the characteristics of biodegradable films, the oils and fatty acids can be highlighted. The oil of the watermelon seeds presents high potential of application in filmogenic matrices because in addition to the possibility of improving the barrier properties, it presents phytochemical compounds with antioxidant activity, which can impart an active characteristic to the produced materials. In this context, the objective of this work was to develop and characterize films based on modified cassava starch and watermelon oil. The watermelon oil was extracted in batches with pressurized ethanol under different extraction temperatures (40, 60, and 80°C) and different extraction bed lengths (L1 = 4.2 cm, L2 = 9.8 cm, and L3 = 15.8 cm). The kinetics of extraction were mathematically described using the Peleg model and the oils characterized for antioxidant activity. Four modified starches of cassava (reticulated starch, AR, acetylated starch, AA, unmodified starch, ANM, and doubly modified starch, AAR) were then tested in order to select the material with the best hydrophobic characteristics. The films were produced by the casting technique, using fixed concentrations of starch and sorbitol (4 and 1.2 g/100 g of film-forming solution, respectively). The hydrophobic characteristic of the matrices was evaluated by determining the solubility, degree of swelling, permeability to water vapor, and contact angle. In addition, emulsions were produced using the Pickering technique with different concentrations of oil and starch and then, characterized for stability, particle size, and polydispersity. The results of the extraction showed higher yields under temperatures of 80°C and better antioxidant activity at 60°C. The Peleg model presented a good fit, observing high correlation coefficients (R2> 0.90). The characterization of the films produced with different modified starches showed that AR formed matrices with higher contact angle, lower degree of swelling, and higher mechanical resistance. Emulsions with the highest degree of stability were produced with high concentrations of oil and starch (15 and 12 g/100 g of emulsion, respectively). The films produced with oil incorporation in the form of Pickering emulsion presented a more hydrophobic characteristic, and the structural characteristics were also altered with the increase of oil concentration. The films produced with the incorporation of oil in emulsion form presented total phenolic contents of 0.19 to 5.68 mg of gallic acid equivalent/100 g of films. However, the films did not present antioxidant activity against the DPPH• radical.

Este trabalho visa o estudo da viabilidade da redução do uso de água no processo de dessalgação em refinarias de petróleo. Em uma primeira fase, foi necessário o estudo teórico da separação das emulsões água/óleo. Em seguida, foi desenvolvido um modelo matemático baseado nas forças atuantes nas gotas de água, o que possibilitou a determinação do tempo entre as colisões de pares de gotas e o estabelecimento do critério para que ocorra o fenômeno de coalescência. Esse modelo foi empregado em um sistema desenvolvido com base em autômatos celulares, o qual possibilitou o acompanhamento do processo micro e macroscópico, através do cálculo para o conjunto das gotas, e o acompanhamento visual até a separação da fase contínua. Os experimentos de laboratório, para os quais foi usado equipamento ótico para a medição da intensidade de luz transmitida ou espalhada pelas gotas, possibilitaram avaliar a influência da qualidade da água de mistura no tempo de separação das emulsões. Na unidade industrial, foram realizados testes que permitiram analisar o desempenho das dessalgadoras em diferentes situações operacionais. Os resultados obtidos através dos experimentos de laboratório e da simulação usando o modelo matemático desenvolvido mostraram-se compatíveis com os dados obtidos nos testes na unidade industrial. O trabalho mostrou ser possível alterar os esquemas de usos de água nas dessalgadoras, aumentando a taxa de reciclagem e possibilitando a otimização do consumo de água fresca neste processo, o que resultaria em redução substancial no consumo geral de água na refinaria. / The aim of this work is the study of the reduction of water consumption in petroleum desalting processes. The study of the attraction forces acting on the droplets was necessary to know how the emulsion water/oil is separated. A mathematical model based upon these forces was built to calculate the time between each droplets collision and to establish criteria for their coalescence. This model was applied to a system developed based on cellular automata, which allows to follow the process micro and macroscopically. Computations were carried out to the ensemble of droplets and the visual progression, from the start of droplets separation of the continuous phase to the end of the process could be visualized. Laboratory experiments, in which optical equipment was used to measure the light intensity transmitted or scattered by the droplets, allowed to evaluate the influence of the type of mixing water in the separation time of the emulsions. Tests in the industrial unity allowed evaluating the performance of the desalting units at different operating conditions. Conclusions of the laboratory experiments and the results of the mathematical model were compared with results of the industrial tests, showing coherence between them. The work shows that it is possible to simulate the effect of the operating variables and to alter schemes of water use in desalting units, increasing the water recycling rate, allowing optimization of fresh water consumption in this process and reducing the total water consumption in the refinery.