Dispersões coloidais estão presentes em muitas aplicações industriais e biológicas, tais como indústria de alimentos, cosméticos, produtos farmacêuticos e nanoestruturas. Devido a efeitos entrópicos, macromoléculas, quando imersas em uma solução de partículas pequenas, tendem a se aglomerar. Para evitar este fenômeno, cargas são adicionadas à superfície do colóide. Conseqüentemente, para manter o sistema neutro, a solução contém uma série de pequenos contraíons que neutralizam a carga do colóide. A inclusão de cargas pode evitar a aglomeração dos colóides, mas incorpora ao problema uma série de novos efeitos de natureza eletrostática. Todos estes efeitos, bem como o comportamento termodinâmico do sistema, no entanto, podem ser compreendidos analisando-se a distribuição de contraíons ao redor do colóide. Uma teoria muito simples que fornece esta distribuição de contraíons é a teoria de Poisson Boltzmann, na qual os contraíons são partículas pontuais e as interações eletrostáticas entre os íons são obtidas via potencial médio criado por todos os íons sobre um determinado contraíon, desconsiderando, desta forma, as correlações. Nesta tese respondemos à pergunta: quando correlações eletrostáticas e de tamanho são relevantes? Propusemos que correlações eletrostáticas são relevantes quando as interações eletrostáticas entre íos superam os efeitos entrópicos, ou seja, quando o parâmetro de plasma está acima de um certo limiar, G2d > 2. Sugerimos, também, que o tamanho dos íons torna-se relevante quando a fração de volume dos contraíons na superfície do colóide está acima de um limiar, ou seja, fs > 0,2. As duas propostas são testadas comparando-se os resultados obtidos via teoria de Poisson Boltzmann com os resultados provenientes de simulações. Em seguida, empregamos a teoria de Debye-Hückel Buraco Cavidade para incorporar correlações eletrostáticas. Comparamos os resultados obtidos via esta teoria com os resultados de simulações. Mostramos que a incorporação dos efeitos de correlações eletrostáticas resultam em um maior número de contraíos próximos à superfície do macroíon do que o observado via teoria de Poisson Boltzmann. Depois, introduzimos duas teorias de funcionais de densidade ponderada que incluem efeitos de correlações de tamanho: funcional de densidade ponderada com um peso baseado na teoria Debye-Hückel Buraco Cavidade e uma funcional de densidade ponderada com um peso constante. Comparamos os resultados obtidos através destas duas teorias com simulações, e observamos que a segunda teoria apresenta uma melhor concordância com as simulações. De maneira geral, as correlações de tamanho deixam os íons mais afastados do colóide do que o predito via teoria de Poisson Boltzmann. Finalmente, propusemos uma combinação da teoria Debye-Hückel-Buraco-Cavidade e funcional de densidade ponderada com um peso constante para tratar de problemas onde tanto correlações eletrostáticas como de tamanho se façam presentes. Observamos que para G2d < 2 e fs < 0,2 a teoria mista fornece os mesmos resultados que a teoria de Poisson Boltzmann; para G2d > 2 e fs < 0,2 a teoria mista fornece os mesmos resultados que a teoria Debye-Hückel-Buraco-Cavidade, pois somente correlações eletrostáticas são relevantes; para G2d < 2 e fs > 0,2 a teoria mista oferece o mesmo resultado que a teoria funcional de densidade ponderada com um peso constante; para G2d ≈ 2 e fs ≈ 0,2 ocorre uma compensação entre efeitos e a teoria mista fornece o mesmo resultado que a teoria de Poisson Boltzmann. Para G2d > 2 and fs > 0,2 efeitos de tamanho dominam e a teoria mista oferece os mesmos resultados que a teoria da funcional de densidade ponderada com umpeso constante. / Colloidal dispersions are present in many industrial and biological applications going from food, cosmetics, pharmaceutical and nanostructures. Due to entropic effects the large macromolecules in a solvent made of small particles, agglomerate. In order to avoid this effect, charged groups are added to the colloidal surface. Consequently in order to keep the charge neutrality the solution is full of counterions. The addition of charges might stop agglomeration but adds a number of new phenomena that are deeply related to the distribution of the counterions around the macroion. One simple theory that describes this distribution is the Poisson Boltzmann approach in which the counterions are assumed to be point ions and where the electrostatic interactions between the counterions are taken into account as the average field on a singel ions, ignoring correlations. In this thesis we address the question; when does electrostatic correlations and the size of the counterions are relevant? We propose that electrostatic correlations are relevant when the electrostatic interactions between the ions are bigger than the entropic effects. This assumption can be expressed by the plasma parameter being above a certain threshold, G2d > 2. We also propose that the size of the counterions become relevant when the volume fraction of ions at the surface of the colloid is above a certain threshold fs > 0.2. This two propositions are tested comparing results obtained with the PB theory with simulations. We then propose a theory to take into account the electrostatic correlations, the Debye-Hückel-Hole-Cavity and test this approach with simulations. The electrostatic correlation leads to more ions close to the colloid than the Poisson Boltzmann predicts. Next, we present two different approaches to account for size effects, the Weight Density Approximation based in the Debye-Hückel-Hole-Cavity theory and the Weight Density Approximation based in a constant weight. Comparison with simulations show that the second approach gives a better agreement. The size correlations leads to less ions close to the colloid than the Poisson Boltzmann approach predicts. Finally we propose a combination of the Debye-Hückel-Hole-Cavity and the Weight Density Approximation based in a constant weight to be the theory able to take into account both electrostatic and size correlations. Our result shows that for G2d <2 and fs <0.2 electrostatic and size correlations are irrelevant so Poisson Boltzmann is a good approach; for G2d > 2 and fs < 0.2 electrostatic correlations dominates and Debye-Hückel-Hole-Cavity gives a good approach; G2d < 2 and fs > 0.2 the Weight Density Approximation based in a constant weight gives the correct behavior; for G2d ≈ 2 and fs ≈ 0.2 the electrostatic correlation effects cancel the size effects and Poisson Boltzmann gives a good approximation. For G2d > 2 and fs > 0.2 size effects dominate.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to encapsulate probiotic microorganisms, evaluating their resistance against harsh environments and the use in dry fermented sausages. L. plantarum ATCC 8041 and E. faecium ATCC 700221 were encapsulate in alginate beads in association with inulin, milk powder and trehalose through extrusion technique and submitted to stressful environments such as high temperatures, high concentrations of sodium chloride and sodium nitrite and refrigerated storage period. Subsequently, L. plantarum was added to dry fermented sausages as free cells or encapsulated using extrusion, emulsion and double emulsion techniques. Encapsulation was effective to protect probiotics against stress treatments, mainly 70 ºC temperature and high concentrations of sodium chloride and sodium nitrite. Furthermore, encapsulated probiotics kept their viability throughout 70 days of refrigerated storage. In addition, the use of encapsulated L. plantarum did not change physico-chemical properties of dry fermented sausage during processing and storage. However, the extrusion technique seems to be more effective to keep higher counts of L. plantarum in dry fermented sausages during processing and storage. The addition of L. plantarum encapsulated in emulsion and double emulsion increased lipid oxidation in dry fermented sausages. Furtermore, in sensory analysis, dry fermented sausages containing L. plantarum encapsulated in emulsion had lower scores than control treatment in flavor, hardness, texture and overall acceptance attributes. / Este trabalho teve por objetivo encapsular microrganismos probióticos, avaliar sua resistência frente à condições adversas de processamento e estudar a aplicação em embutido cárneo fermentado. Para isso o L. plantarum ATCC 8041 e E. faecium ATCC 700221 foram encapsulados através da técnica de extrusão usando alginato de sódio juntamente com inulina, leite em pó e trealose como materiais de cápsula e submetidos à condições adversas de processamento como altas temperaturas, altas concentrações de cloreto de sódio e nitrito de sódio e armazenamento sob refrigeração. Posteriormente, o L. plantarum foi adicionado na forma livre e encapsulado através das técnicas de extrusão, emulsão simples e emulsão dupla em embutido fermentado e avaliado durante seu processamento e armazenamento. Observou-se que a encapsulação foi eficaz na proteção dos probióticos às condições adversas, especialmente quando submetidos à temperatura de 70 ºC e altas concentrações de cloreto e nitrito de sódio. Os probióticos encapsulados se mantiveram em níveis adequados durante os 70 dias de armazenamento sob refrigeração. Ainda, a adição de L. plantarum encapsulado por diferentes técnicas não alterou as características físico-químicas do embutido fermentado durante seu processamento e armazenamento. No entanto, a encapsulação através da técnica de extrusão se mostrou mais viável em manter as contagens de L. plantarum em níveis mais elevados no produto durante o processamento e armazenamento. A adição de L. plantarum encapsulado em emulsão simples e emulsão dupla aumentou a oxidação lipídica dos embutidos fermentados. Ainda, na análise sensorial, os produtos contendo L. plantarum encapsulado em emulsão simples apresentaram notas inferiores ao controle nos quesitos sabor, dureza, textura e aceitação geral.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-25Bitstream added on 2014-06-13T20:52:31Z : No. of bitstreams: 1 pedro_mam_me_sjrp.pdf: 977007 bytes, checksum: 33a5c50b033be5da84fd3ee27ae2d684 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho estudou-se a influência de pré-tratamentos químicos, com emulsões a base de óleo e lecitina de soja e carbonato de potássio, sobre a cinética de secagem da uva Rubi. A secagem foi conduzida em um secador de leito fixo, à temperatura fixa de 60ºC, velocidade de ar de 0,9 m/s e umidade relativa do ar de secagem do ambiente na faixa de 18 a 20 %. A umidade inicial das amostras de uva Rubi variou entre 81 a 84% (base seca) e o conteúdo de sólidos solúveis ficou em torno de 11o Brix. O objetivo deste trabalho foi estudar um pré-tratamento alternativo a base de lecitina e óleo de soja na cinética de secagem da uva Rubi, otimizando as concentrações dessas substâncias de modo a minimizar o tempo de secagem. Foram calculados os coeficientes de difusividade aparente a partir do ajuste dos dados experimentais de secagem pela solução analítica da 2a Lei de Fick para uma esfera. A desconsideração do encolhimento da fruta levou ao péssimo ajuste dos dados pela 2a Lei de Fick. As curvas de secagem foram ajustadas pelo modelo de Page. A avaliação deste modelo foi feita pelo cálculo do R2 (> 0,99) e do RMS (< 30%). Este ajuste representou satisfatoriamente os dados experimentais às curvas. A cinética de secagem foi avaliada pela análise estatística dos efeitos das condições do pré-tratamento químico - tempo de imersão da uva e concentração de lecitina, carbonato de potássio e óleo de soja nas emulsões - sobre o parâmetro K do modelo de Page. Observou-se que o tempo de imersão e suas interações com as concentrações dos componentes em estudo não foram significativos no nível de 5%. Quando todos os componentes são empregados nas máximas e mínimas concentrações testadas, mesmo para o mínimo tempo de imersão (3 minutos), há um aumento no valor do parâmetro K, o qual está diretamente ligado... Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / The influence of pretreatments of emulsions of lecithin, soya oil and potassium carbonate on drying kinetic of grape Rubi was studied in this work. The drying was carried out in a fixed bed dryer, at 60ºC, air velocity of 0,9 m/s and relative humidity of drying air in range from 18 to 20%. The initial moisture varied from 81 to 84% and soluble solids content was 11º Brix. The objective was to study an alternative pretreatment with lecithin, soya oil and potassium carbonate, optimizing the concentration of these substances with the aim of decrease the drying time. The apparent diffusion coefficients were calculated by the adjustment of the experimental data of drying by the analytical solution of the second Fick’s Law for a spherical geometry. The fruit shrinkage wasn’t taken in consideration. These carried out the bad adjustment of data by the second Fick`s Law. The drying curves were adjustment by Page’s model. The evaluation was goodness fit was shown through the analysis of the coefficient of determination (R2 > 0,99) and RMS (< 30%). This adjustment was good. The drying kinetics was valued through the statistical analysis of chemical pretreatment effects – dipping time of grape and concentration of lecithin, potassium carbonate and soya oil – on the parameter k of Page´s model. It was checked that dipping time and their interactions with the concentrations of the components in study were not significant in the level of 5%. When all components are spent in maximum and minimum concentration tested, even for the minimum dipping time (3 minutes), there is an increase in value of parameter K, which is straight into to the drying rate and reduction of drying time. The equilibrium moisture used in the calculation of adimensional for drying curves was obtained by isotherms data of Rubi grape without... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Fernando Giacchero.pdf: 4189596 bytes, checksum: 744ba5d6d712d7bbaf8643e411becaf4 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to know the electrochemical behavior of galvanized steel and improve its corrosion protection were tested mineral oils and emulsions which exist in the industrial sector in order to compare the electrochemical tests with results obtained in natural tests. The galvanizing Industries care about a safety when selling their material and the mineral oils inhibitors are widely used in this field, but if these oils or oil-water emulsions are not in the ideal concentration, they can not ensure protection for galvanized steel, which is usually required by suppliers of at least six months without the formation of corrosion products. The technique of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves anodic and cathodic (CPOL) showed the electrochemical behavior of galvanized steel, ordinary steel, the electrochemical behavior of galvanized steel in the presence of mineral oils and emulsifying behavior even in presence of oil full. Immersion tests were performed at regular steel and galvanized steel in order to understand the mechanisms of formation of corrosion products and the results were obtained by scanning electron microscopes (SEM) techniques and X-ray diffraction (XRD). Tests were also conducted with natural samples of galvanized steel with different concentrations of oil in an airtight container with the atmosphere of a more aggressive galvanizing industry partner in this research for a period of six months at the most critical period of the year where the great heat exchange causes a greater number of cycles that dry and wet samples favoring the formation of corrosion products. Samples will be collected after the six-month period and analyzed by SEM and XRD to identify the corrosion products formed comparing the analyzes obtained for several concentrations of emulsions and thus identifying the most efficient way to ensure the protection against corrosion in galvanized steel. / As indústrias de galvanização que armazenam o aço zincado em locais de alta umidade relativa propiciam a formação da corrosão branca que afeta a estética e, conseqüentemente, a comercialização do material. Para zelar pela integridade do metal, óleos minerais são utilizados neste campo como inibidores temporários de corrosão. Porém, se esses óleos ou emulsões óleo-água não estiverem na concentração ideal, poderão não garantir uma proteção para o aço zincado, que costuma ser exigida por fornecedores de no mínimo seis meses sem a formação de produtos de corrosão visíveis a olho nu. A técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e as curvas de polarização anódicas e catódicas (Cpol) mostraram o comportamento eletroquímico do aço galvanizado, aço comum, aço galvanizado em presença de óleos minerais emulsionáveis e o comportamento desse em presença de óleo integral. Ensaios de imersão foram realizados no aço comum e galvanizado a fim de conhecer os produtos de corrosão por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por difração de raios X (DRX). Ensaios naturais também foram realizados com amostras de aço galvanizado com diferentes concentrações de óleo num recipiente hermeticamente fechado com a atmosfera de uma indústria parceira do setor por um prazo de seis meses no período mais crítico do ano onde a grande inversão térmica provoca um maior número de ciclos de secagem favorecendo a formação de produtos de corrosão. As amostras com concentração abaixo de 15% revelaram produtos comuns aos ensaios de imersão como os hidroxicloretos hidratados de zinco nas amostras com emulsões de concentração de 5% de óleo e os hidroxicarbonatos de zinco nas placas com concentração de 5% e 10% de óleo, sendo apenas as emulsões com teor de óleo igual ou maior a 15% eficientes neste período de tempo.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IuryEGF_DISSERT_partes_autorizadas.pdf: 116631 bytes, checksum: 3dcaa9a01c6b9b2ba123ac09b7c86c26 (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The fat acid esters and tocopherolic derivatives are of great economic interest in many industries. The sunflower oil, which had its rich constitution in these composites, is a very interesting raw material source for the job in some sectors as bio-carburants, bio-lubrificants, bio-surfactants, dispersing agents, food industries, medicines and cosmetics. A system emulsified steady from this oil can wide be used in the therapeutical one, therefore it is of easy acceptance for the patient, for being pharmaceutical forms that allow a better medicine administration. The chemical composition characteristics, rich in unsaturad fat acid and tocopherolic derivatives, the sunflower oil, make of the emulsified systems contend this oil a proposal promising for formularizations of pharmaceutical and cosmetic use with antirust and photoprotection. The general objective of this work was to apply the HLB beddings to determine the sunflower oil critical HLB and, from this, to be able to evaluate the ideal mixture of the constituent of this system through the study of the ternary diagrams for the determination of the ratio of constituent that will generate the emulsion most steady / Os ?steres de ?cidos graxos e os derivados tocofer?licos s?o de grande interesse econ?mico em muitas ind?strias. O ?leo do girassol, devido a sua constitui??o rica nesses compostos ? uma fonte muito interessante de mat?ria-prima para o emprego em v?rios setores como biocombust?veis, lubrificantes, biosurfactantes, dispersantes, ind?strias de alimentos, medicamentos e cosm?ticos. Um sistema emulsionado est?vel a partir deste ?leo pode ser largamente empregado na terap?utica, pois ? de f?cil aceita??o pelo paciente, por serem formas farmac?uticas que permitem melhor administra??o de um medicamento. As caracter?sticas da composi??o qu?mica, rica em ?cidos graxos insaturados e derivados tocofer?licos, do ?leo de girassol, fazem dos sistemas emulsionados contendo este ?leo uma proposta promissora para formula??es de uso farmac?utico e cosm?tico com a??es antioxidante e fotoprotetora. O objetivo geral deste trabalho foi aplicar os fundamentos de HLB para determinar o HLB cr?tico do ?leo de girassol e, a partir disso, poder avaliar a mistura ideal dos constituintes desse sistema atrav?s do estudo dos diagramas tern?rios para a determina??o da propor??o de constituintes que gerar? a emuls?o mais est?vel

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LourenaMV.pdf: 713655 bytes, checksum: d2c61219ecefc4633620bb6eebd45325 (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Broadly speaking, the concept of gene therapy involves the transfer of a genetic material into a cell, tissue, or organ in order to cure a disease or at least improve the clinical status of a patient. Making it simple, gene therapy consists in the insertion of functional genes into cells containing defective genes by substituting, complementing or inhibiting them. The achievement of a foreigner DNA expression into a population of cells requires its transfer to the target. Therefore, it is a key issue to create systems able to transfer and protect the DNA until it reaches the target, the vectors. The disadvantages related to the use of viral vectors have encouraged efforts to develop emulsions as non-viral vectors. In fact, they are easily produced, present controllable stability and enable transfection. The aim of this work was to develop an emulsion for gene therapy and evaluate its ability to compact nucleic acids by the development of a complex with the plasmid pIRES2-EGFP. The first step was to determine the Hydrophilic Lipophilic Balance (HLB) of the Captex? 355 (oily internal phase of the emulsion) through long and short term stability assays. Based on the results, emulsions composed of Captex? 355, Tween 20? and Span 60? with 10.7 HLB were produced by three different methods: phase inversion, spontaneous emulsification and sonication. The results showed that the lowest diameter and best stability of the emulsions were achieved by the sonication method. The cationic emulsions were made by adding DOTAP to the basic emulsion. Its association with pIRES2-EGFP was evaluated by electrophoresis. Several rates of emulsion and DNA were evaluated and the results showed that 100% of the complex was formed when the rate DOTAP/DNA(nmol/?g) was 130. In conclusion, the overall results show the ability of the proposed emulsion to compact pIRES2-EGFP, which is a requirement to a successful transfection. Therefore, such formulation may be considered a promising candidate for gene therapy / Terapia g?nica, em uma ampla defini??o, ? o tratamento de doen?as baseado na transfer?ncia de material gen?tico a uma c?lula, tecido ou ?rg?o com o intuito de curar ou melhorar o estado cl?nico do paciente. Em sua forma mais simples, a terapia g?nica consiste na inser??o de genes funcionais em c?lulas com genes defeituosos objetivando substituir, complementar ou inibir esses genes causadores de doen?as. Para que o DNA ex?geno seja expresso em uma popula??o celular faz-se necess?ria a sua transfer?ncia at? o local. Assim, ? necess?rio criar ve?culos, os vetores, que transportem e protejam o DNA at? que este chegue a uma popula??o celular alvo. Os obst?culos encontrados com a utiliza??o de vetores virais t?m proporcionado o interesse no desenvolvimento de emuls?es cati?nicas como vetores n?o-virais, por serem f?ceis de produzir, apresentarem estabilidade control?vel e facilitarem a transfec??o g?nica. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema emulsionado para terapia g?nica e avaliar sua capacidade de compacta??o de ?cidos nucl?icos atrav?s da sua associa??o com o plasm?deo pIRES2-EGFP. Primeiramente o EHLc do TCM utilizado, o Captex? 355, foi determinado atrav?s de ensaios de estabilidade acelerada e a longo termo. Com base nos resultados obtidos, emuls?es de EHL 10,7 compostas de Captex? 355, Tween 20? e Span 60? foram preparadas pelos m?todos de invers?o de fases, emulsifica??o espont?nea e sonica??o e elegeu-se o melhor m?todo para o preparo das emuls?es cati?nicas. As emuls?es de menor granulometria e maior estabilidade foram obtidas atrav?s do m?todo de sonica??o. As emuls?es cati?nicas foram preparadas acrescendo-se ? emuls?o base o DOTAP e a sua associa??o com o pIRES2-EGFP foi avaliada atrav?s da t?cnica de eletroforese em gel de agarose. V?rias propor??es de emuls?o e DNA foram testadas e os resultados demonstraram que houve forma??o de 100% dos complexos quando a propor??o DOTAP/DNA(nmol/?g) foi igual a 130. Em conclus?o, o conjunto dos resultados obtidos demonstra a capacidade da emuls?o proposta neste trabalho de compactar o DNA, requisito necess?rio para uma boa transfec??o, tornando a formula??o uma forte candidata ? utiliza??o em terapia g?nica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O principal objetivo da tese está relacionado ao tratamento de águas oleosas através da eletrofloculação utilizando corrente alternada de frequência variável, o qual procurou explorar as potencialidades desta técnica. Com a crescente demanda por petróleo e seus derivados, é cada vez maior a produção dessas águas residuárias que, antes de serem descartadas, precisam ser submetidas a tratamento que satisfaçam aos requisitos legais. O trabalho apresentado descreve o levantamento bibliográfico e os resultados dos ensaios realizados, empregando o tratamento de eletrofloculação com a finalidade de remover as substâncias consideradas poluentes presentes nestes efluentes. O processo de eletrofloculação foi testado tanto para o tratamento em corrente continua quanto em corrente alternada de frequência variável em efluentes sintéticos e reais de alta salinidade, contendo teores elevados de óleos e graxas, turbidez e cor. Eficiências de redução de 99% para óleos e graxas, cor e turbidez foram obtidos utilizando eletrodos de alumínio. O processo de eletrofloculação demonstrou-se bastante vantajoso em função da alta condutividade que permite o tratamento com menor consumo energético. A tecnologia de eletrofloculação com corrente alternada quando comparada com a tecnologia de corrente contínua se mostrou muito eficiente em relação a economia no desgaste de massa de eletrodos, o que, dependendo do tempo de aplicação da corrente elétrica nas mesmas condições de estudo, houve redução de mais da metade do consumo. / The main aim of the present work was to study the treatment of oil wastewaters using electroflocculation with AC and variable frequency and to explore the potentiality of the process. With the increasing demand for oil and its derivatives the production of oil wastewaters also increases. Before its final disposal, these undesirable wastewaters must undergo treatment to adjust its quality to legal requirements. The present work presents an extensive literature survey and the experimental results obtained can be deemed as excelent, as reduction efficiencies of about 99% of the main quality parameters, namely, oils and greases, turbidity and colour, were obtained. The process was carried out using both direct and variable frequency alternate currents in high salinity samples of both real and synthetic wastewater. containing high levels of oil and grease, turbidity and color. Reduction efficiencies of 99% for oils and greases, color and turbidity were obtained using aluminum electrodes. The process electroflocculation seem to be quite advantageous due to the the fact that high conductivity values result in considerably low energy consumption. Electroflocculation processes using AC , as compared with similar processes, proved to very efficient, mainly because of its potential economy in mass of electrodes, which, depending on the time of application of electric current in the same conditions of study, a reduction of more half the consumption was obtained.

Dispersões coloidais estão presentes em muitas aplicações industriais e biológicas, tais como indústria de alimentos, cosméticos, produtos farmacêuticos e nanoestruturas. Devido a efeitos entrópicos, macromoléculas, quando imersas em uma solução de partículas pequenas, tendem a se aglomerar. Para evitar este fenômeno, cargas são adicionadas à superfície do colóide. Conseqüentemente, para manter o sistema neutro, a solução contém uma série de pequenos contraíons que neutralizam a carga do colóide. A inclusão de cargas pode evitar a aglomeração dos colóides, mas incorpora ao problema uma série de novos efeitos de natureza eletrostática. Todos estes efeitos, bem como o comportamento termodinâmico do sistema, no entanto, podem ser compreendidos analisando-se a distribuição de contraíons ao redor do colóide. Uma teoria muito simples que fornece esta distribuição de contraíons é a teoria de Poisson Boltzmann, na qual os contraíons são partículas pontuais e as interações eletrostáticas entre os íons são obtidas via potencial médio criado por todos os íons sobre um determinado contraíon, desconsiderando, desta forma, as correlações. Nesta tese respondemos à pergunta: quando correlações eletrostáticas e de tamanho são relevantes? Propusemos que correlações eletrostáticas são relevantes quando as interações eletrostáticas entre íos superam os efeitos entrópicos, ou seja, quando o parâmetro de plasma está acima de um certo limiar, G2d > 2. Sugerimos, também, que o tamanho dos íons torna-se relevante quando a fração de volume dos contraíons na superfície do colóide está acima de um limiar, ou seja, fs > 0,2. As duas propostas são testadas comparando-se os resultados obtidos via teoria de Poisson Boltzmann com os resultados provenientes de simulações. Em seguida, empregamos a teoria de Debye-Hückel Buraco Cavidade para incorporar correlações eletrostáticas. Comparamos os resultados obtidos via esta teoria com os resultados de simulações. Mostramos que a incorporação dos efeitos de correlações eletrostáticas resultam em um maior número de contraíos próximos à superfície do macroíon do que o observado via teoria de Poisson Boltzmann. Depois, introduzimos duas teorias de funcionais de densidade ponderada que incluem efeitos de correlações de tamanho: funcional de densidade ponderada com um peso baseado na teoria Debye-Hückel Buraco Cavidade e uma funcional de densidade ponderada com um peso constante. Comparamos os resultados obtidos através destas duas teorias com simulações, e observamos que a segunda teoria apresenta uma melhor concordância com as simulações. De maneira geral, as correlações de tamanho deixam os íons mais afastados do colóide do que o predito via teoria de Poisson Boltzmann. Finalmente, propusemos uma combinação da teoria Debye-Hückel-Buraco-Cavidade e funcional de densidade ponderada com um peso constante para tratar de problemas onde tanto correlações eletrostáticas como de tamanho se façam presentes. Observamos que para G2d < 2 e fs < 0,2 a teoria mista fornece os mesmos resultados que a teoria de Poisson Boltzmann; para G2d > 2 e fs < 0,2 a teoria mista fornece os mesmos resultados que a teoria Debye-Hückel-Buraco-Cavidade, pois somente correlações eletrostáticas são relevantes; para G2d < 2 e fs > 0,2 a teoria mista oferece o mesmo resultado que a teoria funcional de densidade ponderada com um peso constante; para G2d ≈ 2 e fs ≈ 0,2 ocorre uma compensação entre efeitos e a teoria mista fornece o mesmo resultado que a teoria de Poisson Boltzmann. Para G2d > 2 and fs > 0,2 efeitos de tamanho dominam e a teoria mista oferece os mesmos resultados que a teoria da funcional de densidade ponderada com umpeso constante. / Colloidal dispersions are present in many industrial and biological applications going from food, cosmetics, pharmaceutical and nanostructures. Due to entropic effects the large macromolecules in a solvent made of small particles, agglomerate. In order to avoid this effect, charged groups are added to the colloidal surface. Consequently in order to keep the charge neutrality the solution is full of counterions. The addition of charges might stop agglomeration but adds a number of new phenomena that are deeply related to the distribution of the counterions around the macroion. One simple theory that describes this distribution is the Poisson Boltzmann approach in which the counterions are assumed to be point ions and where the electrostatic interactions between the counterions are taken into account as the average field on a singel ions, ignoring correlations. In this thesis we address the question; when does electrostatic correlations and the size of the counterions are relevant? We propose that electrostatic correlations are relevant when the electrostatic interactions between the ions are bigger than the entropic effects. This assumption can be expressed by the plasma parameter being above a certain threshold, G2d > 2. We also propose that the size of the counterions become relevant when the volume fraction of ions at the surface of the colloid is above a certain threshold fs > 0.2. This two propositions are tested comparing results obtained with the PB theory with simulations. We then propose a theory to take into account the electrostatic correlations, the Debye-Hückel-Hole-Cavity and test this approach with simulations. The electrostatic correlation leads to more ions close to the colloid than the Poisson Boltzmann predicts. Next, we present two different approaches to account for size effects, the Weight Density Approximation based in the Debye-Hückel-Hole-Cavity theory and the Weight Density Approximation based in a constant weight. Comparison with simulations show that the second approach gives a better agreement. The size correlations leads to less ions close to the colloid than the Poisson Boltzmann approach predicts. Finally we propose a combination of the Debye-Hückel-Hole-Cavity and the Weight Density Approximation based in a constant weight to be the theory able to take into account both electrostatic and size correlations. Our result shows that for G2d <2 and fs <0.2 electrostatic and size correlations are irrelevant so Poisson Boltzmann is a good approach; for G2d > 2 and fs < 0.2 electrostatic correlations dominates and Debye-Hückel-Hole-Cavity gives a good approach; G2d < 2 and fs > 0.2 the Weight Density Approximation based in a constant weight gives the correct behavior; for G2d ≈ 2 and fs ≈ 0.2 the electrostatic correlation effects cancel the size effects and Poisson Boltzmann gives a good approximation. For G2d > 2 and fs > 0.2 size effects dominate.

Orientadores: Watson Loh, Antonio Carlos Bannwart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RonaldoGoncalvesdos_D.pdf: 3351599 bytes, checksum: e5f17ac5f9d0db6db39884f2b5c5ec78 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Emulsões óleo em água (o/a) têm sido propostas como alternativa aos métodos convencionais para redução dos problemas associados ao escoamento, causados pela alta viscosidade destes óleos. Nestas emulsões, o óleo se encontra disperso na fase aquosa sob a forma de gotículas e pode ser bombeado sem necessariamente entrar em contato com as paredes do duto, reduzindo os efeitos viscosos e ampliando a capacidade de transferência. Neste trabalho, realizou-se um estudo experimental sobre a aplicação de emulsões de óleo em água (o/a) no transporte de óleos pesados brasileiros. Emulsões contendo 50-70% de óleo disperso foram preparadas sob diferentes parâmetros da formulação fisico-química, permitindo adequação de suas propriedades às exigência da aplicação. Eficaz protocolo de preparação produziu gotas com diâmetro médio de Sauter D3,2da ordem de 10-50 micrômetros e com distribuição de diâmetros obedecendo a uma distribuição lognormal. A reologia e a estabilidade das emulsões foram dependentes do diâmetro médio de gota e da distribuição de tamanhos. Emulsões mostraram alta estabilidade sob condições severas de avaliação. A emulsificação reduziu a viscosidade de 1.000 cP do óleo original para 30-150 cP da emulsão o/a, produzindo decréscimo de cerca de 30 vezes na viscosidade do óleo. As emulsões mostraram comportamento pseudoplástico descrito pela lei de potência (modelo de Ostwald-de Waele), apresentando influência do envelhecimento. O óleo cru pode.ser recuperado pela quebra da emulsão utilizando desemulsificantes comerciais, produzindo BS&W de cerca de 5%. Um sistema' de fluxo experimental em escala piloto com comprimento reto de teste de 3 m foi constiuído com tubulação de aço API com % in d.i. para ensaios de escoamento das emulsões. A viscosidade foi calculada a partir de dados de queda de pressão. A viscosidade de emulsões óleo em água com 50%, 60% e 70% de óleo disperso foi adequadamente prevista pela lei de potência, mostrando valores até 100 vezes menor que a viscosidade do óleo em escoamento a 500 S.I. As perdas de carga observadas durante o escoamento de emulsões são até 20 vezes inferior às do óleo em fluxo monofásico, o que também se verifica através da estimativa da potência requerida de bombeio. As emulsões óleo em água produzidas neste estudo mostram a viabilidade técnica da aplicação de emulsões óleo em água para o escoamento de óleos pesados, incluindo operações de elevação e transporte em oleodutos convencionais. / Abstract: Use of oil-in-water (o/w) emulsions for transportation of heavy crude oils has been proposed as altemative means of reducing problems associated with difficulties in transport of these fluids for their high viscosity, with some advantages over the currently used methodologies. In these emulsions, oil is dispersed as stabilized droplets allowing its transportation with low pressure drops and avoiding oil contact with the pipeline walls. This study involved the experimental evaluation of o/w emulsions for the transportation of Brazilian crude oils. Emulsions containing 50-70% oi! were prepared with different formulations. An efficient methodology of preparation produced emulsions with droplet diameters (Sauter diameter, D3,2) in the range of 10-50 micrometers and a log-normal size distribution. Rheology and stability of these emulsions depend on their average diameters and size distributions. These emulsions displayed high stability under severe conditions (centrifugation). Using this approach, oil viscosity of around 1 000 cP was reduced to 30-150 cP. These emulsions display a pseudoplastic rheological behavior following the power law described by the Ostwald-de Waele model, which changed with their aging. Crude oil could be recovered after emulsification using commercial additives, producing BS&W values of 5 %, which could be further reduced with more severe treatments (down to 0.5 %). An experimental set-up was built for flow assays in pilot scale with 3 m length for measurements made of API steel with :;4 in (i.d.). Viscosity was obtained from drop pressure data. The power law adequately adjusted emulsions containing several oil contents. Emulsions viscosity was found to. be up to 100 times lower tIutn the oil viscosityat 500 S-I and drop pressure in the emulsion flow was 20 times lower than q,il monophasic flow. In summary, all of these measurements confirm the viability of these emulsions for use in transportation of heavy crude oils, induding their lift and transportation in conventional pipelines. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

INTRODUÇÃO: Emulsões lipídicas parenterais (EL) contendo óleo de peixe podem modular favoravelmente a resposta inflamatória e manter ou promover a resposta imunológica, mas há dados insuficientes sobre seu impacto em funções de células da imunidade inata. OBJETIVO: Verificar o efeito da administração endovenosa de EL composta por mistura de triglicérides de cadeia média e óleos de soja, oliva e peixe sobre a migração e fagocitose de leucócitos de ratos, em comparação à EL composta por mistura física de triglicérides de cadeia média e cadeia longa - TCM/TCL, suplementada ou não com óleo de peixe (OP). MÉTODOS: Ratos (Lewis) isogênicos (n=40) foram submetidos à cateterização da veia jugular externa para acesso parenteral. Os animais foram randomizados em quatro grupos, de acordo com sua infusão endovenosa: grupo SMOF: EL contendo 30% de óleo de soja (TCL), 30% de TCM, 25% de óleo de oliva e 15% de OP; grupo TCM/TCL: EL contendo TCM e TCL (1:1 v/v); grupo TCM/TCL/OP: EL composta por TCM/TCL com adição de OP (8:2 v/v); grupo SF: solução fisiológica. Um grupo de animais sem cateterismo venoso também foi desenvolvido (CO-NC). No quinto dia de experimento e após injeção de carvão coloidal pela veia caudal, amostras de sangue e tecido (fígado, pulmão e baço) foram coletadas para análise quimiotática de neutrófilos (câmara de Boyden adaptada) e quantificação do número de macrófagos fagocitantes do carvão coloidal (imunohistoquímica). Os dados foram analisados por ANOVA e pós-teste de Tukey. RESULTADOS: SMOF não alterou a quimiotaxia e fagocitose nos leucócitos estudados. TCM/TCL e TCM/TCL/OP aumentaram o número de macrófagos fagocitantes do fígado e pulmão e somente TCM/TCL/OP apresentou aumento no número de macrófagos fagocitantes no baço (p<0,05). CONCLUSÕES: 1) Emulsões lipídicas, independente de sua composição, não influenciaram a quimiotaxia de neutrófilos; 2) Emulsão lipídica composta por mistura de triglicérides de cadeia média e óleos de soja, oliva e peixe apresentou efeito neutro sobre a quimiotaxia, migração espontânea de neutrófilos e recrutamento de monócitos no fígado, pulmão e baço; 3) Emulsão lipídica de mistura física de triglicérides de cadeia média e cadeia longa estimulou o recrutamento de monócitos, com aumento do número de macrófagos fagocitantes no fígado e pulmão; 4) Emulsão lipídica de mistura física de triglicérides de cadeia média e cadeia longa enriquecida com emulsão lipídica de óleo de peixe, estimulou o recrutamento de monócitos, com aumento do número de macrófagos fagocitantes no fígado, pulmão e baço. / RATIONALE: Parenteral lipid emulsions (LE) with fish oil could modulate inflammatory response and promote or maintain immunologic response, but there are insufficient data about the impact on innate immunity cells functions. AIM: To evaluate the effects of endovenous infusion of LE containing mixture of medium-chain triglycerides and soybean, olive and fish oils on leukocytes migration and phagocytosis in rats, compared to a physical mixture of medium and long-chain triglycerides - MCT/LCT LE supplemented or not with fish oil (FO). METHOD: Isogenic Lewis rats (n=40) were submitted to jugular vein catheterization for parenteral access. The animals were randomized in four groups, according to their infusion: group SMOF: LE containing 30% of soybean oil (LCT), 30% MCT, 25% olive oil and 15% fish oil; group MCT/LCT: LE containing MCT and LCT (1:1 v/v); group MCT/LCT/FO: MCT/LCT LE enriched with fish oil based LE (8:2 v/v); group SS: saline. A non-surgical control (CO-NS) was also performed. In the 5th experimental day and after colloidal carbon injection in tail vein, blood and tissue (liver, lung and spleen) samples were collected for chemotaxis assay (adapted Boyden chamber) and colloidal carbon phagocyting-macrophages quantification (immunohistochemistry). ANOVA and Tukey post test were performed. RESULTS: SMOF LE didn?t influence leukocytes chemotaxis and phagocytosis. MCT/LCT and MCT/LCT/FO LE increased liver and lung resident phagocyting-macrophages number (p<0.05) and only in MCT/LCT/FO group, spleen resident phagocyting-macrophages number was increased (p<0.05). CONCLUSION: 1) Lipid emulsion, independently of composition, has no influence on neutrophils chemotaxis; 2) Lipid emulsion with a mixture of medium-chain triglycerides, soybean, olive and fish oils has neutral effect on neutrophil chemotaxis, random migration and monocyte recruitment to the liver, lung and spleen; 3) Lipid emulsion with a physical mixture of medium and long-chain triglycerides has stimulatory effect on monocyte recruitment, with increase of phagocyting-macrophages number in liver and lung; 4) Lipid emulsion with a physical mixture of medium and longchain triglycerides supplemented with fish oil, has stimulatory effect on monocyte recruitment, with increase of phagocyting-macrophages number in liver, lung and spleen.