NOGUEIRA, V. M. Estudo da densidade, viscosidade e velocidade do som de sistemas contendo biodiesel, diesel e óleo vegetal. 2016. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-02-14T10:43:36Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_vmnogueira.pdf: 5622931 bytes, checksum: 3261dfdfb9c926957f5fc14147a984f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-03-14T12:19:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_vmnogueira.pdf: 5622931 bytes, checksum: 3261dfdfb9c926957f5fc14147a984f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T12:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_vmnogueira.pdf: 5622931 bytes, checksum: 3261dfdfb9c926957f5fc14147a984f6 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / The scarcity of fossil fuels and the increase of environmental problems, such as greenhouse effect and the global climate change, reinforce the attention to alternative energy sources. In this context, biodiesel shows an excellent alternative for the replacement of petroleum diesel due to some interesting properties, such as non-toxicity, biodegradability, better lubrificant, complete miscibility in petroleum diesel and good usage in a diesel engine with no significant modifications in the engine. Brazil is among the top three world producers of biodiesel, mainly due to the wide variety of climatic conditions, soil conditions and biodiversity, making the environment conducive to the production of oil that are used for the production of biodiesel. Today, the diesel fuel sold in the country has 7% (v / v) of biodiesel in its composition. In this context, the accurate determination of physical and chemical properties such as density (ρ) and dynamic viscosity (μ) is important to the design of diesel engines and to the design and operation of biodiesel plants. In the same way, the speed of sound (u) is one important acoustic property that affects directly the fuel injection characteristics and the amount of NOx emissions. Furthermore, this property also permits the estimation of other thermodynamics properties such as isentropic/isothermal compressibilities (kS, kT), isobaric/isocoric heat capacity (cp, cv), Joule-Thompson coefficient (ȠJT), isobaric thermal expansion coefficient (αp) and bulk modulus (β).This work presents experimental data of density, viscosity and speed of sound of binary systems containing oil, biodiesel and petroleum diesel. Speed of sound and density data were adjusted according to an equation showing a curvilinear behavior with mole fraction and a linear behavior with temperature and viscosity data were adjusted to an equation with temperature (T) and mass fraction (w) as independent variables with an exponential dependence of the inverse of temperature and proportional dependence with mass fraction. In addition, some predictive methods for estimating the three properties listed above were analyzed. Furthermore, the isentropic compressibility (kS), the bulk modulus (β) and the isobaric expansivity were derived from the experimental data for density and speed of sound. / A escassez de combustíveis fósseis, bem como os impactos ambientais causados pelos mesmos, e.g., como o efeito estufa e as alterações climáticas globais, reforçam a atenção sobre o uso de fontes de energias alternativas essencial. Nesse contexto, o biodiesel apresenta-se como uma excelente alternativa para a substituição do diesel derivado do petróleo por apresentar algumas propriedades interessantes como ser não-tóxico, biodegradável, melhor lubrificante, completamente miscível com o diesel e por poder ser usado nos motores diesel convencionais sem grandes alterações nos mesmos. A utilização do biodiesel vem crescendo em vários países. O Brasil encontra-se entre os três principais produtores de biodiesel do mundo, principalmente devido à grande variedade de condições climáticas, condições de solo e biodiversidade, tornando o ambiente propício à produção de oleaginosas que são utilizadas para a produção do biodiesel. Hoje, o óleo diesel comercializado no país possui 7% (v/v) de biodiesel em sua composição. Nesse contexto, a determinação de propriedades volumétricas e de transporte, como a densidade e a viscosidade, são importantes para diversas aplicações industriais, como o projeto de equipamentos e controle de processos. Do mesmo modo, a velocidade do som revela-se uma importante propriedade que afeta diretamente as características de injeção de combustível no motor e quantidade de emissões de NOx. Além disso, essa propriedade relaciona-se matematicamente com outras propriedades termodinâmicas, como a compressibilidade isentrópica e isotérmica (ks, kT), a capacidade calorífica isobárica e isovolumétrica (cp, cv), o coeficiente de Joule-Thoumpson (ηJT), o coeficiente de expansão térmica (αp) e o módulo de Bulk (β). Esse trabalho apresenta valores experimentais de densidade, viscosidade e velocidade do som de sistemas binários contendo óleo vegetal, biodiesel e diesel. A velocidade do som e a densidade mostraram comportamento polinomial de segunda ordem com a fração molar e linear com a temperatura e a viscosidade revelou comportamento exponencial com o inverso da temperatura e linear com a fração mássica. Além disso, foram analisados alguns métodos preditivos para se estimar as três propriedades supramencionadas. Complementar a essa análise, a compressibilidade isentrópica (ks) e o modulo de Bulk (β) foram derivados dos valores experimentais de densidade e velocidade do som.

PINHEIRO, A. D. T. Viabilidade técnica e econômica da produção de etanol a partir do suco de caju por Saccharomyces cerevisiae floculante. 2015. 182 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-14T12:47:10Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_adtpinheiro.pdf: 3859351 bytes, checksum: b8cd9c0ad4713c5bb5dd7f2b79a62082 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T13:34:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_adtpinheiro.pdf: 3859351 bytes, checksum: b8cd9c0ad4713c5bb5dd7f2b79a62082 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T13:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_adtpinheiro.pdf: 3859351 bytes, checksum: b8cd9c0ad4713c5bb5dd7f2b79a62082 (MD5) Previous issue date: 2015-05-05 / Given the current situation in which it is the global energy sector, biofuels have been gaining more space, earning special attention the ethanol, which has shown growing demands. From this scenario, the objective of this work was to develop a bioprocess technically and economically practicable for ethanol production from cashew apple juice, using yeast Saccharomyces cerevisiae (CCA008) genetically modified containing a flocculent gene (FLO5α). The work was divided in 4 four stages that are linked throughout the study. In the first stage was evaluated the temperature influence (26, 30, 34, 38 and 42°C), the inoculum concentration (3, 5, 8 and 10 g.L-1) and the stirring speed (80, 150, 300, 490, 650 and 800 rpm), so it could be determined the best conditions to maximize ethanol production. It was observed that the temperature operating parameter, the initial cellular concentration, substrate concentration and stirring exerted influence on the alcoholic fermentation of the cashew apple juice. The best performance to the fermentative process (98,8 %) happened when the process was conducted at 34 °C, under 150 rpm stirring and 5 g.L-1 of initially cell concentration. The second stage was intended to describe the process efficiency in face of the operation parameters evaluated in fermentation. To this end, it was successfully used statistic models to describe the interaction between the initial substrate concentration, temperature, initial cell concentration, stirring and their possible effects on the yield. The model that best fit the experimental data was used to obtain the optimum conditions from the operating variables, indicating the following conditions as great: substrate concentration (S0) of 102 g.L-1, temperature (T) at 34°C, inoculum concentration (X0) of 5 g.L-1 and stirring (Agit) of 140 rpm, predicting a 98,80 % of efficiency. In the third stage was studied ethanol production in optimum conditions, being used to implement the scale up process, in which the data obtained in a 1L bioreactor batch were used to predict the fermentation behavior in a 14L bioreactor batch, using the volumetric power consumption as a parameter to scale-up. Using this factor as being of 10,67 kW/m3, it was possible to calculate the fermenter stirring power in a 14 times bigger volume, as well as foresee which stirring would be necessary so the fermentation can occur, similarly as in the lower volume fermenter. Results showed that yield from the 14L bioreactor were satisfactory, having a small difference (96,56 % ± 0,3 %) between yield from the 1L bioreactor (98,80 % ± 1,6 %). The fourth and last stage was rated the technical and economic viability of the process. Analyzing results, it is possible to say the industrial process here proponed has shown technical viability, since the value obtained for the process yield (68 L/ton), was close to sugar cane fermentation (61 – 72 L/ton). However, it did not show economic viability since the industrial unity provides negative cash flow (- R$ 93.840.874) in the end of 10 years that was analyzed. So, new studies must be conducted in order to make this process economically viable, this possibility being observed in various scenarios generated in analyzing the sensibility of process, which presents possible economically viable settings. / Diante da conjuntura atual em que se encontra o setor energético mundial, os biocombustíveis vêm ganhando cada vez mais espaço, merecendo atenção especial o etanol, o qual apresenta demanda crescente. A partir desse cenário, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um bioprocesso tecnicamente e economicamente viável para produção de etanol a partir do suco de caju, utilizando levedura Saccharomyces cerevisiae (CCA008) geneticamente modificada contendo gene floculante (FLO5α). O trabalho foi dividido em 4 quatro etapas que se interligam durante todo o estudo. Na primeira etapa foi avaliada a influência da temperatura (26, 30, 34, 38 e 42°C), da concentração de inóculo (3, 5, 8 e 10 g.L-1) e da velocidade de agitação (80, 150, 300, 490, 650 e 800 rpm) para que as condições ótimas que maximizam a produção de etanol, fossem determinadas. Observou-se que os parâmetros operacionais de temperatura, concentração celular inicial, concentração de substrato e agitação exerceram influência na fermentação alcoólica do suco de caju. O melhor rendimento para o processo fermentativo (98,8 %) ocorreu quando o processo foi conduzido a 34 °C, sob agitação de 150 rpm e contendo incialmente 5 g.L-1 de células. Na segunda etapa, pretendeu-se descrever o rendimento do processo em função dos parâmetros operacionais avaliados na fermentação. Para tanto, utilizaram-se, com sucesso, modelos estatísticos para descrever a interação entre a concentração inicial de substrato, temperatura, concentração celular inicial, agitação e seus possíveis efeitos no rendimento. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi utilizado na obtenção das condições ótimas das variáveis operacionais, indicando as seguintes condições como ótimas: concentração de substrato (S0) de 100 g.L-1, temperatura (T) igual a 34 °C, concentração de inóculo (X0) igual a 5 g.L-1 e agitação (Agit) de 140 rpm, predizendo um rendimento de 98,80 %. Na terceira etapa, realizou-se o estudo da produção de etanol nas condições ótimas, sendo as mesmas utilizadas para implementar a ampliação de escala do processo, na qual os dados obtidos em biorreator batelada de 1L foram utilizados para predizer o comportamento da fermentação em biorreator batelada de 14L, utilizando a potência por unidade de volume como parâmetro de scale-up. Utilizando tal fator como sendo de 10,67 kW/m3, foi possível calcular a potência de agitação do fermentador de volume 14 vezes maior, assim como prever qual agitação seria necessária para que a fermentação ocorresse de forma semelhante à ocorrida no fermentador de menor volume. Os resultados mostraram que o rendimento obtido no biorreator de 14L foi satisfatório, apresentando uma pequena diferença (96,56 % ± 0,3 %) para o biorreator de 14L em relação ao rendimento obtido para o de 1L (98,80 % ± 1,6 %). Como quarta e ultima etapa, avaliou-se a viabilidade técnica e econômica do processo. Analisando os resultados obtidos, é possível afirmar que o processo industrial proposto apresentou viabilidade técnica, uma vez que o valor obtido para o rendimento do processo (68 L/ton), foi próximo ao da fermentação da cana-de-açúcar (61 – 72 L/ton). Contudo, o mesmo não apresentou viabilidade econômica, uma vez que a unidade industrial proporciona um fluxo de caixa negativo (- R$ 93.840.874) ao final dos 10 anos em que foi analisado. Assim, novos estudos devem ser realizados com o intuito de tornar tal processo economicamente viável, sendo esta possibilidade observada nos vários cenários gerados na análise de sensibilidade do processo, o qual apresenta possíveis configurações economicamente viáveis.

MELO, F. L. G. Diffusion of n-paraffins in carbonaceous materials. 2015. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-11T13:56:47Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T13:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T13:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) Previous issue date: 2015-11-26 / A deep understanding of the diffusion mechanisms in porous solids is essential to the development of many processes involving heterogeneous catalysis. The impregnation of metals on porous supports is generally an effective way of increasing the catalyst efficiency, but the effects of such procedure on the transport properties are poorly known. Zeolite, silica and alumina are most frequently used as supports for heterogeneous catalysts. Despite the several potential advantages of using activated carbon (AC) as supports (e.g. high specific surface areas), little has been studied regarding diffusion behavior in these materials. The Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) is a process which could benefit from the use of carbon-based impregnated materials. The Zero Length Column (ZLC) method was applied in this study to evaluate the diffusion of n-heptane and n-octane, relevant products of the FTS, in carbon-based materials before and after impregnation with Fe. The aim was to investigate the kinetics under the usual temperature conditions of the FTS and determine if the products diffusion poses a significant resistance for the process. / A profunda compreensão dos mecanismos difusivos em sólidos porosos é essencial para o desenvolvimento de vários processos envolvendo catálise heterogênea. A impregnação de metais em suporte poroso é, geralmente, uma forma eficaz de aumentar a eficiência do catalisador. No entanto, os efeitos de tal procedimento sobre as propriedades de transporte ainda são pouco conhecidos. Zeólitas, sílicas e aluminas são os suportes mais frequentemente utilizados para catalisadores heterogêneos. Atualmente, utilizam-se também carbonos ativados (AC) como suportes, porém, apesar das várias vantagens potenciais (por exemplo, áreas de superfície bastante específicas), pouco tem sido estudado em relação ao comportamento difusivo nestes materiais. A Síntese de Fischer-Tropsch (FTS) é um processo que pode ser beneficiado com a utilização de materiais à base de carbono impregnados. Dessa forma, o método Zero Length Column (ZLC) foi aplicado neste estudo para avaliar a difusão de n-heptano e n-octano, produtos relevantes do FTS, em materiais à base de carbono antes e após a impregnação com Fe com o objetivo de investigar a cinética sob as condições normais de temperatura de FTS e determinar se os produtos do processo apresentam uma resistência significativa para o processo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349696.pdf: 1950532 bytes, checksum: 2d416cd38b9adf7e67b05ddff7df6e4a (MD5) Previous issue date: 2017 / O processo de tingimento têxtil gera despejos com alto teor de substâncias orgânicas que necessitam receber tratamento antes de serem lançados ao meio ambiente. Estima-se que mundialmente são descartadas cerca de 700 mil toneladas de corante na forma de efluente têxtil. Neste sentido, diversas alternativas de tratamento são estudadas. Dentre elas, a adsorção vem recebendo destaque. Paralelamente, a preocupação com os resíduos sólidos é crescente, no âmbito de transformá-los em subprodutos e fontes de renda secundárias. Neste trabalho aplicaram-se técnicas para preparação de adsorvente carbonoso a partir de pirólise e ativação de retalhos da indústria da confecção têxtil. A pirólise ocorreu em temperaturas de 500 e 700 ºC e tempo de 70 e 120 min, a ativação foi realizada utilizado K2CO3. As amostras foram caracterizadas por Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), área de superfície, volume de poros, Ponto de Carga Zero (PCZ), Ponto Isoelétrico (pIE), determinação de grupos funcionais por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e análises gravimétricas físico- químicas. As amostras foram também submetidas a ensaios de adsorção com corante Reactive Black 5 (RB5). Os resultados indicaram que o processo de ativação é fundamental para aumentar a eficiência de adsorção. A capacidade de adsorção para o adsorvente ativado com K2CO3 foi 7,7 mg.g-1, sete vezes maior do que a amostra sem ativação. O adsorvente apresentou estrutura porosa, alcançando 358,55 m².g-1 de área de superfície e características ácidas, com PCZ=5,4. Os ensaios cinéticos indicaram que a maior parte do corante é adsorvida nos primeiros 250 min de adsorção. O ajuste aos modelos cinéticos indica que a etapa limitante do processo é a difusão no poro e a adsorção na superfície. O ajuste aos modelos de equilíbrio de Langmuir indica a formação de monocamada. A adsorção é do tipo física e exotérmica. O adsorvente preparado representa uma excelente alternativa de reutilização do resíduo. Para o adsorvente ativado com K2CO3, 6 g.L-1 são suficientes para a remoção completa do corante RB5 em pH 3, capacidade de adsorção superior que o adsorvente comercial comparado. / Abstract : The textile dyeing process generates effluents with high level of organic substances that need to be treated before they are released into the environment. It is estimated that around 700 thousand tons of dye in the form of textile effluent are discharged worldwide. In this sense, several treatment alternatives are studied. Among them, the adsorption has been highlighted. At the same time, the concern with solid waste is increasing, in the scope of transforming them into by-products and secondary sources of income. In this work, techniques were applied for preparation of carbonaceous adsorbent from pyrolysis and activation of textile scraps from the clothing industry. The pyrolysis occurred at temperatures of 500 and 700 ºC and time of 70 and 120 min, the activation was performed using K2CO3. The samples were characterized by thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, surface area, pore volume, zero charge point, isoelectric point, determination of functional groups by Fourier transform infrared spectroscopy and physical-chemical gravimetric analyses. The samples were also submitted to adsorption experiments with dye Reactive Black 5. The results indicated that activation is essential to raise adsorption efficiency. The adsorption capacity for the adsorbent activated with K2CO3 was 7.7 mg.g-1, seven times higher than the non-activated sample. The adsorbent presented porous structure, reaching 358.55 m².g- 1 of surface area and acidic characteristics, with PCZ = 5.4. The best results were obtained for the solution at pH 3. Kinetic tests indicated that most of the dye is adsorbed in the first 250 min of adsorption. Adjustment to kinetic models indicates that the process limiting step is pore diffusion and adsorption at the surface. Adjustment to the Langmuir equilibrium model indicates monolayer formation. Adsorption is physical and exothermic. The adsorbent prepared represents an excellent alternative of reuse of the residue. For the adsorbent activated with K2CO3, 6 g.L-1 are sufficient for the complete removal of the RB5 dye at pH 3 and has higher adsorption capacity than the commercial adsorbent compared.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349693.pdf: 3209833 bytes, checksum: 2cecc7c4afac5ed5225092295299b2d0 (MD5) Previous issue date: 2017 / Quatro macroalgas marinhas marrons, Ascophyllum nodosum, Fucus spiralis, Laminaria hyperborea e Pelvetia canaliculata, e duas macroalgas vermelhas, Gracilaria caudata e Gracilaria cervicornis foram investigadas como trocadores catiônicos naturais para a remoção de metais de transição presentes em efluentes petroquímicos sintéticos. O efluente apresentou alta condutividade devido às concentrações de cloretos, sulfatos, sódio e cálcio. Um modelo multicomponente de Langmuir foi capaz de predizer os dados de equilíbrio de troca iônica para os metais presentes no efluente sintético. Para as macroalgas marrons, a L. hyperborea apresentou maior capacidade de sorção para os metais de transição. As constantes de afinidade de equilíbrio para os grupos funcionais diminuíram na seguinte ordem: Cu > Zn > Ni ? Ca, exceto para L. hyperborea, que apresenta menor afinidade para o Ca. As curvas de ruptura de troca iônica, obtidas a partir de uma coluna de leito fixo empacotada com L. hyperborea bruta, conduziram a uma capacidade de operação de 1432, 148, 179 BV (volumes de leito) (7,2 BV/h) para Cu, Zn e Ni, respectivamente. A estratégia de tratamento consistiu na operação de duas colunas consecutivas, a primeira para remoção de íons Cu e a segunda para remoção de Zn e Ni. A eluição dos metais pesados da resina natural foi obtida com 10 e 6 BV de HCl para primeira e segunda colunas (0,4 M, 1,2 %), utilizando uma vazão de 3,6 BV/h. Para as macroalgas vermelhas, G. cervicornis mostrou maior seletividade para os metais de transição presentes no efluente sintético. As curvas de ruptura de troca iônica, obtidas a partir de uma coluna empacotada com G. cervicornis em bruto, conduziram a uma capacidade útil de 0,25 e 0,24 mEq/g para ciclos de operação 1 e 2. Para o primeiro ciclo de saturação, obteve-se uma capacidade de serviço de 1209 BV, tratando 18 L de influente com 8,5 g de resina natural. 90 % de eficiência de eluição dos íons metálicos a partir da biomassa saturada foi obtida com 13 BV de HCl (0,5 M, 1,5 %). A etapa de regeneração foi realizada com CaCl2 0,5 M a pH = 8,0, tornando possível a reutilização da biomassa no ciclo de saturação seguinte. Foi proposta uma estratégia de tratamento utilizando um sistema de colunas em série para aumentar o volume de água tratada utilizando a alga G. cervicornis como resina de troca catiônica natural, sendo possível a recuperação de cada metal de transição separadamente. Um modelo de transferência de massa, considerando um modelo de força motriz linear para difusão intrapartícula, foi capaz de predizer bem o processo de troca iônica para todas as espécies estudadas em sistemas batelada e de leito fixo. Comparando-se as duas espécies, as macroalgas marrons apresentam capacidade total de remoção superior às macroalgas vermelhas. Porém, o uso da alga G. cervicornis como resina catiônica natural oferece a possibilidade de separação de todos os íons metálicos, o que não é possível com a alga L. hyperborea. / Abstract : Four brown macro-algae, Ascophyllum nodosum, Fucus spiralis, Laminaria hyperborea and Pelvetia canaliculata, and two red macro- algae, Gracilaria caudata and Gracilaria cervicornis were investigated as natural cation exchangers for the removal of transition metals from a synthetic petrochemical wastewater. The wastewater presents a high conductivity due to chloride, sulfate, sodium and calcium. A Langmuir multicomponent model was able to predict the ion-exchange equilibrium data for transition metals present in the synthetic wastewater for the six macro-algae. Regarding the brown macroalgae, L. hyperborea showed a higher uptake capacity for transition metals. The equilibrium affinity constants for the functional groups decreased in the following order: Cu > Zn > Ni ? Ca, except for L. hyperborea, which presents a lower affinity for Ca. Ion-exchange breakthrough curves obtained from a fixed-bed column packed with raw L. hyperborea, led to an operating capacity of 1432, 148, 179 BV (Bed Volume) (7.2 BV/h) for Cu, Zn and Ni, respectively. The treatment strategy consisted in the operation of two consecutive columns, the first one for Cu ions removal and the second one for Zn and Ni removal. Transition metals elution from the natural resin was obtained with 10 and 6 BV of HCl for first and second columns (0.4 M, 1.2 %), using a flow rate of 3.6 BV/h. For the red macro-algae, G. cervicornis showed a higher selectivity for the transition metals present in the synthetic wastewater. Cation exchange breakthrough curves, obtained from a column packed with raw G. cervicornis, led to a useful capacity of 0.25 and 0.24 mEq/g for 1st and 2nd operation cycles. For the 1st saturation cycle, a service capacity of 1209 BV (Bed Volume) was obtained, treating 18 L of influent with 8.5 g of natural resin. Elution efficiency of 90 % for the transition metals was achieved with 13 BV of HCl (0.5 M, 1.5 %). The regeneration step was performed with CaCl2 0.5 M at pH = 8.0 making possible the biomass reuse in the next saturation cycle. A treatment strategy using a column system in series was proposed to increase the treated water volume using G. cervicornis as a natural cation exchange resin, being possible the recovery of transition metals from separate solutions. A mass transfer model, considering a linear driving force model for intraparticle diffusion, was able to predict well the ion exchange process for all species studied at batch and packed bed systems. Comparing the two species, brown macroalgae have a greater total removal capacity than red macroalgae. However, the use of algae G. cervicornis as a natural cationic resin offers the possibility of separation of all metallic ions, which is not possible with the L. hyperborea.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:17:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349697.pdf: 1877689 bytes, checksum: dc65540b38e15778a5b6cc68215fef47 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, a carepa, um resíduo do processo siderúrgico de laminação a quente, foi avaliada em batelada e em coluna de leito fixo, como fonte de ferro para duas diferentes aplicações ambientais: na descoloração de um corante azo (RR 120) e de um efluente têxtil real através da reação de Fenton heterogênea; e na redução de cromo hexavalente. Os resultados de caracterização da carepa demonstraram que o ferro é o composto majoritário em sua composição e se apresenta principalmente na forma de óxidos (wüstita, hematita e magnetita). Além disso, possui propriedades ferromagnéticas, que facilitam a sua separação. O corante RR 120 não é adsorvido na superfície da carepa devido à sua baixa área superficial (3,24 m2 g-1). Durante a degradação do corante através do processo de Fenton heterogêneo, observou-se que o aumento da dosagem de carepa e condições ácidas de pH promoveram uma influência positiva na eficiência da reação, e que o H2O2 pode limitar a concentração de ferro em solução. A melhor condição definida para remoção da cor de uma solução de 35 mg L-1 do corante RR 120 foi 15 g L-1 de carepa, 0,5 mM de H2O2, pH 3, 25 °C, 200 ±2 rpm e 120 minutos. O resíduo mostrou-se estável por até 10 ciclos de reação, apesar da redução de cerca de até 90% na eficiência de degradação. Ensaios adicionais demonstraram que a reação homogênea de Fenton apresentou significativa contribuição na descoloração, mas a fase heterogênea não pode ser desprezada já que é predominante no início das reações. Com os resultados dos estudos em batelada e os conhecimentos obtidos deste processo, utilizou-se uma coluna de leito fixo para a descoloração do corante RR 120 e de um efluente têxtil real já previamente tratado biologicamente. Avaliou-se a influência da concentração de H2O2 e da vazão de alimentação e obteve-se como melhores condições 0,5 mM de H2O2 para o corante RR 120 e 0,7 mM de H2O2 para o efluente têxtil real, com vazão de 0,25 mL min-1 e pH 3 para ambos. Na sequência, o resíduo foi avaliado como fonte de ferro no processo de redução de Cr (VI) a Cr (III). Estudou-se a eficiência da reação na presença e na ausência de um agente redutor, além de avaliar a sua estabilidade e a influência do processo homogêneo. Os resultados observados indicaram eficiência significativa na redução (68% de redução de uma solução de 1,2 mg L-1 de Cr (VI) em 95 minutos de reação utilizando 20 g L-1 em pH 3). Adicionalmente, observou-se um significativo incremento na eficiência da reação em decorrência da presença de ácido cítrico, associado à remoção da camada de óxido superficial através da formação de complexos solúveis de Fe-Cr e o consequente aumento do ciclo redox do ferro, reduzindo-o para sequenciar a redução do cromo. Obteve-se 100% de redução em 30 minutos de reação utilizando 20 g L-1 de carepa, em pH 3 e razão molar de Cr (VI):ácido cítrico de 1:4. Devido à grande lixiviação de ferro para a solução, o processo homogêneo é responsável por toda a redução obtida e que, devido a isso, a carepa perde sua estabilidade no decorrer dos ciclos de uso. Contudo, ao aplicar o mesmo processo em uma coluna de leito fixo obteve-se 100% de redução durante 50 horas de ensaio (vazão de 1,0 mL min-1), caindo para 7% com o aumento da vazão para 4,0 mL min-1 após 200 horas de ensaio. No entanto, reduzindo novamente a vazão para a condição inicial (1,0 mL min-1), observou-se uma redução de 80% por 225 horas. Diante desses resultados, a utilização prática do resíduo siderúrgico como fonte de ferro para promover as reações de Fenton heterogêneo e de oxirredução mostrou- se bastante promissora, devido à sua elevada eficiência em ambas as aplicações e às suas propriedades físico-químicas que permitem uma fácil separação sólido-líquido e a sua reutilização, principalmente em coluna de leito fixo. / Abstract : In this research, the mill scale, a residue from the hot rolled steel process, was evaluated in batch and fixed bed columns as iron source for two different environmental applications: decolourization of an azo dye (RR 120) and a real textile effluent through the heterogeneous Fenton reaction; and reduction of hexavalent chromium. The characterization results showed that iron is the major compound in its composition and occurs mainly in the form of oxides (wüstite, hematite and magnetite). In addition, it has ferromagnetic properties, which facilitate its separation. The dye RR 120 is not adsorbed on the surface of the mill scale because of its low surface area (3.24 m2 g-1). During the degradation of the dye through the heterogeneous Fenton process, it was observed that the increase of the mill scale dosage and acidic pH conditions promoted a positive influence on the efficiency of the reaction and that H2O2 can limit the concentration of iron in solution. The best conditions for colour removal of a 35 mg L-1 solution of the RR 120 dye were 15 g L-1 of mill scale, 0.5 mM H2O2, pH 3, 25 °C, 200 ±2 rpm and 120 minutes. The residue was stable for up to 10 reaction cycles, reducing the degradation efficiency by approximately 90% at each cycle. Furthermore, the homogeneous Fenton reaction showed a significant contribution to decolourization, but the heterogeneous phase cannot be neglected since it is predominant at the beginning of the reactions. With the results of the batch studies and the knowledge obtained from this process, a fixed bed column was used for the decolourization of RR 120 dye and a biologically treated real textile effluent. The influence of the H2O2 concentration and the feed rate was evaluated, obtaining 0.5 mM H2O2 for the RR dye 120 and 0.7 mM H2O2 for the real textile effluent, with a flow rate of 0.25 mL min-1 and pH 3 for both. Subsequently, the residue was evaluated as the source of iron in the process of reducing Cr (VI) to Cr (III). It was studied the efficiency of the reaction in the presence and absence of a reducing agent, besides evaluating its stability and the influence of the homogeneous process. The observed results indicated significant reduction efficiency (68% reduction in 95 minutes of reaction using 20 g L-1 of mill scale and a solution of 1.2 mg L-1 of Cr (VI) at pH 3). Additionally, an increase in the efficiency of the reaction in the presence of citric acid was observed, associated to the removal of the surface oxide layer through the formation of Fe-Cr soluble complexes and the consequent increase of the iron redox cycle, reducing it to sequencing the reduction of chromium. 100% reduction was obtained in 30 minutes of reaction using 20 g L-1 of mill scale, at pH 3 and Cr (VI):citric acid ratio of 1:4. Due to the large iron leaching to the solution, the homogeneous process is responsible for all the reduction obtained and, because of this, the mill scale loses its stability during the cycles of use. However, by applying this process to a fixed bed column, 100% reduction was obtained during 50 hours of test (1.0 mL min-1 flow rate), dropping to 7% with increasing flow rate to 4.0 mL min-1 after 200 hours of assay. However, reducing the flow to the initial condition (1.0 mL min-1), it was observed to reduce 80% in 225 hours. In view of these results, the practical use of the iron residue as a source of iron to promote heterogeneous Fenton and oxidation reactions proved to be very promising due to its high efficiency in both applications and its physic-chemical properties, which allow an easy solid-liquid separation and its reuse, especially in a fixed bed column.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349694.pdf: 7701215 bytes, checksum: 80b75db315faad0980acec489a4b63ca (MD5) Previous issue date: 2017 / Durante a etapa de aquecimento do processo de queima de revestimentos cerâmicos ocorrem diversas transformações físicas e químicas com as matérias-primas que os compõem. As reações químicas de desidroxilação dos argilominerais e a decomposição dos carbonatos são as mais pronunciáveis. Promovem uma perda de massa significativa na placa cerâmica. Estas reações podem retardar a etapa de queima aumentando o tempo de permanência das placas cerâmicas no interior do forno. Desta forma torna-se importante conhecer os mecanismos de transferência de massa e calor, já que o calor ativa as reações químicas citadas anteriormente. Para isso foram desenvolvidas modelagens matemáticas com a utilização do Método da Média no Volume, pois este método permite carregar, hierarquicamente, as informações físicas que descrevem os mecanismos de transferência de massa e calor e obter expressões teóricas para os coeficientes de transporte. Estas informações físicas são correspondentes às partículas das matérias-primas (microescala) e empacotamento do pó atomizado (macroescala). Os coeficientes de transporte são os tensores de difusividade efetiva, tensores de condutividade térmica efetiva e coeficiente convectivo de transferência de massa e calor. Estes coeficientes foram determinados resolvendo os Problemas de Fechamento e os valores obtidos foram comparados com os dados apresentados na literatura. Com os resultados dos problemas de fechamento, os valores dos coeficientes foram inseridos nas equações para o transporte das espécies químicas e da energia na placa cerâmica e foram corroborados com os dados experimentais em diferentes velocidades de aquecimento. Os resultados obtidos ficaram próximos dos resultados da literatura para os coeficientes dos problemas de fechamento e também aos resultados experimentais, mostrando que a modelagem proposta é aplicável para avaliação da desgaseificação dos revestimentos cerâmicos durante a etapa de queima. / Abstract : During the heating step of the ceramic tile burning process, several physical-chemical transformations occur to its raw materials. The chemical reactions of dehidroxylation of the clay minerals and the decomposition of carbonates are the most pronounced, because it promotes a significant mass loss in the ceramic plate. These chemical reactions can limit the burning process with respect to the residence time of the ceramic plates within the furnace. Thus, it becomes important to know the heat and mass transfer mechanisms, since heat activates the chemical reactions. For this, a mathematical modeling was developed using the Volume Average Method (VAM). VAM allows the hierarchical physical information transfer that describes the mass and heat transfer mechanisms and obtain theoretical expressions to the transport coefficients. This information corresponds to the raw material particles (microscale) and the packing of atomized powder (macroscale). The transport coefficients are: effective diffusivity tensors, thermal conductivity tensors, convective coefficient of mass and heat transfer. These coefficients were evaluated solving the Closing Problem and the values obtained were compered to values found in the literature. With the results of the closing problems, the coefficients were used in the chemical species and heat transport equations of the ceramic plate and its results were validated with experimental data in different heating velocities. This work presented results very close to the literature for transfer coefficients and also to the experimental data, showing that the proposed mathematical modeling is applicable to the evaluation of the degassing of ceramic tiles during the burning step.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-13T03:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 350335.pdf: 4161626 bytes, checksum: 1ed45eb7d7f9cf62e58019648356348f (MD5) Previous issue date: 2017 / O craqueamento térmico é um processo onde ocorre a quebra das cadeias de hidrocarbonetos na ausência de oxigênio, com geração de uma quantidade expressiva de produtos de cadeia menor, alguns deles com características muito semelhantes ao diesel e à gasolina, por exemplo, quando a reação é conduzida em temperaturas na faixa de 500 °C e utilizando como matéria-prima os triacilglicerois. Neste trabalho foram realizados experimentos em um sistema reacional que opera em regime contínuo, com o intuito de propor modelos cinéticos para a reação de craqueamento térmico de óleo de soja, com base nos agrupamentos químicos presentes nos produtos. A constituição de modelos, levando-se em conta os balanços de massa do processo, assim como os mecanismos de reação envolvidos, possibilitaram uma melhor compreensão do processo e podem vir a contribuir para o aumento da eficiência e possível ampliação industrial. As propostas de mecanismos cinéticos feitas com agrupamentos de 6 lumps permitiram melhorar as regressões realizadas, bem como representar de maneira satisfatória as reações que ocorrem no craqueamento térmico, principalmente no que diz respeito ao consumo de biomassa. Os resultados obtidos com a mudança na geometria do reator, bem como a caracterização dos produtos e modelos cinéticos propostos evidenciam o potencial deste tipo de processo na obtenção de combustíveis renováveis provenientes de biomassa. / Abstract : Thermal cracking is the process of breaking the molecules of large hydrocarbons in the absence of oxygen, with the generation of an expressed amount of smaller chain products. Some compounds have very similar characteristics to biodiesel and biogas when the reaction is conducted at temperatures around 500 °C and using triacylglycerol as feedstock. This work was carried out in a continuous reaction system aiming on propose kinetic models for the thermal cracking of commercial soybean oil, based on the chemical groups present in the products. The constitution of models takes into account the mass balance of the process and the reaction mechanisms involved, allowing a better understanding of the process. Furthermore, it can contribute to increase reaction efficiency and a possible industrial expansion. A 6- lump kinetic mechanism proposed in this work allowed to improve the regressions performed, as well as representing satisfactorily the reactions that occur in the thermal cracking, mainly regarding to biomass consumption. The results obtained with the change in the reactor geometry, along with the characterization of the proposed kinetic products and models, showed the potential of this type of process in the production of renewable fuels from biomass.

SERPA, J. F. Produção da enzima xilose redutase por Candida tropicalis ATCC750 usando hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju. 2016. 68 f, Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-12-05T17:04:31Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-12-26T14:16:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-26T14:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Xylose reductase enzyme (EC 1.1.1.21) has potential application in the production of xylitol, and is an intracellular enzyme commonly found in yeast. Xylitol is a carbohydrate-alcohol used in food, dental, pharmaceutical and cosmetic industries. The large-scale production of this enzyme, as well as its industrial application for the production of xylitol and other bioproducts, has been limited due to the high price of commercial xylose. This problem has motivated researchers to develop better techniques for reducing the costs of obtaining XR, for example, the search for new raw material and the process conditions. Among possible feedstocks, lignocellulosic materials, as cashew apple bagasse, are low cost sources with potential applications in bioprocesses. In this context, the aim of this study was to evaluate the production of xylose reductase enzyme (XR) and xylitol by biotechnological processes by the yeast Candida tropicalis ATCC750 and hemicellulose hydrolysate from cashew apple bagasse (CAB) as substrate. The hemicellulose hydrolysate from cashew apple bagasse (HBCD) was obtained by acid hydrolysis with diluted sulfuric acid (H2SO4) and it used as a culture medium. The processes were conducted in orbital shaker at 150 rpm and different temperatures (25 °C, 30 °C, 35 °C and 45 °C). The xylose reductase enzyme extracts were used to reduce xylose to xylitol and the XR activity was determined by NADPH oxidation reaction at 25 °C. According to the analyzed data using hemicellulose hydrolysate (HBCD) medium, the highest microbial growth was observed at 25 °C and 30 °C and slightly growth at 40 °C. Under the experimental conditions evaluated, the production of xylitol was not observed, but there were the production of xylose reductase enzyme and ethanol. The XR from Candida tropicalis resulted in a crude extract with a higher enzymatic activity in the temperature of production at 25 °C (0.265 U/mL). In the partial characterization of the enzyme, the optimum pH and temperature were 7.0 and 50 °C, respectively. Subsequently, the gel electrophoresis was performed under denaturing conditions for identification of the enzyme fractions, which identify a heterodimeric structure with a molecular weight of approximately 30 kDa. The results showed that the cashew apple bagasse hydrolysate did not favor the xylitol production in the studied conditions; however, it is a potential means for biotechnological production of the enzyme xylose reductase (XR). / A enzima xilose-redutase (EC 1.1.1.21) tem potencial aplicação na produção de xilitol a partir de xilose, e é uma enzima intracelular comumente encontrada em leveduras. O xilitol é um açúcar-álcool utilizado em indústrias alimentícia, odontológica, farmacêutica e de cosmético. A produção em larga escala desta enzima, bem como a sua aplicação industrial para a fabricação de xilitol e outros bioprodutos de valor agregado, tem sido limitado devido ao alto preço da xilose comercial. Este problema tem incentivado aos pesquisadores a trabalhar para o desenvolvimento de melhores técnicas para reduzir os custos de obtenção da XR, como, por exemplo, a busca por novas fontes de matéria-prima e condições do processo. Entre as possíveis matérias-primas, os materiais lignocelulósicos como, o bagaço de caju, são fontes de baixo custo com potenciais aplicações em bioprocessos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a produção da enzima xilose redutase (XR) e de xilitol por processos biotecnológicos, através da levedura Candida tropicalis ATCC750 utilizando o hidrolisado hemicelulósico de bagaço de caju (BC) como substrato. O hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju (HBCD) foi obtido por hidrólise com ácido sulfúrico (H2SO4) diluído e aplicado como meio de cultivo. A produção da enzima foi realizado por bioprocessos conduzidos em agitador orbital a 150 rpm a diferentes temperaturas (25 °C, 30 °C, 35 °C e 45 °C). O extrato enzimático produzido foi utilizado para reduzir a xilose em xilitol e determinou-se a atividade da XR através da reação de oxidação de NADPH a 25 °C. De acordo com os dados analisados, o maior crescimento microbiano foi observado nas temperaturas de 25 °C e 30 °C, e diminuiu consideravelmente a 40 °C usando o meio hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju (HBCD). Nas condições avaliadas, não houve a produção de xilitol ocorrendo, no entanto, a produção da enzima xilose redutase e de etanol. A XR da Candida tropicalis resultou em um extrato bruto com uma maior atividade enzimática na temperatura de produção de 25 °C (0,265 U/mL). Na caracterização parcial da enzima, pH e a temperatura ótima da atividade enzimática foram pH 7,0 e 50 °C, respectivamente. Posteriormente, realizou-se a eletroforese em gel de poliacrilamida em condições desnaturantes para a identificação das frações da enzima, obtendo uma indicação de uma estrutura dimérica com peso molecular de, aproximadamente, 30 KDa. Com os resultados apresentados, pode-se considerar que o hidrolisado de bagaço de caju não favoreceu a produção de xilitol, contudo, é um meio potencial para a produção biotecnológica da enzima xilose redutase (XR).

COELHO, Juliana Amorim. Avaliação da estabilidade e adsorção de CO2 em estruturas metalorgânicas. 2016. 166 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-01-17T11:39:52Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-05-04T14:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T14:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / For the development of any adsorption process, it is important that the adsorbent presents a good adsorption capacity and high selectivity for the target adsorbate. Metal-organic frameworks (MOFs) are formed by metals or metal oxides and organic linkers that bond together to generate crystalline networks. The wide variety of metals, organic linkers and synthesis methodologies allows for the design of materials with different structures and properties. For CO2 separation processes, thermal stability and moisture stability are critical properties that must be taken into account. MOFs CuBTC and MOF-74(Mg), for example, have the highest reported CO2 uptakes, but both suffer from surface area reduction and/or loss of crystallinity when exposed to water. In this work, a study of the stability on three commercial MOFs (Basolite® F300, C300 and A520) was performed. The thermal stability of the materials was assessed by thermogravimetric analysis (TGA), temperature programmed X-ray diffraction (TXRD) and adsorption equilibrium isotherms of CO2 and CH4 after degassing at different temperatures. The water stability was evaluated by adsorption equilibrium isotherms of water measured in this work and from literature. Basolite® A520, a recently synthetized aluminium fumarate MOF, showed a high stability to water and it was the adsorbent chosen for further experimental and theoretical study in processes involving CO2 adsorption, purification of natural gas and biogas (separation CO2/CH4) and flue gas (separation CO2/N2), on presence and absence of water. The experimental studies were developed using gravimetric and dynamic methods. The adsorption capacity of CO2, CH4 and N2 at 303 K and 1.0 bar was 2.1, 0.77 and 0.21 mmol/g, respectively, and the CO2 adsorption capacity remained constant after exposure to humidity and regeneration. The isosteric heats of adsorption were 21, 15, 14 and 44 kJ/mol for CO2, CH4, N2 and H2O, respectively. Fixed bed experiments were performed at 303 K to determine breakthrough curves of CO2, water vapor and CO2/water vapor mixture. Binary breakthrough (CO2/H2O) indicated a reduction of only 17% in CO2 adsorption capacity for a stream with 14% RH. Binary experiments with mixtures CO2/CH4 and CO2/N2 indicated CO2 selectivity for both separation processes. Molecular simulation studies were performed in this MOF to evaluate CO2 and N2 adsorption capacity individually and in the presence of water. A molecular model was developed to obtain fundamental adsorption data. The model was validated by experimental data reproducing previous breakthrough experiments of CO2/H2O adsorption mixture. We found that H2O has fixed adsorption sites whereas CO2 and N2 are distributed more evenly through the pores of the MOF. As the amount of water increases, clustering occurs next to the Al-O-Al-O centers of the MOF framework. Consideration of sitting and segregation of the molecules inside the pores helps explain changes in CO2 selectivity in the presence of water. The results indicate that the presence of water increases the selectivity of CO2 over N2, however, does not interfere in selectivity of CO2 over methane. / Para o desenvolvimento de qualquer processo de adsorção, é de fundamental importância que o adsorvente apresente alta capacidade de adsorção e seletividade para o adsorbatos de interesse. Estruturas metalorgânicas (MOFs) são formadas por metais, ou óxidos metálicos, e ligantes orgânicos ligados para gerar estruturas cristalinas. A grande variedade de metais, ligantes orgânicos e metodologias de síntese permitem o desenvolvimento de materiais com diferentes estruturas e propriedades. Para processos de separação de CO2, estabilidade térmica e à umidade são propriedades que devem ser consideradas. MOF CuBTC e MOF-74(Mg), por exemplo, apresentam a maior capacidade de adsorção de CO2 até então reportada, entretanto, ambas sofrem redução na área superficial e/ou perda da cristalinidade quando expostas a água. Neste trabalho, foi realizado um estudo de estabilidade de três MOFs comerciais (Basolite® F300, C300 e A520). A estabilidade térmica destes materiais foi analisada através de análises termogravimétricas (TGA), difração de raios-X termoprogramada (TDRX) e isotermas de equilíbrio de adsorção de CO2 e CH4 após regeneração a diferentes temperaturas. A estabilidade à umidade foi avaliada através de isotermas de equilíbrio de adsorção de água medidas neste trabalho e reportadas na literatura. A Basolite® A520, uma MOF alumínio fumarato recentemente sintetizada, mostrou uma elevada estabilidade à água e foi o material escolhido para os demais estudos experimentais e teóricos deste trabalho. Foram avaliados processos de adsorção de CO2 pré e pós combustão, na ausência e presença de água, ou seja, remoção de CO2 de gases de queima (separação CO2/N2) e purificação de gás natural e biogás (separação CO2/CH4). Os estudos experimentais foram desenvolvidos através de métodos gravimétricos e dinâmicos. A capacidade de adsorção de CO2, CH4 e N2 a 303 K e 1,0 bar foi de 2,1, 0,77 e 0,21 mmol/g, respectivamente. Os calores de adsorção foram 21, 15, 14 and 44 kJ/mol for CO2, CH4, N2 e H2O, respectivamente. Experimentos em leito fixo foram realizados a 303 K para obter curvas de breakthrough de CO2, vapor de água e mistura CO2/vapor de água. A breakthrough binária (CO2/H2O) indicaram uma redução de apenas 17% na adsorção de CO2 para uma umidade de 14% HR. Experimentos com as misturas CO2/CH4 e CO2/N2 indicaram seletividade pelo CO2 em ambos os processos de separação. Estudos de simulação molecular foram realizados nesta MOF para avaliar o comportamento de adsorção destas misturas na presença de água. Para isso um campo de força baseado no TraPPE e modelos moleculares foram definidos para prever os resultados experimentais de adsorção monocomponente. Após os modelos serem validados, foi observado que a H2O é adsorvida em sítios específicos, indicando a presença de clusters de moléculas de água, enquanto os demais gases são preferencialmente adsorvidos na região central dos poros. Os resultados obtidos indicam que a presença de água aumenta a seletividade do CO2 sobre o N2, entretanto, praticamente não interfere na seletividade do CO2 pelo metano.