MORAES, A. F. Quitosana sulfatada: caracterização e estudo da hemocompatibilidade. 2016. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-12T14:14:33Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_afmoraes.pdf: 2876160 bytes, checksum: ccf2264487cf0c85c1acbd26da9fa14d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-12T14:30:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_afmoraes.pdf: 2876160 bytes, checksum: ccf2264487cf0c85c1acbd26da9fa14d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T14:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_afmoraes.pdf: 2876160 bytes, checksum: ccf2264487cf0c85c1acbd26da9fa14d (MD5) Previous issue date: 2016-03-24 / Medical devices designed to be used in contact with blood can induce several biological effects in the patient, such as the thrombus formation and complement system activation. An strategy to avoid these adverse effects is the coating of the surfaces with hemocompatible and not immunogenic polymers. This study aimed to develop sulfated chitosan films with hemocompatible characteristics for biomedical applications. Natural (NC) and sulfated chitosan (SC) films were characterized by Elemental Analysis, Infrared spectroscopy (FTIR-ATR), Proton and Carbon Nuclear Magnetic Resonance (1H e 13C-NMR), Viscometry, Gel Permeation Chromatography (GPC), Scanning Electron Microscopy with EDX (SEM/EDX), X-ray diffraction (XRD) and Thermogravimetric analysis (TGA). The films hemocompatibility was analyzed studying the globular protein adsorption (BSA and fibrinogen), platelet adhesion, anticoagulant activity and cytotoxicity by LDH (lactate dehydrogenase). The elemental analysis demonstrated the sulfur presence in the sulfated films. The FTIR-ATR results confirmed the sulfation reaction, with the appearance of two new bands at 1206cm -1 (S = O) and 794cm -1 (C-S-O), assigned at sulfur group. The film QS6 with the highest sulfation degree (GS =1.37) was selected to perform the following analyzes. The 1HNMR analysis showed deacetylation degree (DD) of 77% and 58% for the natural and sulfated chitosan, respectively. 13CNMR analysis showed that chitosan was partially sulfated, obtaining 2, N-3,6,O-sulfated chitosan. The mass molecular (MM) of QN and QS were 78.093 Da and 5.050 Da, respectively, determined by viscometry. Homogeneous and smooth surfaces were observed by SEM/EDX images. The XRD showed semi-crystalline peaks for natural chitosan, while an amorphous structure was observed for sulfated chitosan. The TGA analyses revealed a reduction in the thermal stability to sulfated chitosan compared to natural chitosan. The hemocompatibility results showed that chemical modification on chitosan chain was able to decrease the BSA (36.8%) and fibrinogen (20%) adsorption and mainly the platelet adhesion (93.7%) in relation to QN, either by SEM and optical microscopy images. Only the QS presented anticoagulant activity in the intrinsic pathway (72.15s, 200µg/mL) compared with the QN (26.57s, 200µg/mL). It was also observed atoxicity of the studied polymers. These results indicate that sulfated chitosan films have hemocompatibility properties promising to blood-materials devices. / Dispositivos médicos de contato com o sangue podem induzir diversos efeitos biológicos no paciente, tais como a formação de trombos e ativação do sistema complemento. Uma estratégia para evitar esses efeitos adversos é o revestimento dessas superfícies com polímeros hemocompatíveis e não imunogênicos. Com isso, este estudo objetivou desenvolver filmes de quitosana sulfatada com propriedades hemocompatíveis para aplicações biomédicas. Filmes de quitosana natural (QN) e sulfatada (QS) foram caracterizados por Análise Elementar, espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR), Ressonância Magnética Nuclear de Próton e Carbono (1H e 13C-RMN), Viscosimetria, Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), Microscopia Eletrônica de Varredura com Energia Dispersiva de raios-X (MEV/EDX), Difração de Raio-X (DRX) e Análise termogravimétrica (TGA). Para estudar a hemocompatibilidade dos filmes realizou-se o ensaio de adsorção de proteínas globulares (BSA e Fibrinogênio), adesão plaquetária, atividade anticoagulante e citotoxicidade por LDH (enzima lactato desidrogenase). Na análise elementar pode-se verificar a presença de enxofre nos filmes sulfatados. Através do FTIR-ATR pode-se confirmar a modificação com o surgimento de duas novas bandas em 1206 cm-1 (S=O) e 794 cm-1 (C-S-O), referentes a grupos sulfatos. O filme QS6 apresentou maior grau de sulfatação (GS=1.37) e foi selecionado para as análises subsequentes. A análise de RMN1H mostrou um grau de desacetilação (GD) de 77% e 58%, respectivamente para a QN e QS. Através da análise de RMN13C, observou-se uma quitosana parcialmente 2,N-3,6,O-sulfatada. A massa molecular (MM) das amostras foi 78.093 Da e 5.050 Da, para a QN e QS, respectivamente, determinadas por viscosimetria. Superfícies homogêneas e lisas foram observadas através das imagens do MEV/EDX. O difratograma mostrou picos semicristalinos para a QN e estrutura amorfa para a QS. Através da TGA, observou-se que a quitosana sulfatada teve uma redução da sua resistência térmica, comparada com a QN. Os resultados da hemocompatibilidade mostraram que a modificação química da quitosana foi capaz de reduzir a adsorção de BSA (36.8%) e fibrinogênio (20%) e principalmente a adesão plaquetária (93.7%) em relação à QN, observada nas imagens de MEV e microscopia óptica. Apenas a QS mostrou atividade anticoagulante na fase intrínseca (72.15s, 200µg/mL) em relação a QN (26.57s, 200µg/mL). Foi observado ainda a atoxicidade dos polímeros. Estes resultados indicaram que a QS apresentou características promissoras de hemocompatibilidade para dispositivos médicos de contato com o sangue.

RODRIGUES, R. D. P. Extração e purificação de ficobiliproteínas de Spirulina (Arthrospira) platensis com líquidos iônicos próticos. 2017. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-12T18:01:22Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_rdprodrigues.pdf: 3118092 bytes, checksum: 8c7c11a24b5d72e1afe10854b1336721 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-12T18:03:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_rdprodrigues.pdf: 3118092 bytes, checksum: 8c7c11a24b5d72e1afe10854b1336721 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T18:03:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_rdprodrigues.pdf: 3118092 bytes, checksum: 8c7c11a24b5d72e1afe10854b1336721 (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / Bioactive compounds extracted from natural renewable sources have attracted increased interest from both industry and academia. Cyanobacteria possess a broad range of colored components including carotenoids, chlorophyll, and phycobiliproteins. Phycobiliproteins are pigments accessories photosynthetic potential for use in various applications - dyes in food and cosmetics, fluorescent tags in biomedical research, nutraceutical and pharmaceutical applications. Considerations to obtain of microalgae phycobiliproteins may include: choosing the most suitable method of extraction, solvent and extraction of the main setting parameters. While phycobiliproteins extraction classical methods are reproducible and show good yields are generally time consuming and require the use of elevated temperatures and / or large volumes of solvent, which can cause thermal denaturation or chemical transformation of the products of interest. Therefore, the development of new extraction green techniques permitting the transfer of the results obtained in laboratory scale for industrial need for greater biotechnological exploitation of these and other products from microalgae. In this work, the performance of ionic liquids as solvents in phycobiliproteins extraction from Spirulina (Arthrospira) platensis was evaluated using three different methods: conventional (heating + agitation), microwave and ultrasound. The extraction was optimized using a central composite design and response surface methodology. The effects of temperature, pH, biomass:solvent ratio and power were studied to determine the best extraction conditions of extraction. The results showed that the protic ionic liquids were capable of extracting phycobiliproteins from microalgae, being more efficient than buffer and aprotic ionic liquid [Bmim][Cl]. The effect of pH was more significant in conventional and ultrasound methods. In microwave-assisted extraction, the irradiation power was the most important variable. The allophycocyanin was extracted in larger quantities (13.30 mg.g-1), followed by phycocyanin (10.87 mg.g-1) and phycoerythrin (4.22 mg.g-1). This method of extraction showed advantages over the extraction time, productivity, purity and energy consumption across the conventional method and ultrasound-assisted extraction. The SEM revealed that the microwave caused more impacts on the cellular structure of the microalgae compared to other methods. In the study of operating conditions, microwave-assisted extraction was considered the best technique, using 2-HEAA + 2-HEAF as solvent at power of 62 W, pH 7.0, biomass:solvent ratio 10 mL.g-1 and 2 min of extraction. A savings of 99.94% in electricity consumption was obtained with the use of microwaves compared to conventional method. The extraction method proposed in this work proved to be efficient for obtaining S. platensis phycobiliproteins. By the applied purification methodology the following yield and purity were obtained for phycocyanin, allophycocyanin and phycoerythrin: 15% and 1.22; 11.33% and 1.03; 11.92% and 0.71, respectively. The degree of purity achieved allows the application of these pigments in food and cosmetics. Polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) showed that the phycobiliproteins have molecular weight around 20 KDa. Preliminary studies on the recovery and reuse of the ionic liquid were conducted, proving the possibility of reuse of these solvents. / Compostos bioativos extraídos de fontes naturais renováveis têm atraído o interesse da indústria e da academia. Cianobactérias possuem uma ampla gama de componentes coloridos que incluem carotenoides, clorofila e ficobiliproteínas. Ficobiliproteínas são pigmentos fotossintéticos acessórios com potencial para utilização em diversas aplicações – corantes em alimentos e cosméticos, marcadores fluorescentes em pesquisas biomédicas, aplicações nutracêuticas e farmacêuticas, dentre outras. Considerações sobre a obtenção de ficobiliproteínas de microalgas devem incluir: a escolha do método de extração mais adequado, o tipo de solvente e a definição dos principais parâmetros de extração. Neste trabalho, o desempenho dos líquidos iônicos acetato de N-metil-2-hidroxietilamônio (2-HEAA), formiato de N-metil-2-hidroxietilamônio (2-HEAF), 2-HEAA+2-HEAF (1:1, v/v) e 1-butil-3-metilimidazólio [Bmim][Cl] como solventes na extração de ficobiliproteínas da microalga Spirulina (Arthrospira) platensis foi avaliado por três métodos distintos: convencional (aquecimento+agitação), micro-ondas e ultrassom. O desempenho dos líquidos iônicos foi comparado ao do tampão fosfato de sódio que é o solvente tradicionalmente empregado na extração de ficobiliproteínas. A extração foi otimizada através de um delineamento composto central e pela metodologia de superfície de resposta. Os efeitos da temperatura, do pH, da razão solvente:biomassa e da potência foram estudados para determinar as melhores condições de extração.Os resultados mostraram que os líquidos iônicos próticos foram capazes de extrair as ficobiliproteínas da microalga, tendo sido mais eficientes que o tampão e o líquido iônico aprótico [Bmim][Cl]. O efeito do pH foi o mais significativo na extração convencional e com o ultrassom.Na extração por micro-ondas, a potência da irradiação foi a variável mais influente. A aloficocianina foi o pigmento extraído em maior quantidade (13,30 mg.g-1), seguido da ficocianina (10,87 mg.g-1) e ficoeritrina (4,22 mg.g-1). A extração por micro-ondas apresentou vantagens em relação ao tempo de extração, produtividade, pureza e consumo energético frente ao método convencional e à extração assistida por ultrassom. As imagens obtidas por MEV mostraram que as micro-ondas provocaram mais impactos na estrutura celular da microalga em comparação aos outros métodos. Nas condições de operação do estudo, a extração assistida por micro-ondas foi considerada a melhor técnica, utilizando 2-HEAA+2-HEAF como solvente, potência de 62 W, pH 7,0, razão solvente:biomassa 10 mL.g-1 e 2 minutos de extração.Uma economia de 99,94% no consumo de energia elétrica foi obtida com o uso do micro-ondas em comparação ao método convencional. O método de extração proposto neste trabalho mostrou-se eficiente para a obtenção de ficobiliproteínas de S. platensis. Através da metodologia de purificação aplicada obtiveram-se os seguintes rendimento e pureza para a ficocianina, aloficocianina e ficoeritrina: 15% e 1,22; 11,33% e 1,03; 11,92% e 0,71, respectivamente. O grau de pureza atingido permite a aplicação destes pigmentos em alimentos e cosméticos. A eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) mostrou que as ficobiliproteínas têm peso molecular em torno de 20 KDa. Estudos preliminares voltados à recuperação e reutilização do líquido iônico foram conduzidos, comprovando a possibilidade de reaproveitamento destes solventes.

CASTRILLON, M. Y. D. M. C. Dados fundamentais para projeto de processos de dessulfuração e upgrading de gases combustíveis por adsorção. 2017. 112 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-21T12:50:48Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_mydmccastrillon.pdf: 2074218 bytes, checksum: 394122b8bbab3d170a7e6829e2e5f66a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-21T16:59:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_mydmccastrillon.pdf: 2074218 bytes, checksum: 394122b8bbab3d170a7e6829e2e5f66a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T16:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_mydmccastrillon.pdf: 2074218 bytes, checksum: 394122b8bbab3d170a7e6829e2e5f66a (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / In this study, the adsorption of CH4, CO2 and H2S has been studied on commercial activated carbon samples in order to assess its potential for upgrading and desulphurization of Biogas or contaminated natural gas. Different characterization techniques such as Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), X-ray fluorescence (XRF), pH measurements and textural analysis (by N2 (196 oC) adsorption/desorption isotherms and CO2 (0 oC) adsorption isotherms) were used to study the porous structure of the material and detect the presence of K, Na and Fe and other elements in the samples. Gravimetric experiments were used to measure adsorption capacity of CO2 and selectivity with respect to CH4. Breakthrough curves under dry conditions were performed to evaluate H2S adsorption under dynamic conditions. The materials under study showed high adsorption capacities for both gases in the range of 0.013-0.28 mmol g-1 for H2S and 1.61-2.16 mmol g-1 CO2 under dry conditions, 25 ºC and 1 bar. In addition, selectivity of the samples with respect to CH4 was found to be in the range of 1.2-2.4 mmol g-1, with Desorex K43-BG being the material with the highest retention of H2S and Sorbonorit B4, the material with the greatest adsorption capacity of CO2 and CH4. The data obtained from adsorption experiments were correlated with the textural characteristics and the surface chemistry of the materials. The best compromise between adsorption capacity of H2S and selectivity of CO2 in the presence of CH4 were found for the sample containing Na (Desorex K43-Na), which benefited from both a basic surface chemistry and pore size distribution restricted to the micropore range. Breakthrough curves of H2S in the presence of CO2 have shown that the adsorption capacity of H2S in materials impregnated with alkali metals is considerably reduced: 37% for Desorex K43-BG and 65% for Desorex K43-Na sample. This loss of capacity may be due to the competition for the active sites (linked to the presence of metals) by the gases being co-adsorbed. For the non-impregnated Sorbonorit B4 material, the presence of CO2 in these tests did not cause appreciable loss in H2S adsorption capacity. / Neste estudo, foi investigada a adsorção de CH4, CO2 e H2S em carbonos ativados comerciais com o intuito de avaliar o seu potencial para o uso em "upgrading" e dessulfurização de biogás ou gás natural contaminado. Diferentes técnicas de caracterização, tais como Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Fluorescência de Raios X (XRF), medições de pH e análise textural (por isotermas de adsorção/dessorção de N2 (196 oC) e isotermas de adsorção De CO2 (0 oC)) foram utilizadas para estudar a estrutura porosa do material e indicar a presença de K, Na e Fe e outros elementos nos materiais. Experimentos gravimétricos foram utilizados para a obtenção das isotermas de adsorção de gases individuais e misturas binárias a fim de avaliar a capacidade de retenção de CO2 e a seletividade dos adsorventes em relação ao CH4. Curvas de ruptura sob condições anidras foram medidas para avaliar a adsorção do H2S em condições dinâmicas. Os materiais estudados mostraram capacidades de adsorção elevadas para ambos os gases: na faixa de 0,013-0,28 mmol g-1 para H2S e 1,61-2,16 mmol g-1 de CO2, em condições secas, a 25ºC e 1 bar. Além disso, observou-se uma seletividade dos carbonos ativados para o CO2 em relação ao CH4 na faixa de 1,2-2,4, sendo o Desorex K43-BG o material com maior capacidade de retenção de H2S e o Sorbonorit B4 o material com maior capacidade de adsorção do CO2 e CH4. Os dados obtidos com os ensaios de adsorção foram correlacionados com as características texturais e as propriedades químicas dos materiais.. A melhor capacidade de adsorção de H2S, e seletividade pelo CO2 na presença de CH4, foi encontrada para a amostra contendo Na (Desorex K43-Na), graças à combinação da química da superfície do material (básica) e a distribuição de tamanho dos poros restritos ao intervalo de microporos. Os testes de H2S na presença de CO2 demonstraram que a capacidade de adsorção do H2S nos materiais impregnados com metais alcalinos é reduzida consideravelmente: redução de 37% para Desorex K43-BG e de 65% para amostra Desorex K43-Na. Esta perda de capacidade pode ser devido a competição pelos sítios ativos relacionados à presença de metais, em que H2S e CO2 são co-adsorvidos. Para o carbono ativado não impregnado Sorbonorit B4, a presença de CO2 nestes testes não provoca perda considerável na capacidade de adsorção de H2S.

SILVA, N. C. G. Estudo da biotransformação de fenol por Candida tropicalis ATCC 750 livre e imobilizada em bagaço de caju. 2017. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-07-19T12:42:59Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_ncgsilva.pdf: 1798797 bytes, checksum: e8ab0fc61c5f4341acb792025acd2872 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-07-20T16:33:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_ncgsilva.pdf: 1798797 bytes, checksum: e8ab0fc61c5f4341acb792025acd2872 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T16:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_ncgsilva.pdf: 1798797 bytes, checksum: e8ab0fc61c5f4341acb792025acd2872 (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Biological treatments have been widely studied for being more efficient and economical than to physical and chemical treatments of waste water containing phenol. However, microbial biotransformation undergoes inhibitory effects at higher phenol concentrations which represents a bottleneck for successful bioremediation. The use of immobilized cells guarantees a greater resistance of the microorganism to factors that interfere in the processes. In this context, a phenol biotransformation by a pure culture of Candida tropicalis ATCC 750 free and immobilized in cashew-apple bagasse was studied using a discontinuous reactor, in order to develop a viable process of biotransformation. Cashew-apple bagasse was used because it is a cheap and abundant support alternative. Degradation kinetics of phenol with immobilized cells was compared with degradation kinetics using free cells. The maximum degradation rates were 16.17 mg.g-1.h-1 (99.7%) and 15.25 mg.g-1.h-1 (99.8%) for free and immobilized cells, respectively. The best conditions of degradation was obtained at 30 °C, pH 6.0, 150 rpm and 1100 mg.L-1 initial phenol concentration, for studies with free and immobilized cells. 73% of the immobilized cells can be effectively retained during storage at 4 °C for up to 30 days and can be reused for more than eight cycles of biotransformation. In addition, after a previous adaptation of the microorganism to the medium with phenol, it was possible to obtain biotransformation results for concentrations of 1400-2000 mg.L-1 phenol. The analysis of the metabolic pathway showed that the degradation process of the phenol follows the path of ortho-cleavage of the aromatic ring by the enzyme 1,2-dihydroxyigenase leading to the formation of cis, cis muconic acid. For studies with immobilized cells, a simple evaluation of the external mass transfer was performed in order to identify any type of limitation by diffusion effects, consisting of such limitations occurring, but at a low intensity. The results obtained justify the applicability of cashew-apple bagasse as a support matrix for the immobilization of C. tropicalis ATCC 750 to biotransformation of phenolic compounds from industrial waste water, and is a promising process. / Tratamentos biológicos têm sido amplamente estudados por se mostrarem mais eficientes e econômicos em relação a tratamentos físicos e químicos de águas residuais contendo fenol. Contudo, a biotransformação microbiana sofre efeitos inibitórios em certas concentrações de fenol, o que representa um gargalo para uma biorremediação bem sucedida. O uso de células imobilizadas pode vir a proporcionar uma maior resistência do micro-organismo a fatores que interferem no processo. Neste contexto, estudou-se a biotransformação de fenol por uma cultura pura de Candida tropicalis ATCC 750 livre e imobilizada em bagaço de caju in natura, num reator descontínuo utilizando, a fim de se desenvolver um processo viável. O bagaço de caju foi usado por ser uma alternativa de suporte barato e abundante. A cinética de biotransformação do fenol com células imobilizadas foi comparada com a cinética utilizando células livres. As taxas de biotransformação máximas foram 16,17 mg.g-1.h-1 (99,7%) e 15,25 mg.g-1.h-1 (99,8%) para células livres e células imobilizadas, respectivamente. A biotransformação do fenol ocorreu de forma mais eficiente a 30 °C, pH 6,0, 150 rpm e concentração inicial de fenol de 1100 mg.L-1, para os estudos com células livres e imobilizadas. Estudos revelaram que 73% das células imobilizadas podem ser efetivamente retidas durante o armazenamento a 4 °C e até 30 dias podendo ser reutilizadas por mais de oito ciclos de biotransformação. Além disso, após uma adptação prévia do micro-organismo ao meio com fenol, foi possível obter resultados de biotransformação para concentrações iniciais de fenol de 1400 mg.L-1 a 2000 mg.L-1. A análise da rota metabólica mostrou que o processo de biotransformação do fenol pela levedura estudada segue pela rota de orto-clivagem do anel aromático pela enzima 1.2-dihidroxigenase levando à formação do cis, cis ácido mucônico. Para os estudos com células imobilizadas, foi realizada uma avaliação simples da transferência de massa externa, a fim de idenficar algum tipo de limitação por efeitos difusionais, constando que tais limitações ocorriam, mas em pequena intensidade. Os resultados obtidos justificam a aplicabilidade do bagaço de caju como matriz de suporte para a imobilização de C. tropicalis ATCC 750 na biotransformação de compostos fenólicos de águas residuais industriais e apresenta um processo promissor.

OLIVEIRA, A. R. C. Avaliação de métodos de seleção de anti-incrustantes fosfonatados para reservatórios de petróleo. 2017. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-28T13:08:04Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_arcoliveira.pdf: 1465546 bytes, checksum: bf004e3a906c87b888bca67037acd25b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-28T13:12:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_arcoliveira.pdf: 1465546 bytes, checksum: bf004e3a906c87b888bca67037acd25b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-28T13:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_arcoliveira.pdf: 1465546 bytes, checksum: bf004e3a906c87b888bca67037acd25b (MD5) Previous issue date: 2017 / To reduce the damage of scaling during oil extraction, the application of inhibitors is the most widespread technique for such problems. Due to the complex interactions between saline solution and inhibitors, empirical methods are used in their selection. The most used in the oil industry are: the static, standardized of the Standard TM0374-2007 in the National Associatio n of Corrosion Engineers (NACE) , and a dynamic, known as tube block test or TBT (tube blocking test). The NACE does not correlate with actual field performance, while TBT enables the reproducibility of nearer operating conditions. In this study, the two methods are tested for two antifouling based on phosphonic acids, aminotrismethylenephosphonic acid and diethylenetriaminepentamethylenephosphon ic acid (known as tris and penta, respectively), in determining the minimum inhibitor concentration (MIC). We evaluated the advantages and disadvantages of each method and its ability to discriminate the two inhibitors. In order to deepen the understanding of the mechanisms of interaction between inhibitor and brine, adsorption curves were raised for the two inhibitors and we applied a theoretical prediction model of the MIC for the dynamic method. We conclude that the methods studied presented similar resu lts regarding the valu es efficiencies of the antifouling, indicating a better penta performance. Regarding the differences, the NACE method was notable for its ease of execution, but it was limited because it did not consider factors such as variations in pressure and temper ature, indicating a minimum inhibitor concentration between 1 ppm < MIC < 3 ppm. The TBT was distinguished by incorporating variables closer to the reservoir conditions and essential in the CaCO 3 precipitation, but presented the disadvantage of relating de posit formation with the dimensions and the brine composition. In this, a minimum inhibitor concentration was found between 3 ppm < MIC < 5 ppm. These differences are explained in terms of residence times that are much longer in the static method (a few ho urs) than in the dynamic method (a few minutes). The adsorption curves show a large difference in the adsorbed amount of the inhibitors, in which the penta adsorbed ten times more than the tris. This difference is much greater than that found in empirical methods, indicating that adsorption, although important, is not the predominant mechanism in the inhibitor - brine interaction. Finally, the theoretical calculation of MIC was, approximately, 4,6 ppm, in agreement with the TBT test result. The theoretical mo del also predicts WCM of 77 ppm for the most severe condition with high Ca 2+ concentration. / Para reduzir os danos envolvendo a formação de incrustação durante a extração de petróleo , a aplicação de inibidores é a técnica mais difundida para tais problemas . Devido às complexas interações entre a solução salina e os inibidores, métodos empíricos são utiliz ados na sua seleção. Os mais usados na indústria do petróleo são: o estático , padro nizado na Norma TM0374 - 2007 da Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão ou NACE ( National Association of Corrosion Engineers ) , e um dinâmico, conhecido por teste do bloqueio do tubo ou TBT ( t ube blocking test ) . O NACE não correlaciona com o desempenh o real obtido em campo , enquanto o TBT pos sibilita reproduzir condições de operaçã o mais próximas . Neste estudo, os dois métodos sã o testados para d ois anti - incrustantes à base de ácidos fosfônicos , o ácido aminotrismetilen o fosfônico e ácido dietilenotria minop entametilenofosfônico (conhecidos como tris e penta, respectivamente), na determinação da concentração mínima de inibidor (CMI) . Avaliamos as vantagens e desvantagens de cada método e a sua capacidade de discrim inar os dois inibidores. Para aprofundar a compreensão dos mecanismos de interação entre inibidor e salmoura , foram levantad a s curvas de adsorção para os dois inibidores e aplicamos um modelo teórico de previsão d a CMI para o método dinâmico. Concluí mos que os métodos estudados apresentaram resu ltados semelhantes quanto aos valores das eficiência s dos anti - incrustantes , apontando um melhor desempenho do p enta . Quanto às diferenças, o m étodo NACE destacou - se pela facilidade de realização, mas apresentou uma limitação por não considerar fatores com o variações de pressão e temperatura , indicando uma co ncentração mínima de inibidor entre 1 ppm < CMI < 3 ppm . O TBT destacou - se por incorporar variáveis mais próximas às condições do r eservatório e essenci ais na precipitação de CaCO 3 , mas apresentou a des vantagem de relacionar a formação do depósito com as dimensões do tubo e a composição das salmouras . Neste, verificou - se uma co ncentração mínima de inibidor entre 3 ppm < CMI < 5 ppm. Esta s diferenças encontradas são explicadas em termos de tempos de resid ência que são muito mais longos no método estático (algumas horas) do que no método dinâmico (alguns minutos). As curvas de adsorção mostram uma grande diferença na quantidade adsorvida dos inibidores , em que o p ent a adsorve u dez vezes mais que o t ris. Es ta diferença é muito maior que a encontrada nos métodos empíricos , indicando que a adsorção, apesar de importante, não é o mecanismo predominante na interação inibidor - salmoura. Por fim, o cálculo teórico da CMI foi de , aproximadamente, 4 ,6 ppm, em ótimo acordo com o resultado do ensaio TBT . O modelo teó rico també m prevê CMI de 77 ppm para a condição mais severa com alta concentração de Ca 2+.

FERREIRA, B. B. A. Avaliação das resinas de troca iônica (Amberlite IRA 67 e IRA 96) para adsorção de ácido lático obtido a partir do glicerol em coluna de leito fixo. 2017. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-06T16:39:50Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_bbaferreira.pdf: 1592291 bytes, checksum: a041674e4739e7da0d43e620614264b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-06T16:40:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_bbaferreira.pdf: 1592291 bytes, checksum: a041674e4739e7da0d43e620614264b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T16:40:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_bbaferreira.pdf: 1592291 bytes, checksum: a041674e4739e7da0d43e620614264b2 (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Lactic acid is one of the main substances that can be obtained from the chemical conversion of glycerol via heterogeneous catalysis. Great attention has now been given to its use in the polymer industry. Monomers of the lactic acid molecule can be used for the production of poly lactic acid which has applications as biodegradable plastics. Thus, it is important to study and optimize lactic acid production, recovery and purification processes. A very promising technology in the separation and recovery of lactic acid consists of ion exchange chromatography, where ion exchange resins that can be easily regenerated are used. Of the advantages that the chromatography presents displays under other processes, it is possible to emphasize the reduction in the consumption of energy, volume of effluents and consumption of chemicals. The aim of this work was to perform a study on the adsorption of lactic acid (obtained from the conversion of glycerol resulting from the production of biodiesel) by ion exchange chromatography using Amberlite IRA 67 and IRA 96 resins. Adsorption isotherms were constructed at temperatures of 30 °C, 40 °C and 60 °C from the breakthrough curves obtained with different concentrations of lactic acid (40 - 160 g/L). With the data of lactic acid concentration for each studied condition, the adjustment of the adsorption isotherm model of Lamgmuir and Henry was made. Studies were also carried out on the separation and purification of a fixed bed column with lactic acid monocomponent solutions, glycerol monocomponent solutions, binary mixtures (lactic acid and glycerol) and real solution obtained from the chemical conversion of glycerol (via heterogeneous catalysis). The Linear Driving Force (LDF) model was used to reproduce the behavior of the breakthrough curves and to estimate mass transfer parameters using commercial gPROMS software. It was possible to conclude that the application of the proposed methodology for separation of lactic acid in fixed bed column presented better results when the temperature of 30 °C in both adsorbents. However, the Amberlite IRA 96 resin was the adsorbent that showed the best results regarding the adsorption capacity and recovery of the lactic acid after the elution step in the adsorption and desorption tests, presenting values of 33.1% (single-component solution), 34, 2% (binary mixture) and 22.9% (real solution). Both resins did not adsorb the glycerol and did not have affinity for this molecule. The model applied to obtain the simulated breakthrough curves for lactic acid under different concentration and temperature conditions predicted the experimental data well. / O ácido lático apresenta-se como uma das principais substâncias que pode ser obtida a partir da conversão química do glicerol via catálise heterogênea. Grande atenção tem sido dada atualmente à sua utilização na indústria de polímeros. Os monômeros da molécula de ácido lático podem ser usados para produção do poli ácido lático que tem aplicações como plásticos biodegradáveis. Assim, é importante o estudo e a otimização dos processos de produção, recuperação e purificação do ácido lático. Uma tecnologia bastante promissora na separação e recuperação de ácido lático consiste na cromatografia por troca iônica, onde são utilizadas resinas de troca iônica que podem ser facilmente regeneradas. Das vantagens que a cromatografia apresenta sob outros processos, pode-se destacar a redução no consumo de energia, volume de efluentes e consumo de químicos. O objetivo desse trabalho foi realizar um estudo sobre a adsorção de ácido lático (obtido da conversão do glicerol resultante da produção de biodiesel) por cromatografia de troca iônica pelas resinas Amberlite IRA 67 e IRA 96. Foram obtidas curvas de ruptura com diferentes concentrações de alimentação de ácido lático (40 - 160 g/L) e a partir delas foram construídas as isotermas de adsorção nas temperaturas de 30 °C, 40 °C e 60 °C. Com os dados de concentração de ácido lático para cada condição estudada, foi feito o ajuste do modelo de isoterma de adsorção de Lamgmuir e de Henry. Foram também realizados estudos sobre a separação e purificação em coluna de leito fixo com soluções monocomponentes de ácido lático, soluções monocomponentes de glicerol, misturas binárias (ácido lático e glicerol) e solução real obtida da conversão química do glicerol (via catálise heterogênea). O modelo de Força Motriz Linear (LDF) foi empregado para reproduzir o comportamento das curvas de ruptura e para estimar parâmetros de transferência de massa, utilizando o software comercial gPROMS. Foi possível concluir que a aplicação da metodologia proposta para separação do ácido lático em coluna de leito fixo apresentou melhores resultados quando foi utilizada a temperatura de 30 °C em ambos os adsorventes. Contudo, a resina Amberlite IRA 96 foi o adsorvente que mostrou melhores resultados quanto à capacidade de adsorção e recuperação do ácido lático após a etapa de eluição nos ensaios de adsorção e dessorção, apresentando valores de 33,1% (solução monocomponente), 34,2% (mistura binária) e 22,9% (solução real). Ambas as resinas não adsorveram o glicerol, não apresentando afinidade por esta molécula. O modelo aplicado para obtenção das curvas de ruptura simuladas para o ácido lático sob diferentes condições de concentração e temperatura, previu bem os dados experimentais.

SOUSA, S. D. N. Estudo da adsorção de etileno em filmes compósitos de quitosana e zeólita. 2016. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-10-13T11:09:58Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_sdnsousa.pdf: 1552018 bytes, checksum: 169ec9e885a2ac3c413ddc6c102af895 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-10-13T12:01:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_sdnsousa.pdf: 1552018 bytes, checksum: 169ec9e885a2ac3c413ddc6c102af895 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-13T12:01:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_sdnsousa.pdf: 1552018 bytes, checksum: 169ec9e885a2ac3c413ddc6c102af895 (MD5) Previous issue date: 2016-09-27 / Brazil produces more than 43 million tons of fruit per year, 47% of which is sold as fresh fruit and only 2% is destined for export. Aiming to increase this export, it was studied the production of chitosan and zeolite films that could adsorb the ethylene liberated by the fruits, which is one of the main factors that accelerates the metabolic activity and anticipate the aging of the fruit. Biodegradable films based on chitosan, which have important characteristics such as antibacterial and antifungal, have the support function of the zeolites that are molecular sieves capable of adsorbing ethylene, delaying the ripening of the fruits, reducing the waste and can facilitate the export. Dense and porous composite matrices were developed, differing their porosity by the drying process. Zeolite and composite matrices were characterized as their texture properties using nitrogen and carbon dioxide, scanning electron microscopy (SEM), water vapor permeability (PVA), and their ethylene adsorption capacity. The zeolite presented different porosity and surface area, using adsorption of N2 at -196ºC, or with CO2 at 0ºC, due to the low diffusion of N2 in molecular sieves. SEM showed a uniform distribution of zeolite in the polymer matrix and the appearance of pores from the lyophilization procedure. The chitosan film with 93% (m m-1) of zeolite (QZ93) had a lower adsorption capacity than the film of the same concentration that was lyophilized (QZ93Lio), because of the higher porosity, this presented adsorption value similar to Regenerated zeolite 90 ° C (ZR 90). The films of pure chitosan (Qtra), chitosan with 33% zeolite (m m-1) (QZ33) and lyophilized pure chitosan (QLio) present small amounts of adsorbed ethylene compared to other materials. All materials were able to adsorb ethylene. Its application seems quite feasible since the market value for these materials is more accessible than other adsorbents used and should be studied taking into account the amount of ethylene released by the fruit to be transported, whether or not it is necessary to use the material Which adsorbs greater amounts of ethylene. / O Brasil produz mais de 43 milhões de toneladas de frutas por ano, 47% dessa produção é vendida como frutas frescas e dessas apenas 2% é destinada à exportação. Visando o aumento dessa exportação foi estudado a obtenção de filmes de quitosana e zeólita que pudessem adsorver o etileno liberado pelos frutos, que é um dos principais fatores que acelera a atividade metabólica e antecipam o envelhecimento do fruto. Os filmes biodegradáveis a base de quitosana, que possuem características importantes como antibacterianas e antifúngicas, desempenham função de suporte das zeólitas que são peneiras moleculares capazes de adsorver etileno retardando o amadurecimento dos frutos, diminuindo o desperdício, podendo facilitar a exportação. Foram desenvolvidas matrizes compósitas densas e porosas, diferindo sua porosidade pelo processo de secagem. A zeólita e as matrizes compósitas foram caracterizadas quanto as suas propriedades texturais utilizando nitrogênio e dióxido de carbono, microscopia eletrônica de varredura (MEV), permeabilidade ao vapor de água (PVA), e quanto a sua capacidade de adsorção de etileno. A zeólita apresentou porosidade e área superficial diferentes, utilizando a adsorção de N2a -196 ºC, ou com CO2a 0 ºC, por causa da baixa difusão do N2 em peneiras moleculares. A MEV mostrou uma distribuição uniforme de zeólita na matriz polimérica e o aparecimento de poros, provenientes do procedimento de liofilização. O filme de quitosana com 93% (m m-1) de zeólita (QZ93) apresentou uma menor capacidade de adsorção que o filme de mesma concentração que foi liofilizado (QZ93Lio), por causa da maior porosidade, este apresentou valor de adsorção similar a zeólita regenerada 90°C (ZR90). Os filmes de quitosana pura (Qtra), quitosana com 33% de zeólita (m m-1) (QZ33) e quitosana pura liofilizada (QLio) apresentam quantidades de etileno adsorvidas pequenas se comparado aos outros materiais. Todos os materiais se mostraram capazes de adsorver etileno. Sua aplicação parece bastante viável já que o valor de mercado para esses materiais é mais acessível do que outros adsorventes utilizados, e deve ser estudada levando em consideração a quantidade de etileno liberada pelo fruto que se quer transportar podendo ser necessário ou não a utilização do material que adsorve maior quantidade de etileno.

SANTIAGO NETO, A. B. Propriedades catalíticas de oxidos mistos a base de ferro contendo promotores aplicados na oxidação seletiva de hidrocarbonetos. 2017. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017 / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-11-17T14:57:41Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-11-20T13:36:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-20T13:36:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_absantiagoneto.pdf: 3463384 bytes, checksum: 7bdf9a604ddc8b127448f0f5ae31a7b3 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Iron oxides containing metals were synthesized with the objective to obtain efficient solids to catalyze the styrene oxidative reaction in the presence of H2O2, one of the reaction routes for the production of benzaldehyde. Styrene is a high-value commercial monomer used in the manufacture of polymers and resins, among other applications, and its products have high commercial value. Due to the low efficiency of the commercial catalysts, solids were synthesized from the hydrotalcites. The iron-based samples containing the MeFe metals (Me = Ce, Co, Mg, Mn and Ni) were prepared by the co-precipitation method, and a MnFeSi composite was obtained by the mechanosynthesis method. The catalysts were evaluated in a batch reactor at 1 atm and 50 ºC using a molar ratio H2O2/styrene of 1 in the presence of acetone. After the reaction, the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, chemical and textural analysis, electron paramagnetic resonance (EPR) and scanning electron microscopy coupled to X-ray spectroscopy (SEM-EDX). In all cases, hematite (α-Fe2O3) and maghemite (γ-Fe2O3) spinel phases were found, and MnFeSi proved to be the most active solid also due to the stability of α-Fe2SiO4 and α-MnO2, performing an important role in the styrene oxidation. The increased performance of the MnFeSi-based hydrotalcite catalyst was also attributed to the action of the Mn promoter, acting on the structural and textural properties of the mixed oxide. With these conclusions, tests with different solvent ratios and catalyst masses can be carried out using MnFeSi in the same reaction, the oxidation of styrene, in concomitance with the oxidative reaction of ethylbenzene and benzyl alcohol, in order to find addictional routes for the production of compounds of high industrial value. Elevated conversions were obtained when 100 mg of catalyst was used, analyzing each reaction alone. As for the selectivity, the reaction with ethylbenzene had the lowest values for benzaldehyde production, which can be explained by the high deposition of coke. / Óxidos de ferro contendo metais foram sintetizados com o objetivo de obter sólidos eficientes para catalisar a oxidação do estireno na presença de H2O2, uma das rotas reacionais para a produção de benzaldeído. O estireno é um monômero de alto valor comercial utilizado na manufatura de polímeros e resinas, entre outras aplicações, e seus produtos também possuem elevada valorização comercial. Devido à baixa eficiência dos catalisadores comerciais, foram sintetizados sólidos a partir das hidrotalcitas. As amostras baseadas em óxido de ferro contendo os metais MeFe (Me = Ce, Co, Mg, Mn e Ni), foram preparados pelo método de co-precipitação, e um compósito MnFeSi foi obtido pelo método de mecanossíntese. Os catalisadores foram avaliados em um reator batelada, a 1 atm e 50°C, utilizando uma razão molar H2O2/estireno de 1 na presença de acetona. Após a reação, os catalisadores foram caracterizados por medidas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, análises química e textural, ressonância paramagnética de elétrons (EPR) e microscopia electrônica de varredura acoplada a energia dispersiva de espectroscopia de raios-X (MEV-EDX). Em todos os casos, foram encontradas fases de espinélio de hematita (-Fe2O3) e maghemita (-Fe2O3), sendo que o MnFeSi se mostrou sendo o sólido mais ativo também devido à estabilidade das fases α-Fe2SiO4 e α-MnO2, desempenhando um importante papel na oxidação do estireno. O aumento do desempenho do catalisador de hidrotalcita à base de MnFeSi foi também atribuído à ação do promotor Mn, agindo nas propriedades estruturais e texturais do óxido misto. Com isso, pode-se realizar testes com proporções de solvente e massas de catalisador diferentes utilizando MnFeSi na mesma reação, a de oxidação do estireno, em concomitância com a reação de oxidação do etilbenzeno e do álcool benzílico, a fim de se encontrar rotas adicionais para a obtenção de compostos de alto valor industrial. Conversões elevadas foram obtidas quando se utilizou 100 mg de catalisador, analisando cada reação isoladamente. Quanto à seletividade, a reação com etilbenzeno apresentou os menores valores para a produção de benzaldeído, o que pode ser explicado pela elevada deposição de coque.

Modelos simplificados fisicamente interpretáveis são importantes em diversas aplicações industriais. Colunas de destilação, dada sua importância para a lucratividade da planta e por consumirem muita energia, requerem modelos estáticos e dinâmicos dessa natureza, que auxiliem para a sua operação ótima. Como aplicações de tais modelos, destacam-se controle, otimização e treinamento de operadores. Esse campo de pesquisa é promissor, uma vez que, apesar da complexidade destes sistemas, estes apresentam uma dinâmica dominante de baixa ordem para as composições. Nesta dissertação é proposto um método rápido e preciso para determinação desta dinâmica dominante. Para tanto, considera-se uma coluna como sendo a combinação de quatro subsistemas: condensador (I), refervedor (II), zona de retificação (III) e zona de esgotamento (IV). Para (III) e (IV) são propostas expressões simples e com significado físico (shortcuts dinâmicos) para as constantes de tempo dominantes de cada seção. Expressões completas para o modelo estático de cada seção são também propostas em conjunto com um método para a geração da respectiva álgebra de blocos, que evidencia os reciclos entre os estágios de cada seção. Os reciclos entre os subsistemas (I) a (IV) são os responsáveis pelo deslocamento dos polos dominantes de cada seção, o que conduz à dinâmica dominante da coluna. Este fenômeno é explicado pela álgebra de blocos entre estes subsistemas proposta neste trabalho. Ainda que as expressões para as constantes de tempo dominantes de cada seção sejam oriundas de um modelo linearizado da mesma, a álgebra de blocos entre as seções introduz a não linearidade que explicita a dinâmica dominante da coluna, decorrente das correntes de refluxo. Por serem sistemas multivariáveis, shortcuts para a predição da direcionalidade, com base no deslocamento dos perfis de composições estacionárias de cada seção após estas sofrerem perturbações, são também propostos. Shortcuts para a álgebra de blocos, que explicitam qual seção da coluna é a dominante frente à outra, também são apresentados. Todas as métricas citadas são rápidas e precisas. Os erros relativos correspondentes aos modos dinâmicos são em sua maioria inferiores a 10% quando comparados com o respectivo modelo linear completo. A álgebra de blocos é exata e fornece métricas para explicar a dinâmica dominante de colunas. Contudo, é necessário ter posse de um modelo linear. Na ausência deste, almeja-se que as bases dinâmicas do método proposto auxiliem para o desenvolvimento de modelos caixa cinza para colunas reais, com o auxílio de dados de planta. / Simplified models that provide insight about the system physics are important to many industrial applications. Distillation columns, due to their contributions to process profitability and their high energy consumption, require static and dynamic models of this class, which are helpful to their optimal operation. Key applications of such models are control, optimization and operator training. This research field is promising, since despite distillation columns having complex dynamic behavior, their composition responses present low order dynamics. In this work, a fast and accurate method, for prediction of the mentioned dominant response, is presented. For this goal, the column is considered as the combination of four subsystems: condenser (I), reboiler (II), rectifying zone (III) and stripping zone (IV). For (III) and (IV), simple expressions for the dominant time constant of each column section, featuring insight of the physics (dynamic shortcuts), are proposed. Full expressions for the static gains of each section are also proposed with a method to generate the respective block diagram algebra. The recycle streams between all the (I) to (IV) subsystems move the poles of each subsystem, leading to the column dominant dynamics. This is explained by the full block algebra between all the subsystems that’s proposed in this work. Even if the dominant time constants of each section are generated from its linear model, the block algebra between the sections inserts the non-linearity that explains the column’s dominant behavior due to the recycle streams. Since distillation columns are multivariate systems, shortcuts that predict the process directionality, with basis on the stationary composition profiles changes, are also proposed. Shortcuts for the block diagram algebra, which make explicit the section with dominant dynamics, are also presented. All of the methods presented are fast, simple and accurate. The relative errors for the sections time constants are mostly inferior to 10% when compared to the respective full order linear model. The block algebra is exact and provides insight on the dominant dynamic behavior of the columns. However, linear models of the systems are required. In absence of linear models, one important future goal of this work is to verify its applicability to build grey box models, with support of industrial data, for real columns.

PINTO, A. M. B. Desenvolvimento de filmes e revestimentos biodegradáveis à base de amido e goma de cajueiro e montmorilonita. 2012. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-13T11:30:51Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ambpinto.pdf: 2321866 bytes, checksum: ceb1e68ad0e8bbdfdf52c0c01feac58f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-13T17:19:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ambpinto.pdf: 2321866 bytes, checksum: ceb1e68ad0e8bbdfdf52c0c01feac58f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-13T17:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ambpinto.pdf: 2321866 bytes, checksum: ceb1e68ad0e8bbdfdf52c0c01feac58f (MD5) Previous issue date: 2012 / The purpose of this study was to develop biodegradable films based on starch and cashew gum, added or not with montmorillonite. At a first stage, a central composite experimental design was carried out from mixtures of starch and cashew gum (1:1, m: m) added with different concentrations of montmorillonite (0-15% - MMT) and submitted to variable ultrasound times (0-5 min), In a study of variations in the performance of films produced by casting. The films were evaluated in terms of optical properties, mechanical, barrier and thermal. As well as scanning electron microscopy (SEM) and contact angle. In a second stage of the work, the formulations of the films based on starch and cashew tree gum (SCG) and starch cashew tree gum and montmorillonite (SCG-MMT) were tested as coatings for cashew kernels. The kernels coated with SCG and SCG-MMT, as a control (uncoated kernels) were placed in plastic bags of low density polyethylene, stored at room temperature and relative humidity and their stability were evaluated. Stability tests were based on measurements of moisture absorption, water activity and the degree of oxidation of almonds (determined by peroxide value and acid value). The increase of MMT concentration interfered with the optical properties of the films, increasing its opacity. The water vapor permeability of films was significantly (p <0.05) reduced by the MMT. The tensile strength and elastic modulus showed a peak in an intermediate range of concentration of MMT. The time of ultrasound favors the dispersion of clay in low concentrations of MMT, but at higher concentrations et led to formation of agglomerates, which also appeared in SEM micrographs. With the increase of ultrasound times tensile strength and modulus tended to increase. DSC curves of starch, cashew gum and the film produced without MMT the endothermic peaks had similar MMT about 110 ° C, that may be related superposition events such as the vaporization of water and melting of the crystalline phase of the components. The contact angle measurement showed that the films are highly hydrophilic. Stability tests performed show that the coatings AG and AG-MMT give less acidity and peroxide value when compared to a control, may be an alternative of the use to increase the shelf life of almonds cashew nuts serving as primary packaging. / O objetivo desse trabalho foi desenvolver filmes biodegradáveis à base de amido e goma de cajueiro, acrescidos ou não de montmorilonita. Em uma primeira etapa, foi feito um delineamento experimental composto central a partir de misturas entre amido e goma de cajueiro (1:1, m:m) adicionadas de diferentes concentrações da argila montmorilonita (0 a 15% - MMT) e tempos de ultrassom (0 a 5 min), onde foi realizado um estudo das variações de desempenho de filmes produzidos por deposição (casting), em função das variáveis. Os filmes foram avaliados em termos de propriedades óticas, mecânicas, de barreira e térmicas e analisados por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ângulo de contato. Em uma segunda etapa do trabalho, as formulações dos filmes amido e goma de cajueiro (AGC) e os de amido, goma de cajueiro e montmorilonita AGC-MMT foram testadas como revestimentos para amêndoas de castanhas de caju. As amêndoas revestidas com AGC e AGC-MMT, assim como um controle (amêndoas sem revestimento), foram acondicionadas em sacos plásticos de polietileno de baixa densidade, estocadas em temperatura e umidade ambiente e tiveram sua estabilidade avaliada. Os testes de estabilidade realizados foram baseados em medidas de absorção de umidade, atividade de água e do grau de oxidação das amêndoas (determinado por índice de peróxido e índice de acidez). O incremento de MMT interferiu nas propriedades óticas dos filmes, aumentando sua opacidade. A permeabilidade ao vapor de água dos filmes produzidos foi significativamente (p < 0,05) reduzida pela MMT. A resistência à tração e o módulo elástico apresentaram valores máximos em uma faixa intermediária de concentração de MMT. O tempo de ultrassom favoreceu a dispersão da argila em concentrações baixas de MMT, porém em concentrações maiores favorece a formação de aglomerados, o que também é visualizado nas micrografias obtidas por MEV. Com o aumento do tempo de ultrassom, a resistência à tração e o módulo tenderam a aumentar. As curvas de DSC do amido, goma de cajueiro e do filme produzido sem MMT apresentaram picos endotérmicos similares em torno de 110°C, que podem estar relacionados à superposição de eventos como vaporização da água e fusão da fase cristalina dos componentes. A medida do ângulo de contato comprovou que os filmes produzidos são altamente hidrofílicos. Os testes de estabilidade realizados mostram que os revestimentos AGC e AGC-MMT conferem menor acidez e índice de peróxidos quando comparados a um controle podendo ser uma alternativa para aumento da vida de prateleira das amêndoas de castanhas de caju, servindo como embalagem primária.