O ponto de partida para a preparação de membranas poliméricas por inversão de fases (IF) é ter uma solução termodinamicamente estável. A teoria de Flory-Huggins guiou a construção dos diagramas ternários para os sistemas água/ácido fórmico/poliamida 66 e água/ácido clorídrico/poliamida 66, comparando os dados experimentais com dados teóricos, identificando o tipo de separação de fases que ocorre e descrevendo o comportamento termodinâmico dos processos de formação de membranas assimétricas preparadas por IF. Neste trabalho foi avaliado o comportamento termodinâmico de soluções de poliamida 66 (PA66) em ácido fórmico (FA) e em ácido clorídrico (HC), quanto à classificação como soluções verdadeiras. Foi determinada a massa molar viscosimétrica média (Mv) da PA66 comercial utilizada, sendo 11 600 g·mol-1. Foram caracterizados a PA66 e os filmes de PA66 em FA e PA66 em HC, por calorimetria diferencial de varredura (DSC), por difração de raios X (DRX), por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O método UNIFAC (universal quasi-chemical funtional group activity coefficient) foi usado para a determinação dos parâmetros de interação não-solvente/solvente (g12) para os sistemas H2O/FA e H2O/ HC. A partir de medidas de inchamento (swelling) o parâmetro de interação nãosolvente/ polímero ( 13) para H2O/PA66 encontrado foi de 2,77. Os parâmetros de interação solvente/polímero ( 23) foram determinados por meio de medidas de pressão de vapor (VP) para os sistemas PA66/FA e PA66/HC,sendo de –9,0 e –7,74 respectivamente. A curva do ponto de névoa (cloud point curve) teórica foi calculada com base na “Boom’s LCP Correlation” e comparada à curva do ponto de névoa experimental. A energia livre de Gibbs da mistura (ΔGm) ternária e o 23, indicam que o FA é o melhor solvente para a PA66, porém, a concentração do HC (37-38%), sua volatilidade e a fração volumétrica de PA66 ( 3) dissolvida, mostram que o HC também é um bom solvente para a PA66, fato comprovado pela morfologia das membranas obtidas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T15:51:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joceli Duarte.pdf: 3413668 bytes, checksum: 3084127ba860da6b0ad367953aa2d00c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T15:51:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joceli Duarte.pdf: 3413668 bytes, checksum: 3084127ba860da6b0ad367953aa2d00c (MD5) / The starting point for the preparation of polymer membranes by phase inversion is having a thermodynamically stable solution. The Flory-Huggins theory guided the construction of the ternary diagrams for water/formic acid/polyamide 66 and water/hydrochloric acid/ polyamide 66 systems by comparing the experimental data with theoretical, identifying the type of phase separation occurring, and describing the behavior of the thermodynamic processes of formation of asymmetric membranes prepared by phase inversion. In this work, the thermodynamic behavior of solutions of polyamide 66 (PA66) in formic acid (FA) and in hydrochloric acid (HC), was studied to evaluate their classification as true solutions. The viscosimetric average molar mass (Mw) of commercial PA66 was determined to be ≈ 11 600 g·mol-1. The PA66 and PA66 films in AF and in HC were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), by X-ray diffraction (XRD), by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and by scanning electron microscopy (SEM). The UNIFAC method (universal quasi-chemical funtional group activity coefficient) was used for the determination of non-solvent/solvent interaction parameters (g12) for the H2O/FA and H2O/HCsystems. From measurements of swelling, the polymer/non-solvent interaction parameter ( 13) for H2O/PA66 was found to be 2.77. The solvent/polymer interaction parameters ( 23) were determined as –9.0 and –7.74 by measuring the vapor pressure (VP) systems for PA66/FA and PA66/HC, respectively. The theoretical cloud point curve was calculated based on "Boom's LCP Correlation" and compared to the curve of the experimental cloud point. The ternary Gibbs free energy of mixing (ΔGm) and 23, indicate that the FA is the best solvent for the PA66, however, the concentration of HC (37-38%), its volatility and the volume fraction of dissolved PA66 ( 3), show that HC is also a good solvent for the PA66, which is proven by the membrane morphology obtained.

O ponto de partida para a preparação de membranas poliméricas por inversão de fases (IF) é ter uma solução termodinamicamente estável. A teoria de Flory-Huggins guiou a construção dos diagramas ternários para os sistemas água/ácido fórmico/poliamida 66 e água/ácido clorídrico/poliamida 66, comparando os dados experimentais com dados teóricos, identificando o tipo de separação de fases que ocorre e descrevendo o comportamento termodinâmico dos processos de formação de membranas assimétricas preparadas por IF. Neste trabalho foi avaliado o comportamento termodinâmico de soluções de poliamida 66 (PA66) em ácido fórmico (FA) e em ácido clorídrico (HC), quanto à classificação como soluções verdadeiras. Foi determinada a massa molar viscosimétrica média (Mv) da PA66 comercial utilizada, sendo 11 600 g·mol-1. Foram caracterizados a PA66 e os filmes de PA66 em FA e PA66 em HC, por calorimetria diferencial de varredura (DSC), por difração de raios X (DRX), por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O método UNIFAC (universal quasi-chemical funtional group activity coefficient) foi usado para a determinação dos parâmetros de interação não-solvente/solvente (g12) para os sistemas H2O/FA e H2O/ HC. A partir de medidas de inchamento (swelling) o parâmetro de interação nãosolvente/ polímero ( 13) para H2O/PA66 encontrado foi de 2,77. Os parâmetros de interação solvente/polímero ( 23) foram determinados por meio de medidas de pressão de vapor (VP) para os sistemas PA66/FA e PA66/HC,sendo de –9,0 e –7,74 respectivamente. A curva do ponto de névoa (cloud point curve) teórica foi calculada com base na “Boom’s LCP Correlation” e comparada à curva do ponto de névoa experimental. A energia livre de Gibbs da mistura (ΔGm) ternária e o 23, indicam que o FA é o melhor solvente para a PA66, porém, a concentração do HC (37-38%), sua volatilidade e a fração volumétrica de PA66 ( 3) dissolvida, mostram que o HC também é um bom solvente para a PA66, fato comprovado pela morfologia das membranas obtidas. / The starting point for the preparation of polymer membranes by phase inversion is having a thermodynamically stable solution. The Flory-Huggins theory guided the construction of the ternary diagrams for water/formic acid/polyamide 66 and water/hydrochloric acid/ polyamide 66 systems by comparing the experimental data with theoretical, identifying the type of phase separation occurring, and describing the behavior of the thermodynamic processes of formation of asymmetric membranes prepared by phase inversion. In this work, the thermodynamic behavior of solutions of polyamide 66 (PA66) in formic acid (FA) and in hydrochloric acid (HC), was studied to evaluate their classification as true solutions. The viscosimetric average molar mass (Mw) of commercial PA66 was determined to be ≈ 11 600 g·mol-1. The PA66 and PA66 films in AF and in HC were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), by X-ray diffraction (XRD), by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and by scanning electron microscopy (SEM). The UNIFAC method (universal quasi-chemical funtional group activity coefficient) was used for the determination of non-solvent/solvent interaction parameters (g12) for the H2O/FA and H2O/HCsystems. From measurements of swelling, the polymer/non-solvent interaction parameter ( 13) for H2O/PA66 was found to be 2.77. The solvent/polymer interaction parameters ( 23) were determined as –9.0 and –7.74 by measuring the vapor pressure (VP) systems for PA66/FA and PA66/HC, respectively. The theoretical cloud point curve was calculated based on "Boom's LCP Correlation" and compared to the curve of the experimental cloud point. The ternary Gibbs free energy of mixing (ΔGm) and 23, indicate that the FA is the best solvent for the PA66, however, the concentration of HC (37-38%), its volatility and the volume fraction of dissolved PA66 ( 3), show that HC is also a good solvent for the PA66, which is proven by the membrane morphology obtained.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-06T12:00:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1865685 bytes, checksum: 312c6ff5ca16a7cd5c2b8bd1317dbe0e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T12:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1865685 bytes, checksum: 312c6ff5ca16a7cd5c2b8bd1317dbe0e (MD5) Previous issue date: 2016-06-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As indústrias de cosméticos têm grande importância na economia nacional, com elevada representação por empreendimentos de pequeno e médio porte. Os processos produtivos desses empreendimentos são responsáveis pela geração de efluentes considerados de grande potencial poluidor, devendo ser tratados adequadamente antes de seu lançamento. A presente pesquisa teve como objetivo o estudo da tratabilidade de efluentes líquidos provenientes de duas indústrias de cosméticos capilares de pequeno porte. O levantamento bibliográfico realizado apontou lacunas no que se refere ao tratamento de efluentes dessa tipologia industrial, tanto com relação às técnicas de tratamento, considerando por exemplo a variabilidade dos efluentes reais, quanto à importância em se considerar a redução da carga tóxica dos mesmos. Uma batelada de testes de toxicidade com espécies de três níveis tróficos (produtores primários e consumidores primários e secundários) indicaram os microcrustáceos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia como organismos-teste mais sensíveis aos efluentes brutos gerados pelas indústrias de cosméticos capilares, embora tenha sido observada elevada sensibilidade das demais espécies testadas (Raphidocelis subcapitata, Hyalella azteca e Danio rerio). A menor toxicidade foi observada para o peixe D. rerio, com índice CE(I)50 de 2,7 %, o que ainda representa elevada toxicidade aguda. Estudos de tratabilidade por ensaios em escala de bancada foram realizados para processos físico-químicos de coagulação/floculação, processos de separação por membranas de ultrafiltração e nanofiltração e combinação desses com processo de adsorção em carvão ativado em pó. Os tratamentos físico-químicos permitiram elevadas reduções de turbidez e óleos e graxas. Foram também alcançadas, em maior ou menor grau, reduções da DQO total e toxicidade, mas somente após a adsorção foram obtidas reduções de matéria orgânica dissolvida. Testes de biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia indicaram a viabilidade do tratamento biológico, mas com questões ainda a serem elucidadas, como a contribuição de processos abióticos na redução da matéria orgânica e o efeito de subprodutos ou metabólitos das reações biológicas sobre a toxicidade das amostras tratadas. / The cosmetic industry contributes greatly to the national economy, with a high percentage of small and medium-sized enterprises. Despite major financial constraints, the small-scale industrial processes are responsible for wastewater generation with high pollution potential that should be treated appropriately before released to the environment. This research aimed to study the treatability of two small hair care products industries wastewaters. The technical literature revealed shortcomings in cosmetic industry wastewater treatment, regarding treatment techniques, considering the large variability in wastewater quality, as well as the need for toxicity reduction. Toxicity tests were performed with aquatic species from three trophic levels (primary producers and primary and secondary consumers) and indicated microcrustaceans Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia as the most sensitive test organisms, although all species (Raphidocelis subcapitata, Hyalella azteca and Danio rerio) showed high sensitivity, with the highest toxicity index (lowest toxicity) found for the fish D. rerio (2,7 %). Bench-scale treatability studies were performed, including coagulation/flocculation physicochemical processes and membranes filtration. Both of these techniques were also combined with powdered activated charcoal adsorption. Physicochemical treatments reduced turbidity and oils and greases. They also achieved some degree of toxicity and total COD reductions, but dissolved organic matter content was only reduced after adsorption. Aerobic and anaerobic biodegradability tests indicated the feasibility of applying biological treatment at full scale, but there are still points to be elucidated, such as the contribution of abiotic processes in the reduction of organic matter and the effects of by-products or microbial metabolites on the toxicity of treated wastewaters.

Atualmente, existe no mundo a necessidade de buscar alternativas aos combustíveis fósseis por fontes renováveis para a produção de energia. O gás natural possui vantagens significativas em relação a outros combustíveis fósseis, em especial pela redução nas emissões atmosféricas provenientes da sua combustão. O uso do metano presente no biogás é uma alternativa renovável ao uso do gás natural nas suas diversas aplicações, incluindo gás natural veicular. Para separação de metano, membranas têm recebido grande atenção devido às diversas vantagens, tais como eficiência energética na operação e baixo impacto ambiental com relação à outras tecnologias. Membranas poliméricas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polissulfona (PSf) foram sintetizadas através do método de inversão de fases. A realização de ensaios de permeação sob uma faixa de pressão de operação entre 2 e 5 bar, e sob uma faixa de temperatura de operação entre 20 e 45°C, e a análise da morfologia das membranas através de microscopia eletrônica de varredura em amostras das membranas, permitiram que fossem identificados os mecanismos de transporte atuantes nas membranas poliméricas. Os mecanismos de transporte contribuíram para a investigação e o entendimento da influência dos parâmetros de operação (temperatura e pressão) sobre a permeabilidade e a seletividade na separação de gases (CO2/CH4) nas membranas poliméricas. As membranas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) apresentaram elevada permeabilidade para ambos os gases em todas as pressões (2 a 5 bar) e temperaturas (20 a 45°C) estudadas, porém não se mostraram atraentes para esta aplicação devido à baixa seletividade na separação de gases, enquanto que as membranas de polissulfona (PSf) demonstraram boas perspectivas para esta aplicação, devido a uma melhor relação entre permeabilidade e seletividade. O incremento da pressão dentro da faixa estudada (2 a 5 bar) resultou em menores fluxos de permeado para o gás CO2, e fluxos de permeado constantes e por vezes maiores para o gás CH4. O incremento da temperatura aumentou o fluxo de permeado de ambos os gases. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-23T17:07:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Lucas David Biondo.pdf: 222796 bytes, checksum: b99e9c379f231389dd82488dab084019 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-23T17:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Lucas David Biondo.pdf: 222796 bytes, checksum: b99e9c379f231389dd82488dab084019 (MD5) / Currently, there is a need in the world to substitute fossil fuels for renewable sources in the energy production. Natural gas has significant advantages over other fossil fuels, in particular the reduction in atmospheric emissions from their combustion. The use of methane, present in biogas, is a renewable alternative instead of using natural gas in its various applications, including as an alternative energy for vehicles. Within this context, polymeric membranes have received great attention due to several advantages, such as energy efficiency in operation and low environmental impact regarding to other technologies. Polymeric Membranes of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and polysulfone (PSf) were synthesized by the phase inversion method. Permeation testing under a range of operating pressure between 2 and 5 bar, and under a range of operating temperature between 20 and 45 °C, together with morphology analysis by scanning electron microscopy, allowed to identify the transport mechanism acting in the polymeric membranes. The transport mechanisms contributed to investigate and understand the influence of operating parameters (temperature and pressure) on permeability and selectivity in gas separation (CO2/CH4) in the polymeric membranes. The membranes of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) showed high permeability to both gases at all pressures (2 to 5 bar) and temperatures (20 to 45 °C) studied,, however, not attractive for this application due to low selectivity in gas separation, while the membranes of polysulfone (PSf) showed good prospects for this application, due to a better relationship between permeability and selectivity. Increasing pressure within the studied range (2 to 5 bars) resulted in lower permeate fluxes for CO2 and permeate flows constant and occasionally higher for CH4. The increase in temperature increased the permeate flux of both gases.

Atualmente, existe no mundo a necessidade de buscar alternativas aos combustíveis fósseis por fontes renováveis para a produção de energia. O gás natural possui vantagens significativas em relação a outros combustíveis fósseis, em especial pela redução nas emissões atmosféricas provenientes da sua combustão. O uso do metano presente no biogás é uma alternativa renovável ao uso do gás natural nas suas diversas aplicações, incluindo gás natural veicular. Para separação de metano, membranas têm recebido grande atenção devido às diversas vantagens, tais como eficiência energética na operação e baixo impacto ambiental com relação à outras tecnologias. Membranas poliméricas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polissulfona (PSf) foram sintetizadas através do método de inversão de fases. A realização de ensaios de permeação sob uma faixa de pressão de operação entre 2 e 5 bar, e sob uma faixa de temperatura de operação entre 20 e 45°C, e a análise da morfologia das membranas através de microscopia eletrônica de varredura em amostras das membranas, permitiram que fossem identificados os mecanismos de transporte atuantes nas membranas poliméricas. Os mecanismos de transporte contribuíram para a investigação e o entendimento da influência dos parâmetros de operação (temperatura e pressão) sobre a permeabilidade e a seletividade na separação de gases (CO2/CH4) nas membranas poliméricas. As membranas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) apresentaram elevada permeabilidade para ambos os gases em todas as pressões (2 a 5 bar) e temperaturas (20 a 45°C) estudadas, porém não se mostraram atraentes para esta aplicação devido à baixa seletividade na separação de gases, enquanto que as membranas de polissulfona (PSf) demonstraram boas perspectivas para esta aplicação, devido a uma melhor relação entre permeabilidade e seletividade. O incremento da pressão dentro da faixa estudada (2 a 5 bar) resultou em menores fluxos de permeado para o gás CO2, e fluxos de permeado constantes e por vezes maiores para o gás CH4. O incremento da temperatura aumentou o fluxo de permeado de ambos os gases. / Currently, there is a need in the world to substitute fossil fuels for renewable sources in the energy production. Natural gas has significant advantages over other fossil fuels, in particular the reduction in atmospheric emissions from their combustion. The use of methane, present in biogas, is a renewable alternative instead of using natural gas in its various applications, including as an alternative energy for vehicles. Within this context, polymeric membranes have received great attention due to several advantages, such as energy efficiency in operation and low environmental impact regarding to other technologies. Polymeric Membranes of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and polysulfone (PSf) were synthesized by the phase inversion method. Permeation testing under a range of operating pressure between 2 and 5 bar, and under a range of operating temperature between 20 and 45 °C, together with morphology analysis by scanning electron microscopy, allowed to identify the transport mechanism acting in the polymeric membranes. The transport mechanisms contributed to investigate and understand the influence of operating parameters (temperature and pressure) on permeability and selectivity in gas separation (CO2/CH4) in the polymeric membranes. The membranes of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) showed high permeability to both gases at all pressures (2 to 5 bar) and temperatures (20 to 45 °C) studied,, however, not attractive for this application due to low selectivity in gas separation, while the membranes of polysulfone (PSf) showed good prospects for this application, due to a better relationship between permeability and selectivity. Increasing pressure within the studied range (2 to 5 bars) resulted in lower permeate fluxes for CO2 and permeate flows constant and occasionally higher for CH4. The increase in temperature increased the permeate flux of both gases.

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis / The cultivation of microalgae is a feedstock for biofuel production and carbon sequestration due to advantages such as high-biomass production and, fast growth when compared to other energy sources and does not require fertile land. This work aimed to study methods for biomass concentration. The microalgae used was Isochrysis galbana. The cultivation lasted 20 days and initial concentration of 70,000 cells / mL F2/Guillard culture medium and were performed in. Photobioreactors of 500 mL, 3 L and 12 L. The experiments were conducted in photoperiod of 12 h light / dark, temperature of 27-29 C. At the end of cultivation, samples were taken for the sequence of separation processes Initially, tests were performed on microfiltration membrane with 0.45 μm pore diameter in a dead-end procedure, and the rapid and intense formation of fouling layer was noted. One step of preliminary separation by flocculation previous to microfiltration was added to the process, using Al2(SO4)3 as flocculant agent. The coagulated medium was then filtered and microfiltered. The combined study of three separation steps allowed 99% removal of biomassa.O oil content obtained was 22.4%. Therefore, the work presents a configuration in biomass concentration of Isochrysis galbana aiming at the process of production of biofules

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis / The cultivation of microalgae is a feedstock for biofuel production and carbon sequestration due to advantages such as high-biomass production and, fast growth when compared to other energy sources and does not require fertile land. This work aimed to study methods for biomass concentration. The microalgae used was Isochrysis galbana. The cultivation lasted 20 days and initial concentration of 70,000 cells / mL F2/Guillard culture medium and were performed in. Photobioreactors of 500 mL, 3 L and 12 L. The experiments were conducted in photoperiod of 12 h light / dark, temperature of 27-29 C. At the end of cultivation, samples were taken for the sequence of separation processes Initially, tests were performed on microfiltration membrane with 0.45 μm pore diameter in a dead-end procedure, and the rapid and intense formation of fouling layer was noted. One step of preliminary separation by flocculation previous to microfiltration was added to the process, using Al2(SO4)3 as flocculant agent. The coagulated medium was then filtered and microfiltered. The combined study of three separation steps allowed 99% removal of biomassa.O oil content obtained was 22.4%. Therefore, the work presents a configuration in biomass concentration of Isochrysis galbana aiming at the process of production of biofules

A presença de compostos de nitrogênio nos seus diferentes estados de oxidação é um indicativo de contaminação de recursos hídricos e de possíveis condições higiênico sanitárias insatisfatórias para a população que usufrui da água para consumo. O nitrito e o nitrato estão associados a dois efeitos adversos à saúde: a indução à metemoglobinemia nas crianças (síndrome do bebê azul) e a formação potencial de nitrosaminas e nitrosamidas carcinogênicas em adultos. O excesso de nitrogenados nas águas superficiais é derivado, na sua maioria, de dejeto animal, efluentes domésticos, efluentes industriais e de fertilizantes agrícolas. Neste contexto, busca-se avaliar a contaminação das águas de corpos hídricos do município de Caxias do Sul por compostos de nitrogênio, através da determinação de nitrogênio amoniacal, nitratos e nitrito, frente à resolução do CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE n° 357. No Brasil, a concentração máxima permitida de nitrato, nitrito e nitrogênio amoniacal na água potável é de 10, 1,0, e 1,5 mg.L-1, respectivamente (CONAMA, 2005). Para atingir os padrões de potabilidade, alguns métodos convencionais de tratamento são utilizados atualmente: troca iônica, adsorção, desnitrificação biológica e, também, os processos de separação por membranas. Neste trabalho, foram testados dois sistemas distintos de PSM para tratar e separar os íons nitrato (NO3 -), nitrito (NO2 -) e amônia (NH4 +): a osmose inversa (OI) e a eletrodiálise (ED). Soluções sintéticas contendo os íons de interesse foram utilizadas com os dois processos, separadamente. Posteriormente, uma amostra real, proveniente de um arroio de Caxias do Sul, foi testada com o sistema de OI para analisar a sua eficiencia de remoção dos íons supracitados. Os resultados dos ensaios de ED e OI, para as soluções sintéticas foram de um percentual de remoção acima de 90%. Para a amostra real de água, os resultados da OI demonstraram uma eficiência de remoção acima de 90% para nitritos e amônia, e de 20% para os nitratos. Atribuindo este último resultado às interações iônicas decorrentes dos diversos íons em solução. Conclui-se então, que ambas as técnicas foram efetivas para remoção de nirogenados das soluções e amostra real testadas. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / The presence of nitrogen compounds in their different oxidation states is an indicator of contamination of water resources and possible unsatisfactory sanitary conditions for the population that consumes this water. Nitrite and nitrate are associated with a number of adverse health effects: induction of methemoglobinemia in infants and a potential formation of carcinogenic nitrosamines and nitrosamides in adults. Excess of nitrogen in surface water is mostly derived from animal waste, household and industrial effluents, agricultural fertilizers. In this context, the aim is to evaluate the contamination of the water bodies of the municipalities of Caxias do Sul by nitrogen compounds, through the determination of ammoniacal nitrogen, nitrates and nitrite, before the resolution of the NATIONAL ENVIRONMENTAL COUNCIL (CONAMA) n° 357. In Brazil, the maximum concentration of nitrate, nitrite and ammoniacal nitrogen in water is 10, 1.0, and 1.5 mg.L-1, respectively (CONAMA, 2005). To achieve potability standards, some of the treatment methods that are currently used are: ion exchange, adsorption, biological denaturing, and also membrane separation processes (MSP). In this work, two different MSP systems were tested to treat and separate nitrate (NO3 -), nitrite (NO2 -) and ammonia (NH4 +) ions: reverse osmosis (RO) and electrodialysis (ED). The synthetic solutions containing the ions of interest were used with both processes, separately. Subsequently, a real sample from Arroio Belo (Caxias do Sul) was tested with the system to evaluate its efficiency of removal of ions mentioned above. The results of the ED and RO tests, for which they were synthesized at a removal percentage above 90%. For Arroio Belo water, RO results showed a removal efficiency above 90% for nitrites and ammonia, and 20% for nitrates. Assigning the latter result to the interactions, it was concluded that the units were effective for the removal of nitrogenous from the solutions and from the Arroio Belo sample tested.

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aragao_VitorCardoso_M.pdf: 24667978 bytes, checksum: b244b99f0ba81a272f7b8a6fc720e5d1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

O uso de membranas poliméricas vem sendo extensivamente estudado para operações de separação. O estudo de materiais e metodologias para desenvolvimento de tais membranas para redução de custos e melhora em propriedades, faz-se necessário frente a este cenário. No processo de preparação de membranas, materiais orgânicos, tais como polímeros, elastômeros, são empregados com a possibilidade de incorporação de materiais de reforço e para modificar as características de forma a favorecer determinados processos. Estas membranas são chamadas compósitas, obtidas pela dispersão física de um componente na matriz polimérica, sendo que as dimensões da fase dispersa variam da escala micrométrica a nanométrica e a interface entre as fases deve ser bem definida. As fibras naturais tem destaque como materiais de reforço, devido sua natureza renovável e sua vasta fonte de matéria-prima, além de apresentarem boas propriedades mecânicas e baixo custo. A celulose presente na parede celular de plantas pode ser purificada, isolada e incorporada a membranas atuando como agente de reforço. As técnicas de hidrólise são metodologias empregadas para isolar cristais de celulose, que utilizam diferentes ácidos, resultando em diferentes materiais. Neste trabalho foi empregada celulose 1kraft de Eucalyptus ssp seguindo duas metodologias para isolamento de micro (MCC) e nanocristais celulósicos (CNC) utilizando ácido clorídrico e ácido sulfúrico (HCl e H2SO4). A incorporação destes materiais em membranas de polissulfona (PSf) foi avaliada por fluxo de permeado, rejeição de proteínas, ângulo de contato e microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. As nanoceluloses apresentaram diâmetro, comprimento definidos e razão de aspecto favorável a incorporação em membranas poliméricas. A solução de nanocelulose obtida pela hidrólise com H2SO4 pode ser considerada mais estável, pois apresentou menos aglomerações. A adição de microcelulose e nanocristais de celulose às membranas de polisulfona (PSf) se mostrou satisfatória para a preparação das membranas poliméricas. Ocorreu aumento na rejeição das proteínas submetidas, da seletividade e da hidrofilia para as membranas reforçadas, principalmente com nanocelulose obtida por hidrólise com HCl. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-03-04T17:08:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diana Favero.pdf: 2660380 bytes, checksum: 03cfad09eac7d1d57e9de212d7afcbc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T17:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diana Favero.pdf: 2660380 bytes, checksum: 03cfad09eac7d1d57e9de212d7afcbc9 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / The use of polymeric membranes has been extensively studied for separation processes. The study of materials and methodologies for development of such membranes for cost reduction and improvement in their properties are necessary to face this scenario. In the preparation of membranes, organic materials such as polymers and elastomers are employed with the possibility of incorporation of reinforcement materials and to modify the characteristics to favor certain processes. These membranes are called composite, they are obtained by dispersing a physical component in the polymer matrix, where the size of the dispersed phase varies from micrometer to nanometer scale and the interface between the phases must be well defined. Natural fibers has highlighted as a reinforcing material due to their renewable nature and vast source of raw materials, in addition having good mechanical properties and low cost. The plant cell wall cellulose can be purified, isolated and incorporated into membranes acting as reinforcing agent. The hydrolysis techniques are employed methodologies for isolating crystals of cellulose, using different acids resulting in different properties. In this work we used Kraft pulp from Eucalyptus ssp following two methods for isolation (acids HCl and H2SO4) of micro (MCC) and nanocrystals (NCC) of cellulose. Incorporating these materials into membranes of polysulfone (PSf) were evaluated for permeate flux, rejection protein, contact angle and scanning and transmission electron microscopy. Nanocelulose presented diameter and length defined and favorable aspect ratio for incorporation into polymeric membranes. The solution obtained after hydrolysis with H2SO4 can be consider more stable as it presented less agglomerations. The addition of microcellulose and cellulose nanocrystals to membranes proved satisfactory for the preparation of polymeric membranes. There was an increase in rejection of the proteins, selectivity and hydrophilicity for the reinforced membranes, especially with nanocelulose obtained by hydrolysis with H2SO4.