A eutrofização acelerada dos mananciais superficiais, devido aos despejos de águas residuárias não tratadas, vem comprometendo a qualidade das águas utilizadas no abastecimento público. Como conseqüência desse processo, inúmeros registros de florações de cianobactérias são relatados em todo o mundo. Esses microrganismos são potenciais produtores de toxinas, as quais, presentes na água bruta que abastece uma Estação de Tratamento de Água (ETA), precisam ser removidas. As toxinas podem ter efeitos adversos à saúde, podendo causar danos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. A maioria das ETAs brasileiras tratam a água através do processo convencional de tratamento, compreendendo as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração. Esse tratamento é considerado eficiente para remover células de microrganismos, incluindo as cianobactérias. No entanto, suas toxinas não são afetadas, permanecendo na água tratada. Em função disso, alternativas de tratamento devem ser incorporadas ao tratamento convencional, visando remover a hepatotoxina microcistina a concentrações menores ou iguais a 1 μg.L-1, pois esse é o valor máximo permitido (VMP) pela Portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, a qual define as diretrizes relativas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado pulverizado (CAP), na remoção da cianotoxina microcistina presente na água utilizada para abastecimento público. Cinco amostras de CAP, produzidas a partir de madeira, osso, antracito e coco, foram caracterizadas e, para cada uma, determinadas as Isotermas de Freundlich. As Isotermas mostraram que os CAPs produzidos a partir da madeira apresentaram maior capacidade de remover microcistina. Os residuais de microcistina obtidos nestes ensaios foram ajustados ao modelo de decaimento logarítmico. Assim, para cada CAP, foi estabelecida uma equação geral do processo adsortivo, com a qual foi possível estabelecer dosagens de CAP, variando a concentração de microcistina inicial, para atingir uma concentração residual de 1 μg.L-1. A aplicabilidade da equação foi testada para uma amostra de CAP, em água natural, utilizando o coagulante policloreto de alumínio e concentrações iniciais de microcistina de 1, 10 e 100 μg.L-1. Os resultados mostraram que as dosagens de CAP calculadas foram suficientes para atingir o residual desejado. Além disso, através de ensaios de adsorção, em equipamento de jarros, foram simuladas as etapas de coagulação (utilizando coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico), floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional para água natural acrescida de 100 μg.L-1 de microcistina. A aplicação do CAP foi realizada em dois pontos do tratamento (1) entrada da água bruta e (2) antes da aplicação do coagulante. A aplicação na entrada da água bruta possibilitou remoção da toxina abaixo do VMP, correspondendo à redução de, aproximadamente, 99% da concentração inicial de toxina. Já no ponto de aplicação antes do coagulante, não foi atingido o VMP. A partir dos estudos aqui realizados, concluiu-se que a melhor maneira de escolher o CAP para remoção de microcistina é a realização de ensaios específicos, como a Isoterma de Freundlich. Para uma remoção eficiente da toxina, o tratamento convencional mostra-se eficaz, desde que a etapa de adsorção seja incorporada ao tratamento. / The accelerated surface waters eutrophication, due to non treated residual waters discharges, has been harming the water quality utilized in the public supply. As a consequence of this process, countless records of cyanobacterias’ bloom are reported all over the world. These microorganisms potentially producers of toxins, which, when presented in the raw water that supplies the Water Treatment Plant (WTP), needs to be removed. The toxins can have harmfull effects to the health causing hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic damage. Most of the Brazilian WTPs treat the water through the conventional water treatment process, covering the stages of coagulation, flocculation, sedimentation, filtering and chlorination. This treatment is considered efficient to remove microorganisms’ cells, including cyanobacterias. However its toxins are not affected, remaining in the treated water. Due to this fact, alternative treatment must be incorporated to the conventional one, trying to remove the microcystin hepatotoxin to concentrations lower or equal to 1 μg.L-1, the maximum allowed value (MAV) according to the Brazilian Ministry of Health Administrative Ruling 518/2004, which defines the rules related to the control and vigilance of the water quality for human consumption. In this context, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the powdered activated carbon’s (PAC), in the removal of the microcystin cyanotoxin present in the water for public supply. Five samples of PAC, made of wood, bone, antracite and coconut, were characterized and, for each one, were determined Freundlich adsorption isotherm . The isotherm showed that the PACs produced from wood presented the highest capacity of microcystin removal. The residuals of microcystin obtained in these tests were adjusted to the logarithmic decay model. Thus, for each PAC, it was established a general equation of the adsorptive process, in order to establish PAC dosages, varying the initial microcystin concentration, to achieve the residual concentration of 1 μg.L-1. The usage of this equation was tested for one sample of PAC, in natural water, using poly-aluminum chloride as a coagulant and the initial concentrations of microcystins of 1, 10 and 100 μg.L-1. The results showed that the dosage of PAC calculated was enough to achieve the desired residual. Besides this, through adsorptive tests, using jar’s equipments, were simulated the stages of coagulation (using alum sulphate and ferric chloride as coagulants), flocculation, sedimentation and filtering of the conventional treatment for natural water and with 100 μg.L-1 of microcystin added. The application of the PAC was performed in two points of the treatment: (1) entrance of the raw water and; (2) before the application of the coagulant. The application in the entrance of the raw water made possible the removal of the toxin under MAV, corresponding to a reduction of, approximately, 99% of the initial concentration of the toxin. Nevertheless, in the point of application before the coagulant, the MAV was not achieved. According to these studies, it was concluded that the best manner of choosing the PAC for microcystin removal is the realization of specific tests like a Freundlich isotherm. For an efficient removal of the toxin, the conventional treatment is efficient, once the adsorption stage is incorporated to the treatment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-03Bitstream added on 2014-06-13T19:52:29Z : No. of bitstreams: 1 gorayeb_tcc_me_sjrp.pdf: 727819 bytes, checksum: c7b2371e2daddf295fbcad8a255c30b7 (MD5) / Este trabalho visa fornecer às autoridades sanitárias e ao setor industrial elementos que possam contribuir para a prevenção do perigo químico aflatoxina em amendoim (Arachis hypogaea L.) e seus derivados. O estudo foi realizado em três partes: A Parte A, compreendeu a elaboração dos planos APPCC (Análise dos Perigos e Pontos Críticos de Controle) no processamento das indústrias de beneficiamento de grãos de amendoim (Empresa A) e de fabricação de doces de amendoim (Empresa B), identificando as etapas do processo que apresentam pontos críticos de controle (PCC) para o perigo químico aflatoxina. Observou-se que nos dois processos não há nenhum método que consiga destruir, ou mesmo reduzir os teores, da micotoxina. Assim, restam manter rigorosos controles e monitoramentos em cada PCC quanto aos índices de aflatoxina e de umidade dos grãos como medidas preventivas para prevenir e reduzir a possibilidade de infestação dos grãos por fungos e conseqüente produção de aflatoxina. As etapas de recepção dos grãos, secagem, armazenamento e transporte são as que requerem maior atenção na cadeia de beneficiamento. Para a indústria de doces, as etapas mais críticas são as de recepção e armazenamento de grãos e de doces e o transporte. Na Parte B, foram obtidas as isotermas de sorção até o equilíbrio higroscópico de três variedades de amendoim (Runner IAC 886, Caiapó e Tatu Vermelho), para uma ampla faixa de umidade relativa e temperaturas controladas. Verificou-se que o equilíbrio higroscópico dos três amendoins é diretamente proporcional à umidade relativa do ar e decrescente com o aumento de temperatura, para uma mesma umidade relativa. A variedade Caiapó apresentou uma umidade de equilíbrio menor que as outras variedades, podendo-se dizer que a quantidade de lipídeos e carboidratos... / The purpose of this work is to provide technical information to the authorities and industries on aflatoxin production and prevention measures in peanuts (Arachis hypogaea L.) and its products. The work was divided in three parts: Part A: HACCP (Hazard Analysis and Control of Critical Points) plans elaboration in two industries, one of post-harvest treatment of peanuts (Industry A) and another of peanuts candy products (Industry B). Critical Control Points (CCP) for aflatoxin were indentified, and it was observed that no process measure is available to eliminate or even reduce the toxin. Thus, rigid monitoring and control on aflatoxin content must be carried on to avoid fungus infestation and hence toxin production. The process steps of raw peanuts reception, drying, storage and transportation are critical for Industry A. For Industry B, the most important steps are reception and storage of both raw peanuts and candies. Part B: sorption isotherms for three peanuts varieties (Runner IAC 886, Caiapó e Tatu vermelho) were obtained, for wide relative humidity (RH) and temperature (T) ranges. Hygroscopic equilibrium is directly proportional to RH and conversely proportional to T. Caiapó variety presented the lowest equilibrium moisture content (EMC), confirming that lipids and carbohydrates quantities area correlated to EMC. The Modified Halsey model was the best on representing the experimental sorption data. Part C: microbiological experiments were carried out to assess fungus growth and aflatoxin production in String bean and kernels of Runner IAC 886 peanuts. Two concentrations of Aspergilus flavus spores 104 e 106 spores/mL, were inoculated, two storage periods were used 15 and 30 days, three relative humidities were employed 75 %, 84 % and 90 %, and three temperature were applied 25, 30 and 35º C. Growth analysis was assessed by counting spores ...(Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T14:48:04Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2328672 bytes, checksum: 0fa03717bfb6950bb481e7927c3f2694 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T14:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2328672 bytes, checksum: 0fa03717bfb6950bb481e7927c3f2694 (MD5) Previous issue date: 2014-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The avocado is a fruit known for its high fat contained in the pulp and like most agricultural products also features a high moisture content in your composition. Drying of the avocado is important since the use of the fruit is performed to obtain a product of greater value, for example, oil serving as a raw material for biodiesel production. This research was developed with the aim to contribute to the theoretical and experimental study of convection drying process of hot air to the avocado in nature, through experimental analysis, mathematical models in the literature and reported an increase of new equations. For the drying process a convective dryer was used, operating in the temperature range of temperature (40, 50, 60 and 70)°C. The geometry of the samples and the flow rate of the drying air were considered constant. For the isotherm Desorption was used a temperature range between was (40, 50, 60, 70, 80 and 90)°C. The validation of the models used in this research was performed by the method of least squares, in possession of the experimental data the kinetic and the desorption isotherms for the avocado in nature. The experimental results of drying kinetics were expressed by models that predict moisture loss through convective mass coefficient and the effective mass diffusivity. The loss of mass on the surface of avocado was expressed by Newton law of cooling, while the inside was expressed by the empirical models represented by Page and Modified. For desorption isotherms the experimental results were demonstrated using models that predict the equilibrium moisture content obtained experimentally in relation to the activity of pre-established water. The desorption isotherm avocado in nature was expressed by the empirical models and Copace amd Sigma-copace. We also developed new mathematical models to represent the kinetic and isotherm avocado in nature. / O abacate é um fruto conhecido pelo seu alto teor lipídico contido em sua polpa e como a maioria dos produtos agrícolas apresenta também um alto teor de umidade em sua composição. A secagem do abacate é importante, uma vez que é realizado o aproveitamento do fruto, para a obtenção de um produto de maior valor agregado como, por exemplo, o óleo que serve de matéria prima para a produção do biodiesel. Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de contribuir com o estudo teórico e experimental do processo de secagem por convecção a ar quente, para o abacate in natura, através de análises experimentais, modelos matemáticos reportados na literatura e incremento de novas equações. Para o processo de secagem foi utilizado um secador convectivo, operando na faixa de temperatura (40,50, 60 e 70)ºC. A geometria das amostras e a vazão do ar de secagem foram consideradas constantes. Para as isoterma de desorção foi utilizado uma faixa de temperatura entre (40, 50, 60, 70, 80 e 90)ºC. A validação dos modelos utilizados nesta pesquisa foi realizada através do Método dos Mínimos Quadrados, de posse dos dados experimentais das cinéticas e das isotermas de desorção do abacate in natura. Os resultados experimentais da cinética de secagem foram expressos por modelos que predizem a perda de umidade através do coeficiente convectivo de massa e a difusividade efetiva de massa. A perda de massa na superfície do abacate foi expressa pela Lei de resfriamento de Newton, enquanto que a interna foi expressa pelos modelos empíricos representados por Page e Page Modificado. Para as isotermas de dessorção os resultados experimentais foram demonstrados através de modelos que predizem a umidade de equilíbrio obtida experimentalmente em relação à atividade de água pré-estabelecida. A isoterma de desorção do abacate in natura foi expressa pelos modelos empíricos de Copace e Sigma-copace. Foram ainda desenvolvidos novos modelos matemáticos para representar à cinética e a isoterma do abacate in natura.

A eutrofização acelerada dos mananciais superficiais, devido aos despejos de águas residuárias não tratadas, vem comprometendo a qualidade das águas utilizadas no abastecimento público. Como conseqüência desse processo, inúmeros registros de florações de cianobactérias são relatados em todo o mundo. Esses microrganismos são potenciais produtores de toxinas, as quais, presentes na água bruta que abastece uma Estação de Tratamento de Água (ETA), precisam ser removidas. As toxinas podem ter efeitos adversos à saúde, podendo causar danos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. A maioria das ETAs brasileiras tratam a água através do processo convencional de tratamento, compreendendo as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração. Esse tratamento é considerado eficiente para remover células de microrganismos, incluindo as cianobactérias. No entanto, suas toxinas não são afetadas, permanecendo na água tratada. Em função disso, alternativas de tratamento devem ser incorporadas ao tratamento convencional, visando remover a hepatotoxina microcistina a concentrações menores ou iguais a 1 μg.L-1, pois esse é o valor máximo permitido (VMP) pela Portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, a qual define as diretrizes relativas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado pulverizado (CAP), na remoção da cianotoxina microcistina presente na água utilizada para abastecimento público. Cinco amostras de CAP, produzidas a partir de madeira, osso, antracito e coco, foram caracterizadas e, para cada uma, determinadas as Isotermas de Freundlich. As Isotermas mostraram que os CAPs produzidos a partir da madeira apresentaram maior capacidade de remover microcistina. Os residuais de microcistina obtidos nestes ensaios foram ajustados ao modelo de decaimento logarítmico. Assim, para cada CAP, foi estabelecida uma equação geral do processo adsortivo, com a qual foi possível estabelecer dosagens de CAP, variando a concentração de microcistina inicial, para atingir uma concentração residual de 1 μg.L-1. A aplicabilidade da equação foi testada para uma amostra de CAP, em água natural, utilizando o coagulante policloreto de alumínio e concentrações iniciais de microcistina de 1, 10 e 100 μg.L-1. Os resultados mostraram que as dosagens de CAP calculadas foram suficientes para atingir o residual desejado. Além disso, através de ensaios de adsorção, em equipamento de jarros, foram simuladas as etapas de coagulação (utilizando coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico), floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional para água natural acrescida de 100 μg.L-1 de microcistina. A aplicação do CAP foi realizada em dois pontos do tratamento (1) entrada da água bruta e (2) antes da aplicação do coagulante. A aplicação na entrada da água bruta possibilitou remoção da toxina abaixo do VMP, correspondendo à redução de, aproximadamente, 99% da concentração inicial de toxina. Já no ponto de aplicação antes do coagulante, não foi atingido o VMP. A partir dos estudos aqui realizados, concluiu-se que a melhor maneira de escolher o CAP para remoção de microcistina é a realização de ensaios específicos, como a Isoterma de Freundlich. Para uma remoção eficiente da toxina, o tratamento convencional mostra-se eficaz, desde que a etapa de adsorção seja incorporada ao tratamento. / The accelerated surface waters eutrophication, due to non treated residual waters discharges, has been harming the water quality utilized in the public supply. As a consequence of this process, countless records of cyanobacterias’ bloom are reported all over the world. These microorganisms potentially producers of toxins, which, when presented in the raw water that supplies the Water Treatment Plant (WTP), needs to be removed. The toxins can have harmfull effects to the health causing hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic damage. Most of the Brazilian WTPs treat the water through the conventional water treatment process, covering the stages of coagulation, flocculation, sedimentation, filtering and chlorination. This treatment is considered efficient to remove microorganisms’ cells, including cyanobacterias. However its toxins are not affected, remaining in the treated water. Due to this fact, alternative treatment must be incorporated to the conventional one, trying to remove the microcystin hepatotoxin to concentrations lower or equal to 1 μg.L-1, the maximum allowed value (MAV) according to the Brazilian Ministry of Health Administrative Ruling 518/2004, which defines the rules related to the control and vigilance of the water quality for human consumption. In this context, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the powdered activated carbon’s (PAC), in the removal of the microcystin cyanotoxin present in the water for public supply. Five samples of PAC, made of wood, bone, antracite and coconut, were characterized and, for each one, were determined Freundlich adsorption isotherm . The isotherm showed that the PACs produced from wood presented the highest capacity of microcystin removal. The residuals of microcystin obtained in these tests were adjusted to the logarithmic decay model. Thus, for each PAC, it was established a general equation of the adsorptive process, in order to establish PAC dosages, varying the initial microcystin concentration, to achieve the residual concentration of 1 μg.L-1. The usage of this equation was tested for one sample of PAC, in natural water, using poly-aluminum chloride as a coagulant and the initial concentrations of microcystins of 1, 10 and 100 μg.L-1. The results showed that the dosage of PAC calculated was enough to achieve the desired residual. Besides this, through adsorptive tests, using jar’s equipments, were simulated the stages of coagulation (using alum sulphate and ferric chloride as coagulants), flocculation, sedimentation and filtering of the conventional treatment for natural water and with 100 μg.L-1 of microcystin added. The application of the PAC was performed in two points of the treatment: (1) entrance of the raw water and; (2) before the application of the coagulant. The application in the entrance of the raw water made possible the removal of the toxin under MAV, corresponding to a reduction of, approximately, 99% of the initial concentration of the toxin. Nevertheless, in the point of application before the coagulant, the MAV was not achieved. According to these studies, it was concluded that the best manner of choosing the PAC for microcystin removal is the realization of specific tests like a Freundlich isotherm. For an efficient removal of the toxin, the conventional treatment is efficient, once the adsorption stage is incorporated to the treatment.

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-20T19:22:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Francisco Alexandre Fernandes Mariano.pdf: 2085876 bytes, checksum: be811ea97cd738da2088f0b8473be519 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T13:30:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Francisco Alexandre Fernandes Mariano.pdf: 2085876 bytes, checksum: be811ea97cd738da2088f0b8473be519 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T13:36:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Francisco Alexandre Fernandes Mariano.pdf: 2085876 bytes, checksum: be811ea97cd738da2088f0b8473be519 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-23T13:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Francisco Alexandre Fernandes Mariano.pdf: 2085876 bytes, checksum: be811ea97cd738da2088f0b8473be519 (MD5) Previous issue date: 2014-05-06 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Composites were prepared with activated carbon (AC) of oily sludge impregnated with synthetic iron oxide in proportions 1:1 and 4:1, and temperatures of 400, 600 and 800 °C. Composites and CA were investigated and compared their capability to removal of organic (methylene blue, MB) and inorganic compounds (Cd2+ and Pb2+) in the aqueous system. These materials were characterized by analytical techniques of infrared spectroscopy, thermogravimetry, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy (only iron oxide). Except CA, other materials showed varying degrees of magnetization in the presence of magnet hand. This characteristic was due to the presence of magnetite and/or maghemite and/or metallic iron confirmed by infrared spectroscopy and X-ray diffraction. Iron oxide it a stoichiometric and crystalline hematite confirmed mainly by Mössbauer spectroscopy. Composites and CA showed upper thermal stability to 300 °C. Tests removal capability of the MB, Cd2+, and Pb2+ were carried out at room temperature and pH~4.5. Adsorption capacity for MB for the CA was 141.6 mg g-1, this value was higher to that observed for the composites ranged between 128.8 (CP611) and 99.4 mg g-1 (CP811). The adsorption process for the MB showed better correlation values for the Langmuir isotherm, typical monolayer adsorption. The surface area was estimated indirectly by the maximum values of MB adsorption capacity of the studied materials, where AC of 273 m2 g-1 and the composites between 247 m2 g-1 (CP611) and 191 m2 g-1 (CP811). Composites showed excellent results for removal to Cd2+ ranged from 223 mg g-1 (CP411) to 503 mg g-1 (CP611), while Pb2+ ranged from 218 (CP841) to 486 mg g-1 (CP611) compared values found in the literature. Composites are also better represented by Langmuir. The CP611 composite showed higher adsorption affinity Cd2+ the higher presence magnetic phase while the CP811 had higher affinity for Pb2+ to having higher contribution of activated carbon in its composition. These materials are great for remediation of MB, Cd2+ and Pb2+. / Os compósitos foram preparados a partir de carvão ativado (CA) de borra oleosa impregnado com óxido de ferro sintético, nas proporções de 1:1 e 4:1, e temperaturas de 400, 600 e 800 °C. Os compósitos e CA foram investigados e comparados suas capacidades de remoções de compostos orgânico (azul de metileno, MB) e inorgânicos (Cd2+ e Pb2+) em sistema aquoso. Esses materiais foram caracterizados pelas técnicas analíticas de espectroscopia no infravermelho, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia Mössbauer (somente óxido de ferro). Exceto o CA, os demais materiais apresentaram variados graus de magnetização frente a imã de mão. Essa característica foi devida a presença de magnetita e/ou maghemita e/ou ferro metálico confirmada pela espectroscopia de infravermelho e difração de raios X. O óxido de ferro trata-se de uma hematita estequiométrica e cristalina confirmada, principalmente pela espectroscopia Mössbauer. Os compósitos e CA apresentaram estabilidade térmica superior a 300 °C. Os testes de capacidade de remoção do MB, Cd2+e Pb2+ foram realizados a temperatura ambiente e em pH ~4,5. A capacidade de adsorção do CA para o MB foi de 141,6 mg g-1, esse valor foi superior ao observado para os compósitos em que variou entre 128,8 (CP611) e 99,4 mg g-1 (CP811). O processo de adsorção para o MB apresentou melhores valores de correlações para isoterma de Langmuir, típico de adsorção em monocamada. A área superficial foi estimada indiretamente pelos valores máximos de capacidade de adsorção do MB pelos materiais estudados, para o CA com 273 m2 g-1 e para os compósitos entre 247 m2 g-1 (CP611) e 191 m2 g-1 (CP811). Os compósitos apresentaram excelentes resultados para remoção para o Cd2+ que variou de 223 (CP411) a 503 mg g-1 (CP611), enquanto que o Pb2+ variou de 218 (CP841) a 486 mg g-1 (CP611), em comparação valores encontrados na literatura. Os compósitos também são melhores representados por Langmuir. O compósito CP611 apresentou maior afinidade de adsorção pelo Cd2+ a maior presença de fase magnética enquanto que o CP811 teve maior afinidade pelo Pb2+ por ter maior contribuição de carvão ativado na sua composição. Esses materiais são ótimos para remediação de MB, Cd2+ e Pb2+.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-10-26T00:04:37Z No. of bitstreams: 1 Francimeiri_Borsato_2018.pdf: 2616199 bytes, checksum: 0597ddbb345dfc4d204c2b2092f5ee59 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-26T00:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francimeiri_Borsato_2018.pdf: 2616199 bytes, checksum: 0597ddbb345dfc4d204c2b2092f5ee59 (MD5) Previous issue date: 2018-07-25 / This work has evaluated the adsorption capability of three coal produced in the Universidade Estadual do Oeste do Paraná (tilapia bone residual coal, soybean bark coal and chestnut from Pará) and other kind of coal commercially obtained (babaçu coconut pealing coal) to remove the metronidazole from aqueous solution. The coal which better absorbed the metranidazole was the babaçu coconut peal one (CCCB) with temperature from 40ºC, 150 rpm of stirring and with no pH adjustment. Thus, the kinetic tests were performed by using the SOTAX dissolution apparatus, with 1000 mL of metronidazole solution, varying the concentration (200, 400, 650 and 850 mg/ L) and the temperature (30, 40, 45ºC), 1 g of the coal and 150 rpm of stirring. The equilibrium time observed was around 20 hours and in the first 4 hours a bigger amount of metranidazole was adsorbed, this inicial amount corresponds to the metranidazole adsorption in the outer layer of the CCCB. The results obtained from the adsorption kinetics were described by the intraparticule diffusion in which were verified the appearing of four well defined regions corresponding to the adsorption in the outer layer, in the macropores, in the CCCB mesopores and the equilibrium, respectively. In the equilibrium studies, were presented two adsorption mechanisms: monolayer and multilayer with increasing concentration of the adsorbate, corresponding to the hybrid model of Langmuir + BET. The removing process of metranidazole by using CCCB became economically viable due to the low cost in the obtention or production of the adsorbent, the easily extracetion of the babaçu coconut biomass and the excellent capability of maximum adsorptive to the metranidazole. / Neste trabalho, avaliou-se a capacidade de adsorção de três carvões produzidos na Universidade Estadual do Oeste do Paraná (carvão do resíduo ósseo de tilápia, carvão da casca da soja e o carvão da casca da castanha do Pará) e um carvão obtido comercialmente (carvão da casca do coco babaçu) para remoção do antibiótico metronidazol de solução aquosa. O carvão que melhor adsorveu o metronidazol foi o carvão da casca do coco babaçu (CCCB) com temperatura de 40ºC, 150 rpm de agitação e sem ajuste de pH. Dessa forma, os testes cinéticos foram realizados com o auxílio de um dissolutor (Sotax), utilizando 1000 mL de solução de metronidazol, variando a concentração (200, 400, 650 e 850 mg L-1) e a temperatura (30, 40 e 45ºC), 1 g do carvão e 150 rpm de agitação. O tempo de equilíbrio observado foi de aproximadamente 20 horas e nas primeiras 4 horas uma maior quantidade de metronidazol foi adsorvida, essa quantidade inicial corresponde à adsorção do metronidazol na camada externa do CCCB. Os dados obtidos a partir da cinética de adsorção foram descritos pelo modelo de difusão intrapartícula, no qual verificou-se o aparecimento de quatro regiões bem definidas correspondendo respectivamente a adsorção na camada externa, nos macroporos, nos mesoporos do CCCB e por último o equilíbrio. No estudo de equilíbrio, apresentou dois mecanismos de adsorção: monocamada e multicamadas com o aumento da concentração do adsorvato, correspondendo ao modelo híbrido de Langmuir+ BET. O processo de remoção de metronidazol utilizando o CCCB é economicamente viável visto o baixo custo na obtenção ou fabricação do adsorvente por ser extraído da biomassa do coco babaçu, além de possuir uma excelente capacidade máxima adsortiva para o antibiótico estudado.

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, José Geraldo da Cruz Pradella / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_DanieleLongo_M.pdf: 2642371 bytes, checksum: 08fe9958b60f1f20bc5bb385ae8820e4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos compreende uma etapa de adsorção das enzimas celulases a esse material, e as chamadas isotermas de adsorção são curvas extremamente úteis nesse estudo, pois indicam a forma como o soluto (adsorbato) adsorverá no adsorvente; dão uma estimativa da quantidade máxima de soluto que o adsorvente adsorverá, entre outras características importantes. São empregadas também para a obtenção de condições mais favoráveis e eficientes na conversão da biomassa a açúcares fermentescíveis. Assim, para melhor entendimento de como o processo da adsorção enzimática interfere nos rendimentos da hidrólise enzimática da celulose, este trabalho abordou estudos específicos, tais como, a determinação da cinética e dos parâmetros das isotermas de adsorção das enzimas do complexo celulolítico sobre diferentes biomassas. Trabalhou-se com o bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado hidrotérmico (BH) que apresentou 31,97% de lignina em sua composição e organossolve (BO), com 4,42% de lignina, e também com Avicel e com um isolado de lignina (IL). Os experimentos de cinética e isoterma de adsorção foram realizados em duplicata com volume reacional de 15 mL contendo tãmpão citrato de sódio 50 mM pH 4.8 complementado com with 0.02% de azida sódica por grrama de substrato onde a biomassa foi adicionada. Nos ensaios de cinética, os fracos foram incubados em um shaker (Marconi AM-832) a 50ºC e 4ºC, onde a agitação variou de 40 a 250 rpm. Foram recolhidas amostras dos frascos em tempos pré-determinados e centrifugadas por 15 min a 4,000 rpm para remoção dos materiais insolúveis. O teor de proteína do sobrenadante foi determinado usando o método de Bradford. As isotermas de adsorção da celulase para as biomassas foram conduzidas pela variação da quantidade proteica da enzima celulase (0,1 ¿ 4,5 mg/mL). Os dados experimentais foram estimados pela isoterma de adsorção de Langmuir usando o software OriginPro8.0. Os parâmetros Emax e Kp obtidos pelo ajuste dos dados experimentais mostraram-se diferentes para os diferentes materiais. Uma maior capacidade de adsorção (36,93 mg celulase/g de substrato) e, consequentemente, uma afinidade maior da enzima celulase pelo bagaço pré-tratado foi observada para o pré-tratamento hidrotérmico, pois a celulase, além de adsorver na celulose, também adsorve na lignina, em menor extensão. Os dados obtidos da isoterma de adsorção da celulase sobre o IL confirmam a adsorção improdutiva da enzima na lignina (Emax= 11,92 mg/g) e mostram como esses estudos da adsorção das enzimas em IL são importantes, porque se torna possível distinguir a adsorção a porções da celulose e frações da lignina. A agitação exerceu influência significativa no fenômeno de adsorção, onde o aumento da agitação até 150 rpm melhorou a mistura entre as enzimas e o substratos, porém, a partir de 200 rpm não foram observadas mudanças significativas nos perfis de enzima adsorvida. Palavras-chaves: Lignocelulose, cinética de adsorção, isoterma de Langmuir, hidrólise enzimática / Abstract: The enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass involves one step of adsorption of cellulase enzymes on this material, and the adsorption isotherms are curves extremely useful for this research, because they show how the solute (adsorbate) will adsorb on the adsorbent; give an estimate of what is highest quantity of solute adsorbed by the adsorbent, among other information. They are also used to attain more favorable and efficient conditions in the conversion of biomass into fermentable sugars. Therefore, for a better understanding of how the enzymatic adsorption process interferes in the enzymatic hydrolysis of cellulose yields, this study has proposed specific studies, such as the determination of the kinetics and parameters of adsorption isotherms of enzymes from cellulolityc complex on different biomasses. Sugarcane bagasse hydrothermal pretreated (BH), which presented 31.97% (w/w) of lignin in its composition, and the organosolv (BO), with 4.42% (w/w) of lignin, were evaluated, as well as Avicel and an isolated lignin (IL). The adsorption kinetics and isotherm experiments assays were performed in duplicate with reaction volume of 15 mL of sodium citrate buffer 50 mM pH 4.8 supplemented with 0.02% sodium azide per gram of substrate to which biomass was added. The adsorption kinetics assays the flasks were incubated in shaker (Marconi AM-832) at 50ºC and 4ºC where the stirring ranged from 40 to 250 rpm. Flasks were withdrawn at different time intervals and centrifuged repeatedly for 15 min in a centrifuge at 4,000 rpm to remove insoluble materials. The protein content of the supernatant was determined using Bradford method (Bradford, 1976). Cellulase adsorption isotherm on biomasses was conducted by varying the amount of cellulase protein (0.1¿4.5 mg/mL). The experimental data were fit to the Langmuir adsorption isotherm using the software OriginPro 8.0. The parameters Emax and Kp estimated by experimental data adjustment showed different values to the different materials. The highest adsorption capacity (36.93 mg of cellulase/ g of substrate) and, consequently, the highest affinity of the cellulase enzyme for the pretreated bagasse was found for the hydrothermal pretreated bagasse, as cellulase, besides adsorbing on cellulose, also adsorbs on lignin to a lesser extent. The cellulase adsorption on IL data confirms the unproductive adsorption of the enzyme on lignin (Emax = 11.92 mg/g) and shows how these adsorption studies of enzymes in IL are relevant, because it becomes feasible to distinguish the adsorption on portions of cellulose and on lignin fractions. Stirring had significant influence on the adsorption phenomenon, with the increase in stirring up to 150 rpm improving the mixture of enzymes and substrate; however, over 200 rpm stirring influence was not significant. Key-words: Lignocellulose, adsorption kinetics, Langmuir isotherm, enzymatic hydrolysis / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese _ juliana_brito_da-silva.pdf: 1619365 bytes, checksum: 36ed1c221f405cdf4ddc99a9be585be7 (MD5) Previous issue date: 2013-04-29 / In irrigated rice, the lowland soils can supply the plants with different amounts of phosphorus due to the source material and the phenomenon that occur in different cycles of oxidation and reduction of these soils. An important factor which regulates the soil availability of phosphorus for plants is the ability to absorb phosphorus. With the overall objective of evaluating the effect of flooding on the forms of phosphorus and on the absorption capacity of phosphorus in lowland soils, two studies have been developed. In the first study, from two larger experiments, conducted for five years (2003/04 to 2007/08), in Solodic Planosol, three treatments have been selected: control, recommended dose of P2O5 as SFT + annual increase of replacement dose and dose Recommended P2O5 as FN + annual increase of replacement dose. Soil samples were collected at two depths (0-2,5 cm and 2,5-5,0 cm) in the respective treatments. The irrigated rice by flooding provides the decrease inorganic forms of labile soil P (RTA and bic 0.5 mol L-1), in the 0-2.5 cm layer in both restevas using the SFT. The form of P most affected by flooding was the one protected inside of microaggregates (Pi hid 0,5 mol L-1) on both stubbles and depths. Organic P had greater participation in total P using the SFT and FN, in both stubbles and depths, after flooding, followed by Pinorganic and finally, the P-residual. In the second study, conducted in the greenhouse, it was evaluated the effect of flooding in the maximum adsorption capacity of phosphorus - CMAP in two lowland soils (Planossolo Haplico and Chernossolo Ebanico), with different adsorption capacity of phosphorus-CMAP, low and high collected at a depth of 0-20 cm, conducted in a flooded and nonflooded structured in a 2x2 factorial design. The determination of CMAP was made by adjusting adsorption isotherm in which subsamples were placed in contact of increasing concentrations of P (1, 2, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100 and 125 mg kg-1 of P) for 16 h. After that, the P determined in equilibrium in the solution, and the Langmuir equation to the data set. After drainage the CMAP of the soil increased taking about 184 days to return to its initial condition before the flooding. The CMAP increases in flooded soil immediately after drainage, and this effect endures for at least 96 days after drainage. / No cultivo do arroz irrigado por alagamento, os solos de várzea podem suprir as plantas com diferentes quantidades de fósforo devido ao material de origem e aos fenômenos que ocorrem nos diferentes ciclos de oxidação e redução. Um fator importante do solo que regula a disponibilidade do fósforo para as plantas é a capacidade de adsorção de fósforo. Com o objetivo de avaliar o efeito do alagamento sobre as formas de fósforo e sobre a capacidade de adsorção de fósforo em solos de várzea desenvolveram-se dois estudos. No primeiro estudo, a partir de dois experimentos mais amplos, conduzido por cinco anos (2003/04 a 2007/08), em um Planossolo Háplico eutrófico solódico, foram selecionados três tratamentos: testemunha sem adição de P2O5, dose recomendada de P2O5 na forma de superfosfato triplo- SFT (110 kg ha-1 para o milho e 120 kg ha-1 para a soja) + acréscimo anual da dose de reposição e dose recomendada de P2O5 na forma de fosfato natural de Arad (FN) + acréscimo anual da dose de reposição. No quinto ano do experimento foram coletadas amostras de solo das parcelas experimentais em duas oportunidades (0-2,5 e 2,5- 5,0 cm), antes e após o cultivo do arroz, onde foi realizado o fracionamento químico de fósforo. O cultivo de arroz irrigado por alagamento propicia a dimimuição das formas inorgânicas lábeis de P no solo (RTA e bic 0,5 mol L-1), na camada de 0-2,5 cm em ambas as restevas, utilizando o SFT. A forma de P mais afetada pelo alagamento foi aquela protegida no interior dos microagregados (Pi hid 0,5 mol L-1) em ambas as restevas e profundidades. O P orgânico teve maior participação no P total utilizando o SFT e o FN, em ambas as restevas e profundidades, após o alagamento, seguido do P-inorgânico e por último, do Presidual. No segundo estudo, conduzido em casa de vegetação, avaliou-se o efeito do alagamento na capacidade máxima de adsorção de fósforo CMAP de dois solos de várzea (Planossolo Háplico eutrófico solódico e Chernossolo Ebânico carbonático vértico) com diferente capacidade de adsorção de fósforo- CMAP, baixa e alta coletados na profundidade de 0-20 cm, conduzidos de forma alagada e não-alagada estruturada em um fatorial 2x2. A determinação da CMAP foi feita por meio do ajuste de isotermas de adsorção, em que subamostras foram colocadas em contato com concentrações crescentes de P (1, 2, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100 e 125 mg kg-1 de P no solo) durante 16 h. Após esse período, determinou-se o P em equilíbrio na solução, sendo a equação de Langmuir ajustada aos dados. A CMAP aumenta em solos alagados imediatamente após a drenagem, sendo que este efeito pendura por pelo menos 96 dias após a drenagem

Ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) provides a considerable increase in throughput compared to HPLC and a reduced solvent consumption. The implementation of UHPLC in pharmaceutical analysis, e.g. quality control, has accelerated in recent years and there is currently a mix of HPLC and UHPLC instrumentation within pharmaceutical companies. There are, however, technical and regulatory challenges converting a HPLC method to UHPLC making it difficult to take full advantage of UHPLC in regulatory-focused applications like quality control in pharmaceutical production. Using chromatographic modelling and fundamental theory, this thesis investigated method conversion between HPLC and UHPLC. It reports on the influence of temperature gradients due to viscous heating, pressure effects and stationary phase properties on the separation performance. It also presents a regulatory concept for less regulatory interaction for minor changes to approved methods to support efficient life cycle management. The higher pressure in UHPLC gave a retention increase of up to 40% as compared to conventional HPLC while viscous heating, instead, reduced retention and the net result was very solute dependent. Selectivity shifts were observed even between solutes with similar structure when switching between HPLC and UHPLC and an experimental method to predict such selectivity shifts was therefore developed. The peak shape was negatively affected by the increase in pressure for some solutes since secondary interactions between the solute and the stationary phase increased with pressure. With the upcoming ICH Q12 guideline, it will be possible for the industry to convert existing methods to UHPLC in a more flexible way using the deeper understanding and the regulatory concept presented here as a case example. / Ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) provides a considerable increase in throughput compared to conventional HPLC and a reduced solvent consumption. The implementation of UHPLC in pharmaceutical analysis has accelerated in recent years and currently both instruments are used. There are, however, technical and regulatory challenges converting a HPLC method to UHPLC making it difficult to take full advantage of UHPLC in regulatory-focused applications like quality control in pharmaceutical production. In UHPLC, the column is packed with smaller particles than in HPLC resulting in higher pressure and viscous heating. Both the higher pressure and the higher temperature may cause changes in retention and selectivity making method conversion unpredictable. Using chromatographic modelling and fundamental theory, this thesis investigates method conversion between HPLC and UHPLC. It reports on the influence of temperature gradients due to viscous heating, pressure effects and stationary phase properties on the separation performance. It also presents a regulatory concept for less regulatory interaction for minor changes to approved quality control methods and how predicable method conversion is achieved by improved understanding.

The ability of natural zeolite and synthetic ion-exchange resin for ammonia removal from aqueous solution was studied through batch experiments. The results showed that both zeolite and ion-exchange resin were effective (up to 87% of removal) in eliminating ammonia from aqueous solution. Factorial design and response surface methodology were applied to evaluate and optimize the effects of pH, dose, contact time, temperature and initial ammonia concentration. Low pH condition was preferred with the optimum pH found to be 6 for both zeolite and ion-exchange resin. High dose generated high removal rate and low exchange capacity. Results of factorial design and response surface methodology showed that temperature was not a significant parameter. The model prediction was in good agreement with observed data (R2 = 0.969 for zeolite and R2 = 0.957 for resin, respectively). For zeolite, the optimum Qe was 22.90 mg/g achieved at pH=7 and initial ammonia concentration of 3000 mg/L. For ion-exchange resin, Qe of 28.78 mg/g was achieved at pH=6 and initial TAN concentration of 3000 mg/L. The reaction kinetics for both of them followed the Pseudo-second order kinetic model (R2=0.998 and R2=0.999, respectively). Equilibrium data were fitted to Langmuir and Freundlich isotherm models with Freundlich model providing a slightly better predication for zeolite (R2=0.992) and Langmuir providing more accurate prediction for ion-exchange resin (R2=0.996). The ion-exchange resin can be completely regenerated by 2N H2SO4.