Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230920.pdf: 1143176 bytes, checksum: f1469e6bb10e6701bcb619e69b55ac91 (MD5) / Em indústrias de celulose, o processo dominante é a polpação Kraft. A polpação ou cozimento da madeira representa a operação central na produção de celulose, onde se processam as reações com os componentes da madeira. Propõe-se neste trabalho um modelo matemático de polpação Kraft-antraquinona de pinus taeda. O modelo consiste de um sistema de equações diferenciais parciais que descrevem os efeitos cinéticos e difusivos dos reagentes. O reator é modelado como um reator de mistura perfeita. Foram realizados experimentos, em planta piloto, com várias faixas de temperatura e concentrações de álcali a fim de encontrar os parâmetros cinéticos através de estimativa pertinente. A polpa foi tratada adequadamente para análise dos componentes da madeira discriminados em lignina, celulose, glucomana e xilana, utilizando técnica de cromatografia gasosa. Os resultados experimentais encontrados mostram-se próximos aos dados da literatura para a espécie de madeira utilizada. É proposto o uso de um modelo cinético baseado nos mecanismos de reação dos componentes da madeira. O modelo foi simplificado utilizando-se de análise de sensibilidade do modelo frente a variação dos parâmetros e simplificação do modelo cinético. Os resultados mostraram que a simplificação apresenta-se adequada para descrever o processo de polpação Kraft dentro da faixa de estudo. O modelo fenomenológico considera que o cavaco está impregnado no início da polpação. Leva-se em conta apenas a espessura do cavaco, dimensão perpendicular à direção das fibras, pois esta é a dimensão crítica, sendo em torno de cinco vezes menor que as outras dimensões. Os coeficientes de difusão efetivos foram retirados da literatura e os coeficientes de transferência de massa estimados através do número de Biot adequado a cada condição de processo. O perfil de temperatura durante o processo é conhecido. O modelo é capaz de predizer o comportamento das curvas experimentais, para carbohidratos e lignina, retiradas da literatura, bem como as curvas de consumo de álcali efetivo, para todas as fases de polpação. No entanto, o modelo mostrou um desvio considerável para os dados experimentais do componente xilana. Desenvolveu-se um programa computacional para a estimativa de parâmetros, utilizando um algoritmo genético, bem como para simulação do processo. O programa apresenta-se com metodologia para visualização dos resultados através de ferramenta gráfica.

INTRODUÇÃO: As mucopolissacaridoses (MPS) são doenças de depósito lisossômico, caracterizadas pela deficiência de enzimas lisossômicas envolvidas na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). O acúmulo anormal dessas macromoléculas no interior dos lisossomos provoca alterações estruturais e funcionais, de caráter multissistêmico e progressivo. Os GAGs acumulados também são excretados na urina, onde podem ser identificados através de diversos métodos bioquímicos. Estas doenças estão presentes em todos os grupos étnicos e a incidência conjunta das MPS, é estimada entre 1:10.000 a 1:25.000 nascidos vivos. (Baehner, 2005). A causa das MPS é a deficiência de uma enzima específica na rota de degradação dos GAGs. As MPS são classificadas segundo o tipo de substrato (GAGs) acumulado e a enzima específica deficiente. Na síndrome de Morquio A, ou mucopolissacaridose tipo IVA (MPS IVA), o substrato acumulado é o queratan sulfato e a enzima deficiente é a N-acetilgalactosamina-6-sulfatase. (GALNS). Os pacientes afetados por MPS IVA apresentam baixa estatura, disostose múltipla, opacidade de córnea, entre outros sinais e sintomas. O desenvolvimento psicomotor e mental é normal. O método de detecção inicial das MPS baseia-se na identificação dos GAGs, que são excretados em excesso na urina destes pacientes. A presença de queratan sulfato na eletroforese ou a detecção de níveis aumentados na dosagem quantitativa, direciona a investigação laboratorial para a MPS IV. O diagnóstico definitivo se estabelece através da medida da atividade enzimática em leucócitos ou fibroblastos, onde se constata a deficiência enzimática. OBJETIVOS: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um novo método, mais simples, rápido e acessível, para o diagnóstico bioquímico de mucopolissacaridose tipo IVA, utilizando amostras de sangue impregnadas em papel filtro (SIPF). MATERIAIS E MÉTODOS: Amostras de SIPF e leucócitos de 35 pacientes de ambos os sexos, com idade entre 3 e 47 anos, com diagnóstico previamente estabelecido de MPS IVA, pelo método convencional, em leucócitos e /ou fibroblastos, foram analisadas. Para o estabelecimento dos valores de referência, foram estudadas amostras de leucócitos e de SIPF de 54 indivíduos saudáveis (18-50 anos), de ambos os sexos. Após assinatura do termo de consentimento, amostras de sangue periférico de pacientes e controles, foram coletadas, para a obtenção de leucócitos e sangue impregnado em papel filtro.(SIPF). Os ensaios enzimáticos foram realizados nas amostras de leucócitos e SIPF, simultaneamente, para comparar os resultados. RESULTADOS: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de todos os pacientes apresentando MPS IVA, confirmaram a deficiência da atividade enzimática em ambos materiais (leucócitos e SIPF) com uma diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo controle. (Mann-Witney U test, p< 0,001). Neste estudo, a medida de GALNS em amostras de SIPF permitiu a identificação dos pacientes com MPS IVA, com sensibilidade de 100 %. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de SIPF indicaram que amostras coletadas para a medida da atividade de GALNS devem ser mantidas a 4ºC sempre que possível, sendo estáveis nesta temperatura por mais de 30 dias. CONCLUSÕES: Nas condições utilizadas, amostras de SIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA. O método que utiliza amostras de SIPF é mais acessível e rápido, simplificando a etapa de coleta e transporte, podendo ser utilizado para detectar pacientes afetados, especialmente em áreas de difícil acesso para a coleta e transporte de amostras líquidas. / INTRODUCTION: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lysosomal deposit diseases characterized by lysosomal enzymes deficiency involved in the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The abnormal accumulation of these macromolecules inside the lysosomes provokes structural and functional alterations multi-systemically and progressively. The accumulated GAGs are also excreted in the urine, where they may be identified through many different biochemical methods. These diseases occur among all ethnical groups and the combined incidence of MPS is estimated at 1:10.000 to 1:25.000 live births. (Baehner, 2005). The MPS’ cause is the deficiency of a specific enzyme in the GAGs degradation route. The MPS are classified according to a type of substrate accumulated (GAGs) and the deficiency of a specific enzyme. In Morquio syndrome A or Mucopolysaccharidosis type IVA (MPS IVA), the accumulated substrate is the keratan sulfate and the deficient enzyme is the N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS). The patients affected by MPS IVA present short stature, dysostosis multiplex, corneal opacity, among others signs and symptoms. The cognitive and mental developments are normal. The MPS initial detection method is based on the identification of the GAGs which are excreted in the patients’ urine. The presence of the keratan sulphate in the electrophoresis or the detection of the increased levels in the quantitative dosage directs the laboratory investigation to MPS IV. The definitive diagnosis is established through measuring the enzymatic activity in leukocytes or fibroblasts, in which the enzymatic deficiency is proved. OBJECTIVE: This study’s main purpose is to offer an original, simpler, faster and more accessible method for biochemical diagnosis of Mucopolysaccharidosis type IVA using dried blood samples (DBS). MATERIALS AND METHODS: DBS and leukocytes from 35 patients from both sexes between 3 and 47 years of age with previously established diagnosis of MPS IVA through the conventional method in leukocytes and/or fibroblasts were analyzed. In order to establish reference values DBS and leukocytes samples from 54 healthy people (18-50 years of age) from both sexes were studied. After signing a paper consent form, peripheral blood samples from patients and controls were collected for obtaining leukocytes and dried blood samples (DBS). To validate the method, we made a simultaneous GALNS assay in leukocytes and DBS. RESULTS: The results obtained in the enzymatic assays from all patients presenting MPS IVA confirmed the deficiency of enzymatic activity in both materials (leukocytes and DBS) with a significant statistical difference in relation to the control group. (Mann-Witney U tes, p< 0,001). In this study, the quantity of GALNS in DBS allowed the identification of patients with MPS IVA with sensibility of 100%. The stability tests indicate that DBS samples collected for measuring the activity of GALNS must be kept at 4ºC whenever possible, being stable in this temperature for more than 30 days. CONCLUSION: In the used conditions, DBS were adequate for a safe identification of patients with MPS type IVA. The method which utilizes DBS is cheaper and faster, what simplifies the collection and transportation stage and can be used to detect affected patients especially in difficult access areas for the collection and transportation of liquid samples.

A indústria do couro produz cerca de 62% de todo o resíduo Classe I (perigoso) do Estado do Rio Grande do Sul. A periculosidade destes resíduos está associada à presença de cromo trivalente, utilizado como curtente na produção de couros wet-blue. A opção mais utilizada pelas empresas do setor é dispor seus resíduos em aterros, o que apresenta vários inconvenientes. Como alternativa, o tratamento térmico destes resíduos vem sendo pesquisado. O projeto desenvolvido pelo Laboratório de Processamento de Resíduos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul conduziu a implantação de uma planta piloto de incineração, com capacidade nominal de processar 100 Kg/h deste resíduo. As cinzas geradas apresentam teores de 50 a 62% de Cr2O3, maiores que o próprio minério de cromo, a cromita. Este trabalho tem o objetivo de estudar a recuperação do cromo contido nas cinzas de resíduos de couro para a produção de ligas ferrocromo de alto teor de carbono (Fe-Cr-AC) através da redução carbotérmica do óxido de cromo. Também foi estudado um processo de lixiviação da liga Fe-Cr-AC com solução de ácido sulfúrico para formação de sulfato de cromo III, que pode ser utilizado como agente curtente. A cinza foi caracterizada através de análise química do cromo, análise do teor de hidrocarbonetos, espectrometria de fluorescência de raios X (FRX) e difração de raios X. Os experimentos de redução carbotérmica foram conduzidos em cadinhos de alumina a 1600°C e 1 atm mantidos em ambiente inerte durante 2 horas. Foram investigados os efeitos da basicidade da escória (B), razão entre escorificantes (CaO+SiO2) e cinza (ROX), a quantidade de carbono utilizada (RR), bem como a utilização do aplicativo da termodinâmica computacional FactSage para predição dos resultados experimentais. A carga reacional foi composta pelas cinzas, cal, sílica, grafite e ferro metálico. Na etapa de lixiviação da liga com ácido sulfúrico (H2SO4) foi utilizada uma amostra de Fe-Cr-AC comercial. Foram investigadas as variáveis, concentração de H2SO4 na solução de lixiviação, tempo de reação e temperatura para ajuste de um modelo de superfície de resposta quadrático, através de um projeto Box-Benhken. As adições de ácido perclórico e sulfato de amônio na reação, de forma individual, também foram investigadas. O teor de cromo nas cinzas é de 62,3% em massa de Cr2O3, determinado por análise química e por FRX. Os demais óxidos majoritários na amostra foram: SiO2, TiO2, Al2O3, CaO, P2O5 e Fe2O3. A presença dos óxidos Cr2O3 e SiO2 foi confirmada com análise de difração de raios X. Nos experimentos de redução carbotérmica planejados com o auxilio de simulações termodinâmicas computacionais de equilíbrio do sistema, onde foram ajustados os parâmetros experimentais ROX e RR, se obtiveram os melhores resultados. Uma conversão máxima do óxido de cromo a cromo metálico de 96% foi obtida com RR=16% de excesso em relação à estequiometria, ROX= 0,72 g de SiO2+CaO/g de cinza e B=1 g de CaO/g de SiO2. O software FactSage, através de seus bancos de dados (FToxid compostos e soluções e FACT53), correlacionou de forma adequada os dados experimentais considerando um sistema contendo todos os compostos presentes na cinza. O processo de lixiviação da liga Fe-Cr-AC apresentou 100% de conversão do cromo presente na liga metálica a cromo solúvel no licor de lixiviação com solução de 60% em massa de ácido sulfúrico, 3h de reação e 148°C. Este resultado foi obtido através da maximização da superfície de resposta obtida com o ajuste por mínimos quadrados da conversão de cromo, onde o modelo para a conversão de ferro previu 83,5%. A adição de ácido perclório diminuiu a conversão devido à formação de sulfatos anidros precipitados. O sulfato de amônio melhorou a solubilização do sulfato de cromo III na fase líquida, podendo ser utilizado visando uma conversão total em condições mais brandas. / In Rio Grande do Sul, state of Brazil, the footwear and leather industrial wastes corresponding of 62% of dangerous waste. The presences of trivalent chromium in wet-blue leather production waste give this danger propriety. Majority of these wastes are disposed of in landfills, but this practice is an ambiental problematic question. The thermal treatment of these wastes has been researched for this problem. The Project developed by Wastes Prossessment Laboratory (LPR, in Portuguese) of Federal University of Rio Grande do Sul to culminate an implementation of a wastes incineration pilot plant with sequenced fixed bed gasifier and combustion technology. The capacity of the plant is 100Kg/h. The ashes generated in this process contain 50-62% of Cr2O3 - greater then chromite. The present work objectives the study of the chromium recovery contained in the leather ash for high-carbon ferrochromium production (Fe-Cr-AC) by carbothermal reduction of chromium oxide. Yet have been studied a leach process of Fe-Cr-AC alloy with sulfuric acid solution for formation trivalent chromium sulfate, that can be used as a tanning salt agent. A representative ash sampling from pilot plant gasifier reactor had been analyzed and used in experimental carbothermal reduction. The ashes had been characterized by chromium chemical analysis, hydrocarbon content determination, X-ray fluorescence spectrometry (FRX) and X-ray diffraction. The carbothermal reduction experiments were conducted on alumina crucible in an inert atmosphere of 1600°C and 1atm furnace for two hours. Investigations have been carried for slag basicity (B), CaO+SiO2 and ashes ratio (ROX), carbon content utilization (RR) and validation of FactSage chemical thermodynamic equilibrium software tool for prediction of experimental results. The reaction moisture contains ash, lime, silica, graphite and metallic iron. In the experimental sulfuric acid alloy lixiviation step a commercial Fe-Cr-AC was applied. The H2SO4 concentration in lixiviation solution, time and temperature of reaction parameters were modeled in quadratic response surface with Box-Benhken experimental design. The each effect of perchloric acid and ammonium sulfate addition in the reaction were investigated. The chemical and FRX analysis of chromium in ashes, determined concentration of 62,3% in mass of Cr2O3. The others majoritary oxides in sample are: SiO2, TiO2, Al2O3, CaO, P2O5 and Fe2O3. The X-ray diffraction spectrometry analysis confirms presence of Cr2O3 and SiO2 oxides. Greater results of carbothermal reduction experiments were obtained with computational thermodynamic equilibrium simulations by adjust of ROX and RR parameters. The maximum chromium conversion experimentally obtained was 96%, obtained by RR=16% of carbon excess estequiometric value, ROX=0,72g of SiO2+CaO/g of ash and B=1 g of CaO/g of SiO2 ratios. The FactSage tool with FACT53 and FToxid compounds and solutions databases, correlated the experimental data with relatively good precision in a system containing all compounds in the ash. The Fe-Cr-AC alloy lixiviation process presents 100% of chromium conversion for chromium sulfate soluble in 60% of sulfuric acid mass lixiviation solution, 3h of reaction and 148°C for temperature. The result was obtained by maximization of surface response granted by quadratic model adjusted with least square. In this condition Fe conversion is 83,5% by response of surface quadratic least squared model. The addition of perchloric acid reduced the conversion attributed by formation of precipitated anhydrous sulphates. A best result for solubilization of chromium was the utilizations of ammonium sulphate - total conversion at lower conditions are possible.

A mineração de carvão gera grandes volumes de rejeitos que podem ser responsáveis por graves danos ambientais. A oxidação da pirita (FeS2), na presença de ar e água, promove a formação da drenagem ácida de mina (DAM), uma solução aquosa fortemente ácida e rica em sulfato e ferro (nas formas Fe²+ e Fe³+), além de outros metais associados. Atualmente, poucos estudos têm considerado a possibilidade da produção de materiais de valor econômico agregado a partir da água de percolação em rejeitos de carvão. Neste trabalho, o objetivo foi o desenvolvimento de uma rota hidrometalúrgica para a produção de sulfato ferroso (FeSO4). O trabalho experimental consistiu inicialmente na coleta de amostra de rejeitos de carvão rico em pirita e a sua caracterização. Realizou-se, em laboratório, a lixiviação do material em colunas de percolação em ambiente oxidante, adequado para proporcionar a oxidação da pirita em meio aquoso. A recirculação da lixívia permitiu a obtenção de um extrato rico em ferro. A seguir, procedeu-se a conversão do Fe³+ em Fe²+ para obtenção do sulfato ferroso, utilizandose radiação ultravioleta. O lixiviado, rico em Fe+², foi evaporado para cristalização do sulfato ferroso e purificado com álcool etílico. Os cristais foram caracterizados por análise química elementar, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A recuperação de Fe na forma melanterita (FeSO4.7H2O) em relação ao Fe pirítico existente na coluna (0,30 kg de Fe pirítico por kg de rejeito de carvão) variou de 7,5 a 9,0 %. Os resultados demonstraram que é possível produzir sulfato ferroso n-hidratado tendo como matéria-prima o rejeito rico em pirita resultante da mineração de carvão mineral. / The coal mining generates large volumes of tailings that may be responsible for serious environmental damages. The oxidation of pyrite (FeS2), in the presence of air and water, promotes the formation of acid mine drainage (AMD), an aqueous and highly acid solution rich in sulfate and iron (in the form Fe³+ and Fe²+), along with other associated metals. Currently, few studies have considered the possibility of production of materials with agregated economic value from the percolation of water in coal mining tailings. In this study, the objective was the development of a hydrometallurgical route for its production. The experimental work consisted initially in the collection of samples of coal waste rich in pyrite and its characterization. In the laboratory was performed the leaching of the material in percolation collums in an oxidizing environment, appropriate to provide the pyrite oxidation in aqueous medium. The recirculation of liquor allowed to obtain an extract rich in the iron. Then, the conversion of Fe³+ to Fe²+ for obtaining ferrous sulfate was performed using ultraviolet irradiation. The leached liquor, rich in Fe+², was evaporated for ferrous sulphate crystallization and purified with ethanol. The ferrous sulphate crystals were characterized by x ray diffraction and scanning electron microscopy. The recovery of Fe in the form melanterite (FeSO4.7H2O ) on pyrite Fe existing in the column (0,30 kg of Fe per kg of pyrite tailings and coal) ranged from 7,5 to 9,0 %. The results demonstrated that it is possible to produce nhydrated iron sulfate having as a raw material the waste rich in pyrite produced from the coal mining.

A mineração de carvão gera milhões de toneladas de rejeitos, contendo pirita (FeS2). A oxidação da pirita, na presença de ar e água, dá origem a um importante problema ambiental comum em regiões de mineração de carvão, a geração de drenagem ácida de mina (DAM). A oxidação da pirita em presença de água promove a formação de H2SO4 (ácido sulfúrico) o que promove a liberação de ferro nas formas de Fe+2 e Fe+3 , sulfatos e uma série de outros metais como Al, Mn e Zn. Esse problema ocorre de forma bastante intensa na região carbonífera do sul do Brasil em especial nos Estados de Santa Catarina e Paraná. A DAM produzida pelos rejeitos da mineração de carvão necessita passar por um processo de tratamento visando diminuir a acidez e a carga de metais despejada no meio, de forma a atender as exigências ambientais. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a produção de um coagulante, o sulfato férrico, a partir dos seguintes materiais: (a) lodo férrico obtido por precipitação seletiva da DAM; (b) rejeito obtido pela jigagem do carvão da Camada Barro Branco, Santa Catarina; e (c) concentrado de pirita obtido pelo rebeneficiamento do rejeito de carvão da Mina do Cambuí, Paraná. A metodologia para a produção do coagulante a partir do lodo consistiu na inicialmente na precipitação seletiva do ferro em pH 3,8, lavagem do precipitado, adição de ácido sulfúrico e evaporação para obtenção de uma solução com concentração de Fe3+ de até aproximadamente 12%. A metodologia para a obtenção do coagulante a partir da pirita presente no rejeito de carvão ou no concentrado de pirita consistiu na percolação de água sob condições oxidantes para a produção de uma lixívia rica em sulfato férrico. A lixívia também foi evaporada para obtenção de uma solução de sulfato férrico com concentrações de Fe3+ de até aproximadamente 12%. A qualidade do coagulante produzido foi avaliada em termos da concentração de Fe, Al, Ca, Mn, Zn, Cu e sulfatos. Os resultados demonstram que todos os materiais estudados apresentaram potencial de produção do coagulante. Entre os contaminantes encontrados, destacam-se os elementos alumínio, cálcio, manganês e zinco. Entretanto, quanto maior o teor de enxofre da amostra, maior o rendimento e maior pureza do produto. Concluiu-se que o beneficiamento do rejeito de carvão para a concentração da pirita permite a obtenção de sulfato férrico de melhor qualidade. Os coagulantes produzidos foram utilizados no tratamento do esgoto do Campus do Vale da UFRGS e de água de abastecimento da região de Porto Alegre. As idéias de valorização dos rejeitos da mineração de carvão estão em sintonia com os princípios da atualidade no que diz respeito ao desenvolvimento sustentável e aos programas de valoração de resíduos e produção mais limpa. / The coal mining generates millions of tonnes of tailings containing pyrite (FeS2). The oxidation of pyrite in the presence of air and water, gives rise to an important environmental problem common in areas of coal mining, the generation of acid mine drainage (AMD). The oxidation of pyrite in the presence of water promotes the formation of H2SO4 (sulfuric acid) which promotes the release of iron in the form of Fe +2 and Fe +3, sulphates and a host of other metals such as Al, Mn and Zn. This problem occurs quite intense in the coal in southern Brazil in particular in the states of Santa Catarina and Parana. The DAM produced by coal waste mining need to go through a treatment process in order to decrease the acidity and metal load discharged into the environment, in order to meet environmental requirements. The objective of this work was to study the production of a coagulant, ferric sulfate, with the following materials: (a) ferric sludge obtained by selective precipitation of DAM (b) obtained by reject coal concentration of the Layer Barro Branco, Santa Catarina, and (c) pyrite concentrate obtained by concentration of the tailings coal mine of Cambuí, Paraná. The methodology for the production of coagulant from sludge was the first in the selective precipitation of iron in pH 3.8, washing the precipitate with sulfuric acid and evaporation to obtain a solution with Fe 3 + concentration of approximately 12% with Fe2O3. The methodology for obtaining the coagulant from the pyrite present in coal or reject the pyrite concentrate was the percolation of water under oxidizing conditions to produce a liquor rich in ferric sulphate. Leach was also evaporated to obtain a solution of ferric sulphate with concentrations of Fe3 + up to approximately 12%. The quality of the coagulant was evaluated in terms of concentration of Fe, Al, Ca, Mn, Zn, Cu and sulfates. The results show that all the materials studied showed potential for production of the coagulant. Among the contaminants found, highlight the elements aluminum, calcium, manganese and zinc. However, the higher the sulfur content of the sample, the higher the yield and higher purity of the product. It was concluded that the processing of the waste coal to the concentration of pyrite to obtain ferric sulphate better. Coagulants produced were used in the treatment of sewage Campus do Vale UFRGS and water supply in the region of Porto Alegre. Ideas for use of tailings from coal mining are in line with the principles of the present time regarding the development and evaluation programs for waste and cleaner production.

Submitted by Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (mebiotec.ufba@gmail.com) on 2017-04-04T12:27:38Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Final - Luiz Lázaro.pdf: 1338858 bytes, checksum: 269d38d39fa68af0cd603b45d636eb6a (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-06-29T14:32:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Final - Luiz Lázaro.pdf: 1338858 bytes, checksum: 269d38d39fa68af0cd603b45d636eb6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T14:32:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Final - Luiz Lázaro.pdf: 1338858 bytes, checksum: 269d38d39fa68af0cd603b45d636eb6a (MD5) / As Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são responsáveis pela corrosão de tubos de metal e estruturas de transporte de óleo em estações de petróleo (corrosão induzida por micro-organismos – CIM). Além da corrosão, a produção de sulfeto de hidrogênio por estas bactérias produz um fenômeno denominado de acidificação do óleo (souring). Para inibir a ação das BRS, o glutaraldeído tem sido utilizado em poços de petróleo como biocida, mas seu uso apresenta determinados inconvenientes, tais como contaminação das águas subterrâneas, bem como os efeitos adversos da exposição ocupacional. Como uma alternativa para a utilização de biocidas, a utilização de micro-organismos e/ou os seus bioprodutos para tentar inibir a ação das BRS mostrou-se como uma alternativa ambientalmente mais segura em vários processos industriais, por exemplo, na indústria do petróleo, na qual os micro-organismos e seus bioprodutos (biossurfactantes) podem ser usados na recuperação melhorada de petróleo e como agentes de inibição microbiana. A detecção e quantificação de bactérias redutoras de sulfato (BRS), em poços de petróleo, utilizando-se hibridação fluorescente in situ (FISH) e DAPI (4,6-dicloroamino fenol indol) são ferramentas muito úteis para o controle destas comunidades ao longo de um período de tempo, a fim de avaliar a sua distribuição temporal e espacial. O presente trabalho teve como finalidades: a detecção e quantificação de BRS em amostras de água produzida de petróleo, de modo a avaliar a influência de micro-organismos que produzem biossurfactantes na inibição do crescimento de BRS e, assim, inibir a produção de sulfeto de hidrogênio.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2018-01-09T14:55:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Diego Cerqueira Montes.pdf: 3838514 bytes, checksum: 0260289ecebb6db128f17db265a89537 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-09T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Diego Cerqueira Montes.pdf: 3838514 bytes, checksum: 0260289ecebb6db128f17db265a89537 (MD5) / Capes / As Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são de enorme importância do ponto de vista industrial e ambiental. O sulfeto produzido pelas BRS constitui um grande problema para o setor petrolífero por causar da biocorrosão nas instalações e por ser tóxico ao ser humano. O monitoramento dessas bactérias é realizado com frequência a fim de qualificar o tratamento para prevenir a produção de sulfeto. O tratamento comumente utilizado é a injeção de biocidas cuja utilização deve ser proporcional a densidade de BRS a fim de minimizar danos econômicos e ambientais. O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver um método indireto, baseado no consumo de aceptores de elétrons (sulfato) para monitorar populações de BRS. A metodologia consistiu, a princípio, no desenvolvimento de um método de análise por cromatográfia de íons que, além do sulfato e nitrato, pode também separar outros 15 ânions como: tungstato, sulfeto, fosfato, molibdato, oxalato, nitrito, cloreto, piruvato, butirato, propionato, acetato, fluoreto, formiato, succinato e citrato. O método de avaliação foi testado para se ajustar aos padrões regidos pelo INMETRO e ANVISA (órgãos brasileiros de regulamentação). Adicionalmente foi realizada a adaptação de um método espectrofotométrico para determinação de sulfato para assim auxiliar o processo cromatográfico. O tempo de corrida no cromatografo foi de 45 minutos que foi inferior ao método fornecido pelo fabricante e com um LD de 574,2 e 127,1 μg L-1 para sulfato e nitrato, respectivamente. As análises espectrofotométricas foram eficientes para medir sulfato e nitrato entre o intervalo de 40 e 200 mg L-1. A associação da cinética microbiana de crescimento e consumo de sulfato foi realizada em cultura pura de BRS e em cultura mista de amostras ambientais. Para testes com cultura pura foi utilizada uma cepa de BRS considerada como modelo experimental para o grupo, a bactéria Desulfovibrio vulgaris. Para testes com cultura mista foram utilizados consórcios microbianos coletados de amostras de água produzida de petróleo e do Rio Camarajipe, Salvador-BA. Foi observado que a D. vulgaris apresentou uma taxa de crescimento de 0,67 h-1 em meio rico contendo sulfato, mas é capaz de crescer na presença de nitrato com taxas próximas de 0,34h-1 e um consumo de nitrato de ≅22mg L-1h-1. Esse resultado ilustra a ineficiência do uso isolado de nitrato para controlar BRS em poços de petróleo. Os testes relacionando a variação da densidade de D. vulgaris em meio de cultura com fonte de carbono e aceptor de eletron (SO4 2-) em concentrações padronizadas demostrou alta correlação linear (R2 ≥ 99%). Esse resultado comprova viabilidade de usar o Modelo de Monod para quantificar biomassa dessa cultura em apenas 12 horas de teste, ao invés de 28 dias como é o caso da técnica de NMP. A sensibilidade do método esta entre as densidades de 102-108 cel/mL. Os resultados foram menos significativos com culturas mistas de BRS provinda de amostras ambientais, mas, os resultados sugerem que ajustes na técnica podem melhorar seu desempenho.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-19T10:14:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 624350 bytes, checksum: cb6d9fed5cd3edf91cee115558b1d8df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T10:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 624350 bytes, checksum: cb6d9fed5cd3edf91cee115558b1d8df (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A proposta desse trabalho foi avaliar a aplicação de polissulfetos na polpação kraft em diferentes proporções de cavacos de Eucalyptus spp. (E) e Pinus spp. (P). Amostras de cavacos dessas espécies foram caracterizadas quanto à composição química, densidade básica e aparente. Utilizou-se misturas de cavacos em três diferentes percentuais em peso, 50E/50P, 70E/30P e 90E/10P, as quais foram processadas tendo como objetivo o número kappa 19±0,5, pelos processos kraft convencional, sem o uso do aditivo, que foram usadas como referência, e kraft-polissulfetos (kraft-Sn), com adição de 1,5 e 3,0% de Sn, base madeira; totalizando nove tratamentos. As polpas marrons foram branqueadas pela sequência OD(EP)D, até alvura de 85% ISO, refinadas em moinho PFI (1.000, 2.000 e 3.000 revoluções) e avaliadas quanto às suas propriedades físico-mecânicas. Os resultados mostram que o uso do aditivo Sn (1,5 ou 3%), preservou hemiceluloses, aumentou o rendimento e a viscosidade das polpas e reduziu o fator H, em todas as proporções de madeiras utilizadas. A eficiência da deslignificação com oxigênio foi mais alta para misturas de madeira contendo maior proporção de Pinus spp e não foi influenciada de maneira clara pelo uso do aditivo Sn. As diferentes misturas de madeira bem como o uso do Sn no cozimento não influenciaram de maneira clara e significativa o consumo de reagentes de branqueamento. A refinabilidade das polpas oriundas de cozimentos com Sn foram superiores às das polpas referências, sendo as misturas de madeiras, contendo maior proporção de eucalipto, mais fáceis de refinar. O índice de arrebentamento e rasgo têm suas propriedades melhoradas à medida que é adicionado Pinus às misturas, e o índice de tração e opacidade são prejudicados com esse aumento. Não houve efeito significativo das misturas na resistência à passagem de ar. O uso do aditivo Sn no cozimento melhorou as resistências à tração e ao rasgo das polpas, mas afetou negativamente as suas opacidades. Não houve efeito significativo do Sn no índice de rasgo e na resistência à passagem de ar. / The purpose of this study was evaluate polysulfides application in the kraft pulping at different proportions of Eucalyptus spp. (E) and Pinus spp. (P) chips. These species were characterized for chemical composition, basic and bulk density. Was used three different mixtures done by weight percentages, 50E/50P, 70E/30P and 90E/10P, which were pulped to kappa number 19 ± 0.5, by conventional kraft processes with no additives , which were used as a standard, and kraft-polysulfides (kraft-Sn), with addition of 1.5 to 3.0% Sn, based on dry wood; totaling nine treatments. Brown pulps were bleached by the sequence OD(EP)D until whiteness of 85% ISO, refined in PFI mill (1,000, 2,000 and 3,000 revolutions) and evaluated for their physical and mechanical properties. The results shown that the Sn addition (1,5 or 3%), preserves hemicelluloses, increasing yields, reducing pulp viscosity and the H Factor, in all chips proportions used. The oxygen delignification efficiency was higher for mixtures with higher pine proportion and the Sn effect of was not clearly established. Bleaching chemicals consumption was not influenced by different chip proportion neither by Sn addition. The polysulfide pulp refining was easier than standard pulp refining, as the higher was the Eucalyptus proportion easier was the pulp refining. . The burst and tear index have their properties improved with pine addition to the mixture, however for tensile index and opacity the effect was the opposite . There was no significant effect of mixtures in the air passage resistance. The Sn additive use in cooking has improved tensile and tear of the pulps, but negatively affected their opacities. There was no significant effect of Sn in tear index and the air passage resistance.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-05T13:21:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284729 bytes, checksum: d77764c2106723f7ab5062d61d33da4a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T13:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2284729 bytes, checksum: d77764c2106723f7ab5062d61d33da4a (MD5) Previous issue date: 2005-06-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A celulose Kraft branqueada comercializada no mercado internacional tem a alvura e a reversão de alvura como principais parâmetros de caracterização ótica. O estudo químico detalhado sobre o processo de alvura é de extrema importância para indústria de polpa de celulose e papel. Neste trabalho foi realizado o estudo químico de duas polpas celulósicas industriais (polpa B e polpa V) pré-deslignificadas com oxigênio (Pré-O2), que foram branqueadas em laboratório utilizando-se duas seqüências distintas de branqueamento, e também submetidas à reversão por duas metodologias. As polpas pré-deslignificadas com oxigênio foram submetidas ao branqueamento ECF completo (Isento de cloro elementar) com as seqüências D(EP)DP e AZDP, com alvura final de 90% ISO. Os extratos das polpas foram analisados por espectroscopia no infravermelho. Foram observadas diferenças na intensidade das bandas comuns, principalmente no extrato em acetona. Em seguida os extratos foram analisados pela técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), que permitiu identificar ácidos carboxílicos, álcoois e ácidos graxos, esteróides, além de hidrocarbonetos e carboidratos. Em relação à estabilidade alvura, observou-se que o branqueamento pela seqüência D(EP)DP levou a menor estabilidade de alvura, principalmente pelo método de reversão úmida (9,5% ISO para polpa B e 8,1% ISO para polpa V). A polpa branqueada pela seqüência AZDP apresentou maior estabilidade de alvura, pelos dois métodos de reversão, principalmente para reversão a seco (0,9% ISO para polpa B e 0,5 para polpa V). Os ácidos graxos predominam nas frações dos extratos das polpas e permaneceram estáveis sob as condições de reversão de alvura, não sendo possível estabelecer uma correlação com a estabilidade de alvura. Os ácidos carboxílicos de baixa massa molecular, formados pela degradação de alguns dos carboidratos durante o branqueamento, aumentaram seu teor após a reversão úmida das polpas, o que provavelmente contribuiu para instabilidade de alvura. Os álcoois, esteróides e hidrocarbonetos apresentaram baixos teores nas polpas revertidas e, portanto, não se correlacionam com a reversão de alvura. O branqueamento com seqüências utilizando ozônio, seguido de peróxido de hidrogênio, resultou em polpas de maior estabilidade de alvura em relação à seqüência sem ozônio. A intensidade da reversão de alvura depende de fatores diversos. Alguns estudos apontam como possíveis agentes causadores da reversão o tipo de madeira, teor de metais, temperatura, lignina residual, grupos carbonila e carboxila. Deve-se ainda avaliar mais detalhadamente a contribuição de tais fatores, pois, isoladamente não justificam o fenômeno da reversão de alvura. / The blaeched Kraft pulp traded at the international markets has brightenss and brightenss reversion as the main parameters of optic characterization. The detailed chemical study of the brightenss process is of importance for pulp industry of cellulose and paper. In this work, it is presented the chemical study of two industrial cellulosic pulps (pulp B and pulp V) pre-dislignified with oxygen (Pré-O2), which were bleached at laboratory by two different sequences of bleaching, and were also submitted to reversion by two methodologies. The pulps pre-dislignified with oxygen were submitted to the complete bleaching ECF (elemental chorine free), with the sequences D(EP)DP and AZDP, obtaining final brightenss of 90% ISO. The pulp extracts were analyzed by spectroscopy in infrared. Differences were observed in intensity of common bands, mainly with the extract in acetone. Soon afterwards the extracts were analyzed by a technique using gas chromatographic coupled the mass spectrometry (GC-MS), which made possible the identification of carboxylic acids, alcohols and fatty acids, sterols, added to hydrocarbons and carbohydrates. In relation to brightenss stability, it was observed that bleaching by the sequence D(EP)DP took the smallest brightenss stability, mainly for the method of humid reversion (9,5% ISO for pulp B and 8,1% ISO for pulp V). The pulp bleached by the sequence AZDP presents larger stability of brightenss, for the two methods of reversion, mainly for dry reversion (0,9% ISO for pulp B and 0,5% for pulp V). The fatty acids prevail in fractions of pulp extracts and they remained stable under conditions such as reversion brightenss, not being possible the establishment of a correlation to brightenss stability. The carboxylic acids low molecular mass, formed by the degradation of some carbohydrates during bleaching, had their percentage increased after the pulps’ humid reversion, what probably contributed to the instability of brightenss. The alcohols, sterols and hydrocarbons presented low percentage in reverted pulps, thus, they are not correlated to the reversion brightenss. Bleaching with sequences using ozone, followed by hydrogen peroxide, resulted en pulps of larger stability of brightenss in relation to the sequence without ozone. The intensity in reversion brightenss depends on several factors. Some studies show percentage of metals, temperature, residual lignin, carbonyl and carboxyl groups as possible agents that may cause reversion. A more detailed evaluation of the contribution of such factors should be considered, as those factors, when isolatedly considered do not justify the phenomenon known by reversion brightenss.

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um protótipo para a produção hidrometalúrgica de sulfato ferroso heptahidratado (FeSO4.7H2O – melanterita). A matéria prima foi um concentrado de pirita obtido a partir de rejeitos do beneficiamento de carvão mineral. Construiu-se, em escala piloto, uma planta de lixiviação com 300 kg de um concentrado com 73,2% de pirita. Nesta unidade, realizou-se uma etapa de lixiviação com água, em circuito fechado, sob condições aeróbias, com o intuito de se obter um extrato aquoso rico em íons férrico e sulfato. A seguir, procederam-se mudanças no sistema de forma a estabelecer uma condição anaeróbia ao meio, transformando os íons férricos em ferrosos. O lixiviado, rico em Fe2+, foi precipitado na forma de sulfato ferroso heptahidratado pela adição de etanol. Esse precipitado foi submetido a uma etapa de recristalização, obtendo-se cristais de melanterita de maior pureza. Ambos os produtos foram caracterizado por análise química elementar e difração de raios X. Os cristais de melanterita recristalizados apresentaram alta pureza, com qualidade para uso químico e farmacêutico. Assim, desenvolveu-se uma nova rota para produção de sulfato ferroso tendo como matéria-prima um concentrado de pirita da mineração de carvão (usualmente o sulfato ferroso é produzido como coproduto da produção de ilmenita e aço). A tecnologia apresenta uma elevada conversão do ferro lixiviado em melanterita e os insumos necessários são pirita, água e álcool etílico. A proposta abre uma nova possibilidade de uso dos rejeitos de carvão e a possibilidade de comercialização de outro produto na cadeia produtiva de carvão mineral. / The aim of this work was to develop a prototype for hydrometallurgical production of ferrous sulfate heptahydrate crystals (FeSO4.7H2O – melanterite). The raw material was a pyrite concentrate obtained from a coal tailing. The leaching system was assembled in pilot scale with 300 kg of a concentrate with 73.2% pyrite. Initially, it was carried out a leaching step in aerobic conditions with the purpose to obtain an aqueous solution rich in ferric ions and sulfate. Next, modifications were proceeded to establish an anaerobic condition in the reactor, converting the ferric to ferrous ions. Ethanol was added to the leaching solution to provide the precipitation of the Fe2+ and sulfate as ferrous sulfate heptahydrate. The ferrous sulfate precipitate was recrystallized, allowing producing melanterite crystals of higher purity. The crystals were characterized in terms of chemical and mineralogical composition. The process allowed producing crystals with a high purity attending chemical and pharmaceutical purposes. Thus, it was developed a process to produce ferrous sulfate from coal wastes (usually, ferrous sulfate crystals are produced as a co product from titanium dioxide and steel production). The technology presents a high conversion factor of soluble Fe2+ to melanterite and the necessary incomes are pyrite, water, and ethylic alcohol. The hydrometallurgical technique applied in this study allowed production of a commercial grade product from coal mining waste material.