O emprego de resinas trocadoras de íons na adsorção de ouro dissolvido em soluções cianetadas, típicas de processos hidrometalúrgicos de cianetação de minérios auríferos foi avaliada para alguns tipos de resina com propriedades base fraca de estrutura macroporosas e fibrosas. Três tipos de resinas receberam um maior aprofundamento de estudo em referência ao desempenho de extração do Au(CN)2- e cianocomplexos de Ag, Ni, Cu, Fe e Hg: (1) resinas Hypersol Macronet produzidas pela Purolite, Inglaterra, (2) resina Fiban (AK22) em base a material fibroso tecido na forma de manta produzidas por Ecofil-Delco, Bielorussia, e (3) resina em base a grupo piperazina (em fase de desenvolvimento) sintetizada nos laboratórios do Departamento de Química Orgânica do Instituto de Ciências Weizmann, Israel. Este trabalho contém ao final alguns resultados iniciais dos trabalhos de avaliação com resinas impregnadas, resinas protótipos e resinas comerciais, com características e propriedades potencialmente de interesse à hidrometalurgia de minérios auríferos. As principais características e propriedades avaliadas foram: pKa, carregamento, seletividade, cinética e eficiência de eluição. Os testes foram realizados em escala de laboratório, utilizando predominantemente soluções sintéticas e lixívias minerais de amostras de minérios brasileiros. Os resultados deste estudo mostraram a potencialidade do uso de resinas base fraca para extração de ouro em solução principalmente quanto aos aspectos de carregamento, seletividade e eluição. Estes comportamentos podem ser determinados pela combinação de fatores, tais como: a) propriedade ácido-base do grupo funcional, b) balanço do grau de hidrofobicidade da matriz polimérica e c) alta área superficial da resina. Não foram obtidos comportamentos ideais de extração de ouro frente a pH moderadamente alcalino, mas os resultados se aproximaram àqueles esperados quando empregados grupo funcional de alto pKa, como para a resina-piperazina ou guanidina. Por outro lado ganhos de eficiência em capacidade de carregamento em ambientes alcalinos podem ser alcançados com a introdução de grupos amina base forte, como observado para resinas Hypersol Macronet. A resina fibrosa AK22 demonstrou interessante comportamento seletivo em função da faixa de pH na extração dos cianocomplexos de ouro (pH<10) e mercúrio (pH>11). / The use of ion exchange resins for gold recovery from typical cyanide leach solutions in hydrometallurgy process was evaluated for some weak base resins with macroporous and fibrous structure. More extensive investigations were carried out on three types of resins, respect their performance of Au(CN)2- and cyanide complexes of Ag, Ni, Cu, Fe e Hg extraction: (1) Hypersol Macronet resin made from Purolite, England, (2) Fibrous resin Fiban (AK22) textile form as mantle made from Ecofil-Delco, Bielorussian, and (3) resin with piperazin functional group (development stage) sintetized in the laboratory of Department of Organic Chemistry of Weizmann Cientific Institute, Israel. This work also presents some initial results about the evaluation in other resins with potential interest to gold hydrometallurgy. To evaluate which resins might show promising results determined characteristics and proprieties were measured as: pKa, loading, selectivity, kinetic and elution efficiency. For experimental measurement, small-scale dynamic contacts between resin and metal-cyanide complexes were effected, used both synthetic and real cyanide solutions, the last obtained from the leaching of a gold mineral ore from Brazil. Resins with a weak base functionality show promising results when applied to the extraction of goldcyanide from cyanide media mainly in terms of loading, separation and stripping factors. These behaviours can be determined by the combination of factors, among then the following could be pointed out: a) the suitable functional group’s acid-base properties, b) the balanced degree of hydrophobicity of the polymer matrix and c) the high surface area of the resin. The best results of gold extraction weren’t yet achieved in moderately alkaline pH values, but results are close to those expected when functionalised with groups as piperazine or guanidine extracting, are empoyed. n the other hand, gains in loading efficiency, independently of pH, were reach with the introduction a few percent the strong amino groups in resin, as Hypersol Macronet. Fibrous resin AK22 presented the interesting selectivity behaviour between gold and mercury cyanide where the gold was extract at pH<10 and when the eluted to gold had begin the mercury was extract in pH>11.

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_MarianadeOliveiraDias_M.pdf: 2737116 bytes, checksum: aeeec21d0421368f9e1d68fd9647d8d4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Foram adotadas duas técnicas experimentais para a determinação da isoterma de adsorção de proteínas em solução líquida utilizando-se resinas macroporosas trocadoras de íons como sólido adsorvente. Uma das técnicas, denominada de experimentos em tanques agitados, permitiu obter dados sobre a cinética de adsorção e também as isotermas de equilíbrio para dois adsorventes, ambos contendo grupos do tipo amino quaternário, na adsorção da proteína Albumina de Soro Bovino. A segunda técnica, denominada de experimentos em colunas de adsorção, permitiu obter as curvas do tipo breakthrough e conseqüentemente a isoterma de equilíbrio para apenas um dos adsorventes na adsorção da mesma proteína. O tratamento matemático das isotermas através do modelo de Langmuir conduziu aos dois parâmetros do modelo para uma temperatura de 240 C para o sistema Albumina de Soro Bovino (BSA) e as resinas de troca iônica Q-Sepharose® Fast Flow e Accell® Plus QMA. Foram analisados dois níveis de força iônica do tampão Tris(hidroximetil)aminometano para cada uma das resinas. A modelagem matemática das curvas cinéticas obtidas permitiu otimizar os parâmetros que exprimem a convecção externa e a difusão interna às partículas para os experimentos em tanques agitados para o sistema BSA-Accell Plus QMA. As curvas de breakthrough obtidas para o sistema BSA-Accell Plus QMA indicaram um comportamento similar para colunas operando em leito fixo e em leitos fluidizados. Nos experimentos em leito fixo, foi obtido o parâmetro tempo estequiométrico, que possui importância na interpretação da adsorção com relação ao balanço de massa e à ampliação de escala do processo / Abstract: Two different experimental techniques were studied aiming the determination of adsorption isotherms of proteins in liquid solutions by using macroporous adsorbents solids. One of the techniques, named stirred tank experiments, allowed to study the kinetics of adsorption and the equilibrium isotherms for two adsorbents based quaternary amino groups working with Bovine Serum Albumin (BSA), as a model protein. The second technique, named breakthrough curve experiments, allowed also get the equilibrium isotherm for the same system. The mathematical treatment using non-linear regression for the Langmuir model isotherm led to the two parameters of the isotherm for the temperature of 240 C for the systems containing BSA and the anionic resins Q-Sepharose® Fast Flow and Accell® Plus QMA.Two different levels of ionic strength of the buffer Tris(hydroxymethyl)aminomethane were analyzed in the experiments. The mathematical modeling of the adsorption kinetics allowed to optimize the mass transfer parameters described by the phenomena of internal diffusion and external convection for the system BSA-Accell Plus QMA. The breakthrough curves for the experiments with fixed and fluidized beds have similar behaviour. The parameter stoichiometric time obtained from the column experiments is important to describe the mass balance in the column, helping the scaleup of the process / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roca_Sirlei_D.pdf: 8564961 bytes, checksum: ccb6e36db1fd5551f1166dbfbd052f68 (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientador: Renato Sprung / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_RitadeCassiadosSantos_M.pdf: 3991266 bytes, checksum: dd9fe15e34bf05c87c18a2281970d1f6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho reporta a remoção de cromo hexavalente de soluções aquosas, utilizando como adsorventes as argilas aniônicas tipo hidrotalcita, nas formas carbonato, calcinada, cloreto e nitrato.A síntese da hidrotalcita na forma carbonato foi realizada segundo o método da coprecipitação dos cátions presentes no Mg(N03)2 e AI(N03)3 sobre uma solução básica de NaOH e Na2C03. O produto obtido foi caracterizado por meio de análises químicas, difração de raio X, análises termogravimétricas e de infravermelho. As análises químicas e termogravimétricas nos indicam a composição da hidrotalcita obtida como Mg 0,73 Al0,27(OH)2(C03)0,135.0.55H20. A hidrotalcita caracterizada foi testada como um adsorvente na remoção de Cr(VI) de soluções aquosas. Foi usado um reator isotérmico tipo batelada com agitação constante de 200 rpm, com o objetivo de avaliar os efeitos do pH inicial da solução (2 e 4.5-5), tamanho da partícula (30 a 400 mesh), concentração inicial de cromo (50 e 500 ppm), temperatura de remoção (5, 25, 40 e 50°C) , influência de outros íons que não o cromato (Cr, N03- e SOl) . Foi. verificado ainda, o efeito memória, ou seja, a capacidade de reconstrução da estrutura de uma hidrotalcita calcinada a diferentes temperaturas (400,500,600, 700 e 800°C) através do Cr(VI) presente em solução. A obtenção das formas cloreto e nitrato se deram pela reconstrução da hidrotalcita calcinada a 500°C com cloreto e nitrato, respectivamente. Nos testes de remoção de Cr(VI) foram acompanhados a variação do teor de Cr(VI) e do pH da solução com o tempo, e posteriormente determinadas as isotermas. Os resultados da adsorção a valores de pH abaixo de 5,0, indicam que a remoção do Cr(VI) da solução é facilitada, mas a hidrotalcita torna-se solúvel, impossibilitando a sua utilização nessa condição. O tamanho da partícula provoca uma variação na taxa de remoção do cromo no início da adsorção, embora não exerça influência sobre o equilíbrio da adsorção. A presença de outros íons em solução podem dificultar ou facilitar a remoção de Cr(VI), dependendo da sua carga, tamanho e afinidade pelo sítio. Os íons cloreto e nitrato não alteram a quantidade final de cromo removida, mas os íons sulfato diminuem essa quantidade,' o que é resultante da competição entre os íons sulfato e os íons formados pelo Cr(VI). Tanto a hidrotalcita na forma calcinada como as formas cloreto e nitrato apresentam uma elevada capacidade na remoção de cromo hexavalente de soluções aquosas se comparada com a forma original (carbonato), sendo a forma calcinada a 500°C a que apresentou maior eficiência na troca, mesmo com cinética mais lenta que as formas cloreto e nitrato. Uma elevação na temperatura de calcinação reduz a quantidade final removida e toma a taxa de remoção mais lenta. A elevação na temperatura de adsorção provoca uma aceleração na taxa de remoção de Cr(VI), efeito mais pronunciado na forma calcinada que nas formas cloreto e nitrato / Abstract: The present work reports Cr(VI) removal from aqueous solutions using calcined and uncalcined hydrotalcite type anionic clay. The synthesis of the hydrotalcite was done by coprecipitation of the cations Mg2+ and Al3+ in a basic solution of NaOH and Na2C03. The product was characterized by chemical, thermogravimetric and infrared analysis as well as by X-Ray diffraction. The chemical and thermogravimetric analysis showed the composition ofthe obtained hydrotalcite to be 27(0H)2(C03)O.135.0.55H2O. An isothermic batch reactor was used for evaluating the effect of initial pH of the solution, particle size, initial chromium concentration, adsorption temperature, and the presence of ions other than chromate on chromium removal. The capacity of reconstruction of the structure of the calcined hydrotalcite at different temperatures by chromium in solution was studied. The Cl- and N03- forms were synthesized by reconstruction ofthe calcinated hydrotalcite at 500°C using NaCI or NaN03 solutions, respectively. In the tests of chromium removal, the variation of the chromium concentration and the pH of the solution was followed in time, and then isotherms were obtained. Results ofthe adsorption of chromium at pH under 5.0 showed that the chromium removal from the solution is better than at higher values of pH, but the hydrotalcite becomes soluble at that condition. Reduction ofthe particle size caused a decrease in the rate of chromium removal in the beginning of the experiment, but hed no effect on the equilibrium state. The presence of ions in solution other than Cr(VI) increased or decreased the chromium removal, depending on the charge, size and affinity by the site. Monovalent ions as Cl- and N03' did not change the amount of chromium removal, but the divalent (SO4)2-. ions did compete with the Cr(VI) ions. The hydrotalcite in the calcined form as well as the chloride and nitrate forms showed a high capacity for Cr(VI) removal from aqueous solution if compared with the original carbonate form. The form calcined at 500°C showed the highest efficiency, but had a lower Cr removal rate than the chlorite and nitrate forms. An increase in the temperature of calcination decreased the final quantity removed and yielded a lower kinetic of adsorption. Higher temperatures of adsorption resulted in better rates of chromium removal. This effect was larger for the calcined forms than for the chloride and nitrate forms / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-10-11T17:26:39Z No. of bitstreams: 1 MARCIO PAES DE BARROS D.pdf: 4042806 bytes, checksum: 63ccbbb93a9f3b1d35447be1d82aa69b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T17:26:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIO PAES DE BARROS D.pdf: 4042806 bytes, checksum: 63ccbbb93a9f3b1d35447be1d82aa69b (MD5) Previous issue date: 2001-05 / Neste trabalho foi estudada a sorção de clorocomplexos de U(IV) em resinas aniônicas piridínicas, a uma temperatura de 80°C. A sorção de clorocomplexos de U(IV) é uma etapa fundamental no processo de enriquecimento isotópico de urânio por cromatografia de oxi-redução. O estudo da sorção foi feito em duas resinas macroporosas e uma resina gel. A sorção de U(IV) nestas resinas foi investigada através do levantamento das isotermas de sorção para concentrações de U(IV) variando de 0,01 mol/1 a 0,2 mol/1, e concentração de HC1 variando de 1,0 mol1/1 a 3,5 mol1/1. A cinética de sorção dos complexos foi estudada utilizando-se modelo matemático específico para caracterização da etapa determinante do processo: difusão no filme ou difusão na partícula. Os resultados obtidos mostram que o U(IV), nas condições estudadas não é adsorvido pela resina. É sugerido que os complexos passíveis de serem retidos pelas resinas são o UCI5 e o UCI44. A análise da etapa determinante dos vários casos estudados mostra que, em muitos casos, prevalece um mecanismo' intermediário entre a difusão no filme e a difusão na partícula. / In this work, the sorption of uranium complexes by anionic ion exchange resins in HC1 solutions was investigated in a temperature of 80°C. The sorption of U(IV) is a key step in the chemical method of uranium isotope enrichment process known as oxi-reduction chromatography. Two macroporous and one gel-type resin were used in sorption experiments. The sorption isoterms were obtained for U(IV) concentration ranging from 0,01 mol1/1 to 0,2 mol/1, and HC1 concentration ranging from 1,0 moll/1 to 3,5 mol1/1. Sorption kinetics was investigated using a specific mathematical model and the aim was to determine the rate limiting step of sorption reaction, if film or particle diffusion. The results show that there is little sorption of U(IV) by the resins in the experimental conditions cited above. It is suggested that only UCl5 and UCI4, are sorbed under these conditions. It was also observed that, in several cases, the rate determining step of sorption process is an intermediate one between film diffusion and particle diffusion.

Orientador : Yong Kun Park / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goto_Airton_D.pdf: 1080962 bytes, checksum: 129593dde39ecfcdc6dc58311bc9d58d (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

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

ARCANJO, M. R. A. Estudo da adsorção de Ácido Lático por cromatografia de troca iônica. 2014. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014 / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-13T18:16:26Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mraarcanjo.pdf: 1635884 bytes, checksum: 6487de5def184dc5d02048292f68e7e5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-13T18:16:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mraarcanjo.pdf: 1635884 bytes, checksum: 6487de5def184dc5d02048292f68e7e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T18:16:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mraarcanjo.pdf: 1635884 bytes, checksum: 6487de5def184dc5d02048292f68e7e5 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Currently the demand for renewable fuels has increased a lot. Thus, biodiesel is an alternative to oil and its derivatives, since its production is cheaper, there is a reduction in emissions, and is considered a renewable energy. Due to government incentives that drive the production of biodiesel, such fuel has been produced on a large scale. Of all the raw material used for producing biodiesel via transesterification, 10 % in mass is converted into glycerin, excess demand and absorption capacity of the current markets. In this context, it is of fundamental importance to develop alternative technologies and innovative at the same time to consume this surplus of crude glycerin. The production of lactic acid by hydrothermal conversion of glycerol is an alternative that adds significantly to the productivity of the biodiesel industry value, besides the production of an organic acid that is widely used industrially. This organic acid exists as two optical isomers, D - lactic acid and L- lactic acid. Presently, it has become an important monomer in the plastics industry, and polymerized biodegradable plastics such as poly-L- lactic acid and copolymers of lactic acid. Therefore, there is a continued interest in a more efficient process for the production of lactic acid as well as for their recovery and purification. Thus, the aim of this study was to conduct a study on the adsorption of lactic acid (derived from the conversion of glycerol resulting from biodiesel production) by ion exchange by Amberlite IRA 67 and IRA 96. Different eluents were evaluated at various concentrations in order to obtain a higher efficiency in removing lactic acid adsorbents studied. From the breakthrough curves obtained with different concentrations of lactic power (60-302 g/L) acid the adsorption isotherms were constructed at temperatures of 30 °C, 40 °C and 60 °C. With data from lactic acid concentration for each condition studied, became the model fit the Langmuir adsorption isotherm. Studies on the purification column fixed bed with mono-component solutions, binary mixtures and real mixture were also performed. It was concluded that the application of the proposed methodology for the purification of lactic acid in a fixed-bed column showed better results when the condition (temperature = 30 °C) was used in both adsorbents. As the Amberlite IRA 96, the adsorbent showed better performance in the adsorption of lactic acid. / Atualmente a procura por combustíveis renováveis tem aumentado muito. Deste modo, o biodiesel surge como alternativa em relação ao petróleo e seus derivados, já que sua produção é mais barata, há uma diminuição na emissão de poluentes, e é considerada uma energia renovável. Devido aos incentivos governamentais que impulsionam a produção de biodiesel, tal combustível tem sido produzido em larga escala. De toda a matéria-prima utilizada para a produção de biodiesel, através de transesterificação, 10% em massa é convertida em glicerina, excedendo a demanda e capacidade de absorção dos mercados atuais. Neste contexto, é de fundamental importância o desenvolvimento de tecnologias alternativas e ao mesmo tempo inovadoras para consumir este excedente de glicerina bruta. A produção de ácido lático por conversão hidrotérmica do glicerol é uma alternativa que agrega um valor significativo para a produtividade da indústria de biodiesel, além da produção de um ácido orgânico que é amplamente utilizado industrialmente. Esse ácido orgânico existe como dois isômeros ópticos, D-ácido lático e L-ácido lático. Atualmente, tem se tornado um importante monômero na indústria de plásticos, sendo polimerizado em plásticos biodegradáveis, tal como poli-L-ácido lático e seus copolímeros de ácido lático. Por isso há um interesse contínuo em um processo mais eficiente para a produção de ácido lático, assim como para a sua recuperação e purificação. Dessa maneira, o objetivo desse trabalho foi realizar um estudo sobre a adsorção de ácido lático (oriundo da conversão do glicerol resultante da produção do biodiesel) por cromatografia de troca iônica pelas resinas Amberlite IRA 67 e IRA 96. Foram avaliados diferentes eluentes em concentrações diversas, afim de se obter uma maior eficiência na remoção de ácido lático dos adsorventes estudados. A partir das curvas de ruptura obtidas com diferentes concentrações de alimentação de ácido lático (60-302 g/L) foram construídas as isotermas de adsorção nas temperaturas de 30°C, 40°C e 60°C. Com os dados de concentração de ácido lático para cada condição estudada, fez-se o ajuste do modelo da isoterma de adsorção de Langmuir. Estudos sobre a purificação em coluna de leito fixo com soluções monocomponentes, misturas binárias e mistura real também foram realizados. Concluiu-se que a aplicação da metodologia proposta para purificação do ácido lático em coluna de leito fixo mostrou melhores resultados quando a condição (temperatura=30°C) foi utilizada em ambos os adsorventes. Sendo a resina Amberlite IRA 96, o adsorvente que mostrou melhor eficiência na adsorção do ácido lático.Atualmente a procura por combustíveis renováveis tem aumentado muito. Deste modo, o biodiesel surge como alternativa em relação ao petróleo e seus derivados, já que sua produção é mais barata, há uma diminuição na emissão de poluentes, e é considerada uma energia renovável. Devido aos incentivos governamentais que impulsionam a produção de biodiesel, tal combustível tem sido produzido em larga escala. De toda a matéria-prima utilizada para a produção de biodiesel, através de transesterificação, 10% em massa é convertida em glicerina, excedendo a demanda e capacidade de absorção dos mercados atuais. Neste contexto, é de fundamental importância o desenvolvimento de tecnologias alternativas e ao mesmo tempo inovadoras para consumir este excedente de glicerina bruta. A produção de ácido lático por conversão hidrotérmica do glicerol é uma alternativa que agrega um valor significativo para a produtividade da indústria de biodiesel, além da produção de um ácido orgânico que é amplamente utilizado industrialmente. Esse ácido orgânico existe como dois isômeros ópticos, D-ácido lático e L-ácido lático. Atualmente, tem se tornado um importante monômero na indústria de plásticos, sendo polimerizado em plásticos biodegradáveis, tal como poli-L-ácido lático e seus copolímeros de ácido lático. Por isso há um interesse contínuo em um processo mais eficiente para a produção de ácido lático, assim como para a sua recuperação e purificação. Dessa maneira, o objetivo desse trabalho foi realizar um estudo sobre a adsorção de ácido lático (oriundo da conversão do glicerol resultante da produção do biodiesel) por cromatografia de troca iônica pelas resinas Amberlite IRA 67 e IRA 96. Foram avaliados diferentes eluentes em concentrações diversas, afim de se obter uma maior eficiência na remoção de ácido lático dos adsorventes estudados. A partir das curvas de ruptura obtidas com diferentes concentrações de alimentação de ácido lático (60-302 g/L) foram construídas as isotermas de adsorção nas temperaturas de 30°C, 40°C e 60°C. Com os dados de concentração de ácido lático para cada condição estudada, fez-se o ajuste do modelo da isoterma de adsorção de Langmuir. Estudos sobre a purificação em coluna de leito fixo com soluções monocomponentes, misturas binárias e mistura real também foram realizados. Concluiu-se que a aplicação da metodologia proposta para purificação do ácido lático em coluna de leito fixo mostrou melhores resultados quando a condição (temperatura=30°C) foi utilizada em ambos os adsorventes. Sendo a resina Amberlite IRA 96, o adsorvente que mostrou melhor eficiência na adsorção do ácido lático.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:13:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342961.pdf: 1909629 bytes, checksum: 0eb8077be79f1473cbf87c47421fe989 (MD5) Previous issue date: 2016 / A propriedade oligodinâmica é um efeito letal que os íons metálicos de algumas espécies químicas exercem sobre bactérias, fungos e outros microrganismos. Este estudo envolve a promoção da propriedade oligodinâmica dos íons zinco a micropartículas de vidro por processos de troca iônica. O desempenho antimicrobiano do vidro dopado com zinco aumenta com a concentração inicial de zinco empregada no meio iônico até atingir um valor máximo, onde o adsorvente satura de soluto. Este trabalho tem como objetivo modelar o comportamento das operações unitárias adsorção dos íons zinco da solução para o adsorvente vítreo e dessorção dos íons zinco do vidro dopado para um meio aquoso, com vistas na otimização da propriedade antimicrobiana. Os dados de equilíbrio foram ajustados por três modelos isotérmicos de equilíbrio para adsorção: Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson. Em termos de cinética de adsorção, os dados experimentais foram substituídos por três modelos cinéticos: pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Elovich. Os modelos de Langmuir e de pseudo-segunda ordem foram os que melhor ajustaram os dados de equilíbrio e os dados cinéticos, respectivamente, para o sistema vidro-zinco. A operação de adsorção apresentou tempo de equilíbrio de 1000 min e capacidade máxima de incorporação qe = 1,919 mmol Zn2+·g-1 de vidro. A curva de concentração de zinco em função do tempo para a operação de dessorção em água deionizada também foi obtida, apresentando tempo de equilíbrio de 2100 min para esta operação. A quantidade de zinco incorporada no vidro em cada ensaio foi determinada por análise em absorção atômica e balanço de massa dos processos de adsorção e de dessorção. Amostras foram preparadas nas condições de equilíbrio da adsorção e da dessorção, e submetidas a análise microbiológica ? teste de disco-difusão e concentração inibitória mínima com as bactérias E. coli, P. aeruginosa e S. aureus e o fungo C. albicans. O vidro-zinco apresentou propriedade bacteriostática e fungistática para os microrganismos testados, mesmo após a dessorção de equilíbrio.<br> / Abstract : Oligodynamic property is a lethal effect that metallic ions of some chemical species exert on bacteria, fungi and other microorganisms. This study involves the promotion of zinc oligodynamic property to glass microparticles by ionic exchange processes. The antimicrobial performance of glass doped with zinc increases with the zinc ion initial concentration employed in the ionic medium until reaching a maximum value where the adsorbent saturated with the solute. This work aims to model the behavior of unit operations zinc ions adsorption from solution into the vitreous adsorbent and zinc ions desorption from doped glass to an aqueous medium in order to optimize the antimicrobial property. Equilibrium data were adjusted for three equilibrium isotherm models for adsorption: Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson. In terms of adsorption kinetic experiments, the experimental data were replaced by three kinetic models: pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich. The Langmuir and pseudo-second order models were the best fit to equilibrium data and kinetic data respectively for the zinc-glass system. The adsorption operation showed 1000 min equilibrium time and maximum incorporation capacity qe = 1,919 mmol Zn2+·g-1 glass. Zinc concentration versus time curve for desorption operation in deionized water was also obtained showing 2100 min equilibrium time for this operation. Zinc amount incorporated in the glass in each assay was determined by atomic absorption analysis and mass balance of adsorption and desorption processes. Samples were prepared in the adsorption and desorption equilibrium conditions and subjected to microbiological analysis ? disk diffusion test and minimum inhibitory concentration with E. coli, P. aeruginosa and S. aureus bacteria and the C. albicans fungus. Zinc-glass showed bacteriostatic and fungistatic properties for the tested microorganisms even after equilibrium desorption.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343940.pdf: 2066325 bytes, checksum: d8de9f61f443856b55665b2f3c4049d4 (MD5) Previous issue date: 2016 / A purificação do biodiesel, também denominada polimento, consiste na última etapa do processo de sua síntese e é essencial, pois tem como objetivo a adequação de parâmetros visando ao atendimento das normas vigentes. Neste trabalho, estudaram-se novas alternativas de polimento do biodiesel pelo uso de resinas de troca iônica, enzimas e silicato de magnésio (Magnesol), principalmente para a redução de ácidos graxos livres, visando a obtenção de biodiesel de alta qualidade. Foram realizados experimentos em laboratório, planta piloto, coluna e em batelada, seguindo-se estratégias de integração de processos. Adicionalmente, desenvolveu-se um estudo de modelagem e simulação com os resultados mais significativos realizados em coluna. As amostras de biodiesel foram analisadas quanto ao teor de monoacilglicerois (MAG), diacilglicerois (DAG), triacilglicerois (TAG) e acidez. Com relação à redução dos teores de MAG, DAG e TAG, as resinas foram efetivas, e, quanto à acidez, o silicato de magnésio se destacou pelo ótimo desempenho apresentado. Ao final dos testes, constatou-se que cada resina atuou diferentemente e a utilização combinada em sequência das mesmas, seguindo a estratégia de integração de processos, permitiu a obtenção de um biodiesel de acordo com os padrões estabelecidos pela legislação. Também, estudou-se a purificação do biodiesel com o uso das resinas de troca iônica visando à redução da concentração de metais e sabões. Pôde-se observar que a metodologia empregada, com e sem condicionamento inicial em metanol das resinas, produziu alterações na concentração de metais, mas pouco promissoras. Já para os sabões, levou a uma redução significativa da concentração dos mesmos ao final do processo de purificação. As simulações reproduziram de maneira bastante satisfatória os resultados experimentais, tanto para a acidez quanto para os teores de MAG, DAG e TAG. Os esforços de modelagem consideraram aspectos reacionais e de equilíbrio químico, além de transferência de massa e escoamento em meios porosos. A boa sintonia entre os resultados experimentais e os simulados atestam a pertinência do modelo desenvolvido.<br> / Abstract : Purification of biodiesel, also known as polishing, is the last step of its synthesis and is essential as it aims adequacy parameters ensuring compliance with the regulations. In this work, studied new alternative biodiesel polishing by the use of ion exchange resins, enzymes and magnesium silicate (Magnesol®), principally in the reduction of free fatty acids in order to obtain biodiesel with high quality. Experiments were conducted in laboratory and pilot plant column, batch experiments and following process integration strategies, adding simulation efforts result in more significant column. The biodiesel samples were analyzed for content of monoacylglycerol (MAG), diacylglycerols (DAG), triacylglycerols (TAG) and acidity. Regarding the reduction in MAG content, DAG and TAG, the resins were effective, and, as the acid, magnesium silicate stood out for great performance shown. At the end of the tests, it was found that each resin acted differently and the combined use in the same sequence, following the process integration strategy, allowed to obtain a biodiesel according to the standards set by law. Also, biodiesel purification was studied with the use of ion exchange resins in order to reduce the concentration of metals and soaps. It was observed that the methodology employed, both with and without initial conditioning in methanol resins, produced changes in the concentration of metals, but unpromising. As for the soaps, it led to a significant reduction in their concentration at the end of the purification process.Simulations have succeeded reproduce fairly well the experimental results for both the acidity and for the levels of MAG, DAG, and TAG. The modeling efforts considering chemical equilibrium reaction and aspects, as well as mass transfer and flow in porous media. The good match between the experimental results and simulations demonstrated the relevance of the model developed.