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Desenvolvimento e caracterização de mebranas densas assimétricas derivadas das proteínas do casulo do bicho-da-seda aplicáveis à pervaporação

Orientador : Prof. Dr. Vítor Renan da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 17/07/2017 / Inclui referências : f. 140-145 / Resumo: Blendas hidrofílicas suportadas derivadas das proteínas bicho-da-seda Bombyx mori, sericina e fibroína, com o álcool pol ivdion ílcicaos u(PloV dAo) foram produzidas, caracterizadas e aplicadas na desidratação do etanol por pervaporação. Papel filtro tratado com silicone foi empregado como suporte poroso e dimetilureia (DMU) como agente reticulante. Ensaios físicos, morfológicos, térmicos e mecânicos foram conduzidos com o objetivo de caracterização das membranas produzidas. Os filmes produzidos pela técnica de espalhamento apresentaram-se homogêneos e sem defeitos visuais. As blendas de sericina e fibroína com o PVA foram empregadas em ensaios de pervaporação para desidratação do etanol, estudando a influência da temperatura, composição da solução de alimentação e pressão aplicada no permeado. Com um vácuo de 666,6 Pa e 20 °C de temperatura, para uma alimentação contendo 14,3% molar de água, ambas as blendas de sericina e fibroína apresentaram um fator de separação de 23,7, indicando que uma permeação preferencial à água foi atingida. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, para um teor de água na alimentação de 98,7% molar, as blendas de sericina e fibroína apresentaram, respectivamente, fatores de separação de 1,5 e 3,0, correspondendo a uma separação menos eficiente. A composição da solução de alimentação se mostrou de grande influência nos ensaios de pervaporação, intumescimento e sorção seletiva, nos quais um comportamento distinto foi observado entre a permeabilidade dos componentes e o fator de separação obtido. Para maiores teores de água na alimentação, o intumescimento da blenda é mais expressivo, favorecendo a permeabilidade e, consequentemente, o fluxo de permeado de ambos os componentes ao passo que a eficiência da separação foi menor, pois o maior intumescimento favorece a permeação de todos os componentes presentes. Como comparação, ensaios de pervaporação também foram conduzidos com a membrana de PVA puro, nos quais foram identificados que a fase proteica das blendas é a principal responsável pela afinidade química, o PVA atuando essencialmente como copolímero. Como aplicação na indústria alimentícia, verificou-se a viabilidade técnica da aplicação da pervaporação no processamento de cachaça. Para a blenda de sericina e PVA, verificou-se remoção apreciável de água da cachaça clarificada a baixas temperaturas, preservando parte dos compostos aromáticos presentes. Palavras-chave: Sericina. Fibroína. Blenda. Espalhamento. Pervaporação. / Abstract: Hydrophilic supported blend membranes derivated from Bombyx mori silkworm cocoons, sericin and fibroin, with poly(vinyl tahleco phroolt)e (iPnsV Ao)f were produced, characterized and applied in ethanol dehydration by pervaporation. Silicone treated filter paper acted as the porous layer and dimethylurea (DMU) as the crosslinking agent. Physical, morphological, thermal and mechanical assays were employed in order to characterize the membranes produced. The films produced by the casting method have shown to be homogeneous and without visual defects. Sericin and fibroin blends were applied in pervaporation experiments in order to dehydrate ethanol, evaluating the influence of composition and temperature of the feed solution as well as pressure on permeate stream. For a feed temperature of 20 °C and a pressure of 666,6 Pa on the permeate side and a feed water content of 14,3 mol%, both blends presented a separation fator of 23,7, indicating that a preferable water permeation was indeed achieved. At the same conditions of temperature and pressure, for a feed water content of 98,7 %molar, the sericin and fibroin blends led to a separation factor of 1,5 and 3,0, respectively, what indicates a less efficient separation. The feed composition has shown to be a major influence in pervaporation, swelling degree and preferential sorption experiments. Such experiments offered the conclusion that a different behaviour between the permeabilities of the components and the separation fator was observed, in a way that for higher feed water contents, the swelling degree of the membranes was more expressive, increasing the components permeabilities and, therefore, the molar permeation fluxes of both the components.The separation, however, was less efficient based on the lower separation factors achieved, since the increased swelling promotes a bigger permeation of all the components present. As a comparison, pervaporation runs were also carried out for the pure PVA membrane and the results indicated that the protein presented in the blends were the major influence on the blends' chemical affinity, the PVA acting mainly as a copolymer. As a possible application of the synthesized supported blends in food industry, it was also evaluated the technical viability of pervaporation in the cachaça processing. For the sericin/PVA blend, water was successfully removed from clarificated cachaça at low feed temperatures, preserving part of the aroma compounds present. Keywords: Sericin. Fibroin. Blends. Casting. Pervaporation

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/50340
Date January 2017
CreatorsKarp, Joel Robert
ContributorsUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Silva, Vitor Renan da
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Format145 f. : il. algumas color., gráfs., tabs., application/pdf
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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