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Gaseous ethanol may be recovered from the effluent gas mixture of the sugar cane fermentation process using a staged absorption column. In the present work, the development of a nonlinear controller, based on a neural network inverse model (ANN controller), was proposed and tested to manipulate the absorbent flow rate in order to control the residual ethanol concentration in the effluent gas phase. Simulation studies were carried out, in which a noise was applied to the ethanol concentration signals from the rigorous model. The ANN controller outperformed the dynamic matrix control (DMC) when step disturbances were imposed to the gas mixture composition. A security device, based on a conventional feedback algorithm, and a digital filter were added to the proposed strategy to improve the system robustness when unforeseen operating and environmental conditions occured. The results demonstrated that ANN controller was a robust and reliable tool to control the absorption column.

Neste trabalho foram desenvolvidos alguns programas computacionais para a síntese e a otimização de redes de trocadores de calor. Para a síntese das redes seguiram-se os procedimentos apresentados no algoritmo do Método do Ponto de Estrangulamento Energético (MPEE), provindo da "Tecnologia Pinch". Paralelamente à síntese da rede são aplicadas duas ferramentas: o Diagrama da Força Motriz (DFM) e a Análise do Problema Remanescente (APR). Isto permite verificar se um trocador está fazendo um bom aproveitamento de sua força motriz imediatamente após ter sido alocado. A grande vantagem destas ferramentas é o fato de não ser necessário esperar até que a rede esteja pronta para verificar se um trocador está bem colocado ou não. A última etapa do projeto é a identificação e a quebra de laços, com o objetivo de reduzir a quantidade de trocadores até o número mínimo previsto. O algoritmo do MPEE foi implementado em um programa interativo com o usuário, que tem liberdade para decidir durante o processo da síntese quais as trocas devem ser efetuadas. Outro programa foi desenvolvido para o cálculo da área remanescente. Estes procedimentos foram aplicados em problemas da literatura e os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, pois em todos os casos conseguiu-se sintetizar uma rede com o número mínimo de trocadores previsto e com as penalidades em termos de área menores do que o limite máximo sugerido pela literatura. Estes resultados demonstram que a aplicação do MPEE em conjunto com o DFM, a APR e a quebra de laços é uma ótima sistemática para a obtenção de redes de trocadores de calor ótimas ou bem próximas da ótima. 96 f

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2021-05-27T18:51:26Z No. of bitstreams: 1 Rafael_Carnevesi_2019.pdf: 6901773 bytes, checksum: 94f1bea43c77a39f6201e44460cc3d85 (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-27T18:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_Carnevesi_2019.pdf: 6901773 bytes, checksum: 94f1bea43c77a39f6201e44460cc3d85 (MD5) Previous issue date: 2019-03-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The greenhouse gas emission from burning of fossil fuels can cause catastrophic consequences for the planet environment. Since the establishment of the Kyoto protocol, many countries have been looking for alternative energy sources. In this way, biogas stands out as an important alternative of energy source. However, biogas has only 60% of methane and for this reason yours use as car fuel or transportation to majors cities is not viable. In the last few years considerable efforts in research are undertaken in order to develop new techniques to upgrade biogas in biomethane. Adsorption processes such as pressure swing adsorption (PSA) have a great potential for this purpose. Thus, the main objective of this work was to analyze the CO2 removal from biogas using pressure swing adsorption techniques. Adsorption equilibrium and diffusion of single components were used to predict the behavior of the binary system in fixed bed and in PSA process by mathematical modeling. Experimental and modeling data were obtained to identify the effects of different steps on process performance. The mathematical model was able to predict the behaviors of breakthrough curves and the PSA process from equilibrium and kinetic data. The experimental and model results showed that the PSA process with carbon molecular sieves can get biomethane with a purity greater than 97%. These results also showed that is possible to reach high recovery levels with low cost at small PSA units. Emissões de gases causadores do efeito estufa provenientes da queima de combustíveis fósseis podem vir a causar consequências catastróficas ao clima do planeta. Desde o estabelecimento do protocolo de Quioto, muitos países vêm procurando por novas fontes energéticas. O biogás destaca-se como uma das alternativas energéticas. Contudo, o teor elevado de CO2 prejudica o uso do biogás como combustível, bem como seu transporte para os grandes centros populacionais. Assim, nos últimos anos a procura por tecnologias de refino de biogás a biometano se intensificaram. Uma das alternativas consiste na utilização de processos cíclicos de adsorção. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivo a análise da remoção de CO2 do biogás empregando processo de adsorção cíclica com modulação de pressão (AMP). Dados batelada de cinética e equilíbrio monocomponente de CH4 e CO2 foram usados para predizer o comportamento do sistema binário em coluna de leito fixo e em ciclos de modulação da pressão a partir de modelagem matemática. Dados experimentais e modelagem matemática de diferentes de ciclos AMP foram obtidos para identificar a influência das diferentes etapas na eficiência do processo. O modelo matemático foi capaz de prever com eficiência o comportamento dos dados experimentais de curvas de ruptura e de ciclos AMP, a partir de dados experimentais de equilíbrio e cinética em batelada. Tanto os dados experimentais, quanto os valores obtidos pela modelagem matemática, mostram que os processos de modulação de pressão empregando peneiras moleculares de carbono podem fornecer metano com pureza superior a 97%. Os resultados obtidos também demonstram que o processo em questão possibilita uma elevada recuperação de metano, bem como baixos custos de instalação e operação.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-05T20:12:01Z No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2018.pdf: 3497938 bytes, checksum: 33976a24dbef1bda196a346bd634eade (MD5) Made available in DSpace on 2018-11-05T20:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2018.pdf: 3497938 bytes, checksum: 33976a24dbef1bda196a346bd634eade (MD5) Previous issue date: 2018-05-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Lipases are a class of enzymes responsible for breaking down the ester bonds of triglycerides; they can derivate from microbial, animal or vegetal origin, the last ones can be found mainly from the germination processes of oilseeds. Castor bean seeds have the advantage of having lipases in its composition even in non-germinated state. In this sense, the present work aims to evaluate the use of castor bean as a source of lipase in the hydrolysis of triglycerides to obtain free fatty acids, employing sonication and orbital agitation system, investigating the use of in natura seeds and seeds after oil extraction process, to enable its commercial use. In addition, the crambe oil is employed, an oil that is rich in monosaturated free fatty acids, easy obtainment and it is has no use in the food chain. Using CCRD experimental designs an optimum point was found for in natura seeds in the condition of temperature of 33 °C, 0.87 buffer/oil (m/m) and 0.31 catalyst/substrate (m/m) reaching a yield of 91% after 4 hours of reaction; for the incubated seeds the optimum condition was in the temperature of 43.8 °C, 1.8 buffer/oil (m/m) and 0.07 catalyst/substrate (m/m) in which approximately 88% yield was achieved after 4 hours of reaction. In order to optimize the reaction conditions, the use of ultrasound in the enzymatic hydrolysis was evaluated, as optimal conditions were approximately 70% of ultrasound power, 1.79 buffer/oil (m/m), 0.25 catalyst/substrate (m/m) for the in natura seeds, achieving approximately 86% of yield after 5 minutes of ultrasonic reaction and 91% after more 30 minutes of reaction with mechanical stirring and for incubated seeds approximately 68% of ultrasound power, 1.67 buffer/oil (m/m), 0.06 catalyst/substrate (m/m), reaching 73% of yield after 5 minutes of ultrasonic reaction and 77% after more 30 minutes of reaction with mechanical stirring. The best yield, therefore, was verified when in natura seeds were employed; these seeds don’t go through any preparation process and have emulsifying components that can help in the triglycerides hydrolysis. Besides that, a mathematical model was proposed and it was satisfactory to predict the experimental data of crambe oil enzymatic hydrolysis when in natura and incubated seeds were employed in mechanical-orbital agitation reactions and with ultrasonic emulsification. In this sense, the contribution of the present work is to give a better understanding for the enzymatic hydrolysis of triglycerides with the utilization of vegetal lipases from castor seeds, and employing an oil that has not been yet well studied and utilized. Lipases são uma classe de enzimas responsáveis pela quebra de ligações éster de triglicerídeos e podem ser de origem microbiana, animal ou vegetal, sendo que as ultimas podem ser encontradas principalmente a partir do processo de germinação de sementes oleaginosas. As sementes da mamona possuem a vantagem de conterem lipase em sua composição mesmo em fase não germinativa. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o uso da semente de mamona como fonte de lipase na hidrólise de triglicerídeos para obtenção de ácidos graxos livres empregando ultrassom e sistema de agitação orbital, investigando o uso das sementes in natura e sementes após o processo de extração de óleo, para viabilizar seu uso comercial. Além disso, busca-se empregar o óleo de crambe, um óleo rico em ácidos graxos monoinsaturados, de fácil obtenção e que não é usado na cadeia alimentar. Empregando planejamentos experimentais DCCR verificou-se ponto ótimo para sementes in natura na condição de 33°C de temperatura, 0,87 solução tampão/óleo (m/m) e 0,31 catalisador/substrato (m/m) no qual atingiu-se 91% de rendimento após 4 horas de reação; para as sementes incubadas o ponto ótimo foi nas condições de 43,8°C de temperatura, 1,8 solução tampão/óleo (m/m) e 0,07 catalisador/substrato (m/m) no qual atingiu-se aproximadamente 88% de rendimento após 4 horas de reação. Visando otimizar as condições reacionais, foi avaliado o uso de ultrassom na hidrólise enzimática, as condições ótimas foram de aproximadamente 70% de potência do ultrassom, 1,79 tampão/óleo (m/m), 0,25 catalisador/substrato (m/m) para as sementes in natura, atingindo se aproximadamente 86% de rendimento após 5 minutos de reação em ultrassom e 91% após mais 30 minutos de reação com agitação mecânica-orbital e para as sementes incubadas aproximadamente 68% de potência do ultrassom, 1,67 tampão/óleo (m/m), 0,06 catalisador/substrato (m/m), atingindo se aproximadamente 73% de rendimento após 5 minutos de reação em ultrassom e 77% após mais 30 minutos de reação com agitação mecânica. Verificou-se, portanto, um melhor rendimento com a utilização das sementes in natura, que não passam por nenhum processo de preparo, e possuem componentes emulsificantes que auxiliam na hidrólise de triglicerídeos. Além disso, um modelo matemático foi proposto e foi satisfatório para predição dos dados experimentais das hidrólises enzimáticas do óleo de crambe empregando sementes in natura e incubadas em reações com agitação mecânica-orbital e em ultrassom. Dessa forma, o presente trabalho contribui de forma a melhorar o entendimento do mecanismo da reação de hidrólise enzimática de triglicerídeos com utilização de lipases vegetais a partir da semente de mamona, empregando um óleo ainda pouco utilizado e estudado, o crambe.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-04-27T00:49:59Z No. of bitstreams: 1 Katia_A_Santos_2018.pdf: 1940481 bytes, checksum: dd10357b3e5c25bdf7e64bb4148af513 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-27T00:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katia_A_Santos_2018.pdf: 1940481 bytes, checksum: dd10357b3e5c25bdf7e64bb4148af513 (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Candeia (Eremanthus erythropappus) is a native species of the Brazilian Atlantic forest from which an essential oil with high concentration of sesquiterpene α-bisabolol is extracted. α-Bisabolol is an active principle of important application in the cosmetic and pharmaceutical industries due to its anti-inflammatory, antispasmodic, sedative, antiallergic, anti-irritant, cicatrizant and vermifugal properties. Steam distillation is the most common method used to obtain this oil, with requires long periods of time extraction besides the degradation of thermosensitive compounds. Within this context, the aim of this study was to evaluate the quality of the candeia wood oils obtained by non-conventional methods of extraction (supercritical technology by using carbon dioxide and cosolvents, pressurized liquid and ultrasound-assisted extraction), in terms of oil yield, bisabolol content and antioxidant activity. In addition, the oil re-extraction from the industrial residue was also evaluated. The extractions were carried out with CO2 at temperatures of 40, 55 and 70 oC and pressures of 160, 200 and 240 bar, with a solvent mass flow rate of 1.96 x 10−3 kg min−1 and 120 min of total extraction. The highest extraction yield obtained was 1.42 wt% for the candeia wood and 0.41 wt% for the residue, both at 70 oC and 240 bar, and this condition was selected to perform the extractions using cosolvents. Ethanol and ethyl acetate were added to supercritical CO2 at concentrations of 1, 3 and 5 % (v/v), obtaining up to 2.35 wt% of yield. The Soxhlet (360 min) and pressurized liquid (40, 55 and 70 oC; 100 bar and 20 min) extractions showed the affinity of the candeia compounds for polar solvents and the positive effect of the temperature on the yield, which varied from 0.53 to 7.23 wt%. A Box-Benhken design was employed to evaluate the effect of the variables temperature (40, 50 and 60 oC), n-hexane volume to wood mass (10, 15 and 20 mL g-1) and nominal power (150, 300 and 450 W) on the yield of ultrasound-assisted extractions, obtaining in 7 minutes of extraction, up to 83% of the yield obtained in the conventional technique in Soxhlet (1.57 wt%), with a solvent volume 2.5 times smaller. The major compounds identified in the candeia oil were the sesquiterpenes α-bisabolol, eremanthin and costunolide, and the α-bisabolol content in the oil is favored by the lowest CO2 density, with 74.45 % being obtained for the candeia wood and 50.62 % for the residue, in both cases in oil extracted at 70 oC and 160 bar. The addition of ethanol and ethyl acetate cosolvents to CO2 increased the α-bisabolol yield by 41 %. Also, the cosolvents increased the amount of total phenolic content in the oil, and consequently, its antioxidant capacity. The oil fractionation by column chromatography was efficient for α-bisabolol isolation. However, unlike the candeia wood oil, this compound was not effective in inhibiting the Staphylococcus aureus growth. In relation to the supercritical extractions, the Sovová mathematical model presented a good adjustment to the experimental data for all the conditions used. A candeia (Eremanthus erythropappus) é uma árvore nativa da Mata Atlântica da qual se extrai um óleo essencial com elevada concentração do sesquiterpeno α-bisabolol, princípio ativo de grande aplicação nas indústrias de cosméticos e farmacêutica devido às suas propriedades anti-inflamatória, antiespasmódica, sedativa, antialérgica, anti-irritante, cicatrizante e vermífuga. A obtenção deste óleo em escala industrial é realizada pelo processo de destilação por arraste a vapor, com elevado tempo de extração, além da degradação de compostos termossensíveis. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade dos óleos da madeira de candeia, obtidos por métodos não convencionais de extração (tecnologia supercrítica com dióxido de carbono e cossolventes, líquidos pressurizados e solvente assistido por ultrassom), em termos de rendimento, teor de α-bisabolol e atividade antioxidante. Ainda, avaliar a re-extração do óleo do resíduo industrial. As extrações foram realizadas com CO2 nas temperaturas de 40, 55 e 70 oC e pressões de 160, 200 e 240 bar, com vazão mássica de solvente de 1,96 x 10-3 kg min-1 e tempo total de 120 minutos. O maior rendimento obtido para o óleo da candeia nas extrações supercríticas foi de 1,42 % e de 0,41 % para o resíduo, ambos em 70 oC e 240 bar, condição selecionada para os experimentos com cossolventes. Os solventes etanol e acetato de etila foram utilizados nas concentrações de 1, 3 e 5 % (v/v) junto ao CO2, proporcionando rendimentos de até 2,35 %. As extrações Soxhlet (360 min) e com líquidos pressurizados (40, 55 e 70 oC; 100 bar e 20 min) evidenciaram a afinidade dos compostos por solventes polares e o efeito positivo da temperatura sobre o rendimento, de 0,53 a 7,23 %. Um planejamento Box-Behnken foi empregado para avaliar efeitos da temperatura (40, 50 e 60 oC), razão volume de n-hexano/massa de madeira (10, 15 e 20 mL g-1) e potência ultrassônica nominal do equipamento (150, 300 e 450 W) sobre rendimento em óleo, obtendo-se, em 7 minutos de extração, até 83 % do rendimento obtido na técnica convencional em Soxhlet (1,57 %), com volume de solvente 2,5 vezes menor. Os compostos majoritários identificados no óleo da candeia foram os sesquiterpenos α-bisabolol, eremantina e costunolida, e o conteúdo do α-bisabolol no óleo foi favorecido pela menor densidade do CO2 supercrítico, sendo de até 74,5 % para a madeira de candeia e 50,6 % para o resíduo, ambos extraídos na condição de 70 oC e 160 bar. A adição dos cossolventes etanol e acetato de etila ao CO2 elevou o rendimento de α-bisabolol em até 41 %. Também aumentaram a quantidade de fenólicos totais no óleo e, consequentemente, sua capacidade antioxidante. O fracionamento do óleo por cromatografia em coluna foi eficiente para o isolamento do α-bisabolol. No entanto, diferentemente do óleo da madeira de candeia, este composto não foi efetivo na inibição do crescimento de Staphylococcus aureus. Em relação às cinéticas das extrações supercríticas, o modelo matemático de Sovová se ajustou aos dados experimentais em todas as condições utilizadas.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2019-02-12T16:35:37Z No. of bitstreams: 1 Keiti_Maestre_2017.pdf: 3143876 bytes, checksum: 94a96545fb72dd5521e72555d9e2ce89 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-12T16:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Keiti_Maestre_2017.pdf: 3143876 bytes, checksum: 94a96545fb72dd5521e72555d9e2ce89 (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A indústria láctea produz diariamente altos volumes de efluentes. Um dos subprodutos é o permeado de soro de queijo, que apresenta elevada carga orgânica, devido seu alto teor de lactose e sais minerais. No intuito de aplicar resíduos industriais e minimizar os impactos ambientais provocados por ele, busca-se por meio da biotecnologia obter novos produtos empregando estes subprodutos. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho foi produzir vinagre (fermentado acético), utilizando as leveduras Saccharomyces boulardii e Kluyveromyces marxianus na etapa de fermentação etanólica, seguida de fermentação acética pelas bactérias acéticas Acetobacter aceti (cepa pura), e “mãe do vinagre” (cepa mista). A partir do permeado de soro de queijo foi aplicado um delineamento experimental fatorial 2³ para cada levedura, para avaliar a produção de etanol. Com a melhor condição de formação de etanol para as leveduras, realizou-se 12 ensaios acéticos com as duas bactérias acéticas pelos Métodos: Orleans, Orleans Modificado com adição de oxigênio e Orleans Modificado com agitação. Para a K. marxianus, a maior produção de etanol, 56,52 g.L-1, foi obtida para as seguintes condições de processo 29°C; pH (4,5) e 100 g.L-1 de permeado, com a S. boulardii alcançou-se 69,43 g.L-1 de etanol, na fermentação a 37°C; pH (6,0) e 300 g.L-1 de permeado. Na etapa acética, obteve-se 4,34g.100mL-1 de ácido acético para o ensaio oriundo da K. marxianus e fermentado aceticamente com a “mãe do vinagre” e 4,23 g.100mL-1 para o ensaio da K. marxianus e A. aceti, todos fermentados pelo Método Orleans, os quais podem ser considerados vinagre, pois atingiram o previsto na legislação brasileira (4% de ácido acético). Assim, com o presente estudo verificou-se que é possível produzir vinagre e fermentado acético com o resíduo lácteo permeado de soro de queijo. Com isso obter novos produtos e reduzir os danos ambientais causados por ele devido à redução do seu potencial poluidor (DBO e DQO). A indústria láctea produz diariamente altos volumes de efluentes. Um dos subprodutos é o permeado de soro de queijo, que apresenta elevada carga orgânica, devido seu alto teor de lactose e sais minerais. No intuito de aplicar resíduos industriais e minimizar os impactos ambientais provocados por ele, busca-se por meio da biotecnologia obter novos produtos empregando estes subprodutos. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho foi produzir vinagre (fermentado acético), utilizando as leveduras Saccharomyces boulardii e Kluyveromyces marxianus na etapa de fermentação etanólica, seguida de fermentação acética pelas bactérias acéticas Acetobacter aceti (cepa pura), e “mãe do vinagre” (cepa mista). A partir do permeado de soro de queijo foi aplicado um delineamento experimental fatorial 2³ para cada levedura, para avaliar a produção de etanol. Com a melhor condição de formação de etanol para as leveduras, realizou-se 12 ensaios acéticos com as duas bactérias acéticas pelos Métodos: Orleans, Orleans Modificado com adição de oxigênio e Orleans Modificado com agitação. Para a K. marxianus, a maior produção de etanol, 56,52 g.L-1, foi obtida para as seguintes condições de processo 29°C; pH (4,5) e 100 g.L-1 de permeado, com a S. boulardii alcançou-se 69,43 g.L-1 de etanol, na fermentação a 37°C; pH (6,0) e 300 g.L-1 de permeado. Na etapa acética, obteve-se 4,34g.100mL-1 de ácido acético para o ensaio oriundo da K. marxianus e fermentado aceticamente com a “mãe do vinagre” e 4,23 g.100mL-1 para o ensaio da K. marxianus e A. aceti, todos fermentados pelo Método Orleans, os quais podem ser considerados vinagre, pois atingiram o previsto na legislação brasileira (4% de ácido acético). Assim, com o presente estudo verificou-se que é possível produzir vinagre e fermentado acético com o resíduo lácteo permeado de soro de queijo. Com isso obter novos produtos e reduzir os danos ambientais causados por ele devido à redução do seu potencial poluidor (DBO e DQO).

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2019-04-09T19:01:41Z No. of bitstreams: 1 Fernanda_Cruz_2016.pdf: 2052374 bytes, checksum: 5a847743edaa07de1efa2d5c4071e976 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-09T19:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda_Cruz_2016.pdf: 2052374 bytes, checksum: 5a847743edaa07de1efa2d5c4071e976 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In a continuing increase in demand for biodiesel scenario in Brazil has experienced great potential for production from oil. Between different cultures researched at present, the crambe (Crambe abyssinica) has special prominence, it is imperative to carry out studies aimed at the proper performance of this crop in the field, as well as maintaining seed quality and oil. It is known that seed quality is a result of several factors that need to be controlled, such as planting and harvesting characteristics, drying, processing and storage conditions. These drying factors are especially important since it is directly linked to product quality and energy efficiency of the process. The long industrial drying has undergone an automation process, is essential for better process control. For the design of a dryer on an industrial scale is essential to conduct studies of the kinetics and equilibrium moisture content. Accordingly assays were performed to obtain the isotherms Crambe abyssinica beans to temperatures of 30, 45 and 60 ° C and different relative humidity conditions. The equilibrium moisture content was conducted using the static method with the use of sulfuric acid solutions. Models Luikov, Keey, Henderson, Chung & Pfost, Henderson-Thompson, modified Halsey, modified Oswin and Smith modified were fitted to the experimental values and recommended those with the best coefficients of determination (R ²). The beans passed through a hydration process, carried out by the method of immersion in distilled water ultrathermostatic bath was given an empirical model to determine the grain hydration kinetics, enabling the evaluation of different grain moisture in the drying process. The drying kinetics was held in dryer fixed bench bed, experiments were conducted in order to examine the influence of three variables in the process: air temperature, air velocity and initial moisture content of the grain. The experiments were designed through a complete experimental design with three variables and two levels. The considered response variable was the elapsed time from the beginning of the process until no more significant weight change of the sample considered in this work as the drying time. Statistical analysis was performed to verify the effect of each variable in the process, using a p-value of 0.05. An empirical model was found and validated by the model coefficient of determination (R²). The experimental data of drying kinetics were fitted to literature models: Newton, Newton modified, modified Newton-power and the Forward. In the drying process was implemented a control loop PID (Proportional Integrative Derivative), tuning the parameters of the controller is given by Ziegler method and Nichols and Cohen and Coon, both open loop, by analyzing the curve reaction. The refinement of the adjustment was made manually. To evaluate the performance of controllers IAE criteria were used (error module Integral) and ISE (Integral errors squared). The hygroscopic behavior analysis showed that temperature is a parameter which has a significant influence in the studied groups. The equilibrium moisture content showed typical behavior, decreasing with increasing air temperature. The lowest equilibrium moisture content was achieved with a temperature of 60 ° C, the highest temperature among the three analyzed. The model modified Smith was the best described the sorption isotherms for the three temperatures investigated. The best conditions for crambe moisture removal were achieved at 60 ° C. A statistical analysis of experimental data was performed, demonstrating a negative influence of temperature on drying time, and positive influence of the air speed, the variable initial grain moisture had no significant effect. The empirical model was found to be a model of 1st order, which represents 72% of the data. The modified Newton model - Power 2 with two parameters set was the best described the drying kinetics for the three evaluated temperatures. Has implemented an automatic control system PID, to tune the controller parameters were used methods of Ziegler & Nichols and Cohen & Coon open loop through performance analysis parameters found by Cohen & Coon method achieved better results . an attempt to improve the performance was carried out through a manual fine-tuning, but there was no improvement. The controller implemented kept the air temperature close to the setpoint established in the presence of disturbances, and thus can ensure drying process in a more standardized product, better quality and efficiency. Em um cenário de aumento contínuo na demanda por biodiesel o Brasil tem apresentado grande potencial de produção a partir de oleaginosas. Entre as diversas culturas pesquisadas na atualidade, o crambe (Crambe abyssinica) tem destaque especial, sendo imprescindível a realização de estudos que garantam o bom desempenho dessa cultura no campo, assim como a manutenção da qualidade da semente e do óleo. Sabe-se que a qualidade da semente é um resultado de diversos fatores que precisam ser controlados, tais como características do plantio e colheita, processo de secagem, beneficiamento e condições de armazenagem. Entre esses fatores a secagem tem especial importância, uma vez que está diretamente ligada à qualidade do produto e eficiência energética do processo. A secagem industrial há muito tempo tem passado por um processo de automatização, sendo essencial para um melhor controle do processo. Para o projeto de um secador em escala industrial é fundamental estudos da cinética e de equilíbrio higroscópico. Neste sentido foram realizados ensaios para a obtenção das isotermas de grãos de Crambe abyssinica para as temperaturas de 30, 45 e 60 ºC e diversas condições de umidade relativa. A determinação da umidade de equilíbrio foi realizada usando o método estático com o uso de soluções de ácido sulfúrico. Os modelos de Luikov, Keey, Henderson, Chung&Pfost, Henderson-Thompson, Halsey modificado, Oswin modificado e Smith modificado foram ajustados aos valores experimentais e recomendados aqueles que apresentaram os melhores coeficientes de determinação (R²). Os grãos passaram por um processo de hidratação, realizado pelo método de embebição em água destilada em banho ultratermostático, sendo determinado um modelo empírico para determinação da cinética de hidratação dos grãos, possibilitando avaliar diferentes umidades do grão no processo de secagem. A cinética de secagem foi realizada em secador de leito fixo de bancada, foram realizados experimentos com objetivo de analisar a influência de três variáveis no processo: temperatura do ar, velocidade do ar e umidade inicial do grão. Os experimentos foram delineados através de um planejamento experimental completo, com três variáveis e dois níveis. A variável resposta analisada foi o tempo decorrido do início do processo até que não houvesse mais variação de massa significativa da amostra, considerado nesse trabalho como o tempo de secagem. Foi realizada a análise estatística para verificar o efeito de cada variável no processo, utilizando um p-valor de 0,05. Um modelo empírico foi encontrado e validado através do coeficiente de determinação do modelo (R²). Os dados experimentais da cinética de secagem foram ajustados a modelos da literatura: Newton, Newton modificado, Newton modificado-potência e Difusivo. No processo de secagem foi implementado uma malha de controle do tipo PID (Proporcional Integrativo Derivativo), a sintonia dos parâmetros do controlador se deu através do método de Ziegler e Nichols e Cohen e Coon, ambos em malha aberta, através da análise da curva de reação. O refinamento do ajuste foi realizado manualmente. Para avaliar o desempenho dos controladores foram utilizados os critérios IAE (Integral do módulo do erro) e ISE (Integral dos erros ao quadrado). A análise do comportamento higroscópico demonstrou que a temperatura é um parâmetro que tem influência significativa nas faixas estudadas. A umidade de equilíbrio apresentou comportamento típico, diminuindo com o aumento da temperatura do ar. A menor umidade de equilíbrio foi obtida com a temperatura de 60°C, a maior temperatura entre as três analisadas. O modelo de Smith modificado foi o que melhor descreveu as isotermas de sorção para as três temperaturas investigadas. As melhores condições para remoção da umidade de crambe foram alcançada na temperatura de 60°C. Uma análise estatística dos dados experimentais foi realizada, demonstrando uma influência negativa da temperatura no tempo de secagem, e influência positiva da velocidade do ar, a variável umidade inicial do grão não teve efeito significativo. O modelo empírico encontrado foi um modelo de 1ª ordem, que representa 72% dos dados obtidos. O modelo de Newton modificado – potência 2, com dois parâmetros ajustados foi o que melhor descreveu a cinética de secagem para as três temperaturas avaliadas. Foi implementado um sistema de controle automático do tipo PID, para sintonia dos parâmetros do controlador foram utilizados os métodos de Ziegler & Nichols e Cohen & Coon em malha aberta, através da análise de desempenho os parâmetros encontrados pelo método de Cohen & Coon obteve melhores resultados. Foi realizada uma tentativa de melhoria no desempenho através de um ajuste fino manual, porém não houve melhora. O controlador implementado manteve a temperatura do ar próxima ao setpoint estabelecido, na presença de perturbações, sendo assim pode garantir no processo de secagem um produto mais padronizado, melhor qualidade e eficiência energética.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-04T23:33:22Z No. of bitstreams: 1 Elissandro_Klein_2016.pdf: 4516260 bytes, checksum: 605fbf2e69fd746b1152b1431bf0dca5 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-04T23:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elissandro_Klein_2016.pdf: 4516260 bytes, checksum: 605fbf2e69fd746b1152b1431bf0dca5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Eugenia pyriformis Cambess. (Uvaia), typical of the Atlantic Forest belongs to the Myrtaceae family, the same family of cherry, jabuticaba and other plants, currently studied due to their antioxidant, antimicrobial and medicinal properties. The interest in bioactive compounds obtained from natural sources has led to an increase in researches aiming to find these compounds in plant extracts. The extractions using conventional methods generally have some drawbacks, and an interesting alternative has been the use of non-conventional extraction technologies, such as the supercritical fluid and the ultrasound-assisted extraction. This work aims to study unconventional methods of obtaining uvaia extracts in order to obtain extracts rich in bioactive compounds. Factors such as the influence of type of extraction (supercritical fluid and ultrasound) and the used conditions on the yield and composition were evaluated. The results were compared to those obtained using the extraction by maceration, a conventional extraction method. After drying and milling the uvaia leaves, the plant material was subjected to extraction with the supercritical CO2 solvent under different conditions of temperature (40, 50 and 60 °C) and pressure (100, 150 and 200 bar), with a fixed flow of 2.0 kg min-1. In the ultrasound-assisted extraction, the effects of temperature (40, 50 and 60 °C), power (150, 250 and 350 W) and ratio between the mass of leaves and the volume of solvent (1:10, 1:15 and 1:20) were evaluated. The extracts obtained were chemically characterized by GC-MS giving β-amyrin (53.72 % for SFE and 71.25 % for UAE) and α-amyrin (24.63 % for SFE and 22.69 % for UAE) as main compounds. In the supercritical extraction, the pressure and the interaction between pressure and temperature showed statistically significant effects on the yield, with the best result being achieved at 200 bar and 60 °C, reaching 1.69%. The data obtained from the supercritical fluid extraction were used to adjust the extraction curves simulated by using two empirical models available in the literature. The tested models adjusted well to the experimental data and the analysis of the estimated parameters allowed to define which model best describes the kinetics of each experimental condition. For the ultrasound-assisted extraction, the best yield result found in the determination of the kinetics was 1.81% in 40 minutes, although in the experimental design a 3 minute time extraction was used due to the better characteristics showed by the extracts at this time. The best result obtained in experimental design with ultrasound was 1.79% provided 30% power, 60 °C and mas/solvent ratio 1:20. Statistical analysis of the experimental design of the ultrasound-assisted extraction indicated significant effects from the variables temperature, mass/solvent ratio and the interaction between power and mass/solvent ratio. The best results for amyrin content by extract weight was found for supercritical extraction, with 97.43%. The ultrasound-assisted extraction showed the best amyrin amount per mass of leaves, 12.13 g of the mixture of isomers per kg of dry leaf. Eugenia pyriformis Cambess. (Uvaia), típica da Mata Atlântica pertence à família Myrtaceae, mesma família da pitanga, jabuticaba e outras plantas, atualmente estudadas devido às suas propriedades antioxidantes, antimicrobianas e medicinais. O interesse por compostos bioativos obtidos de fontes naturais tem levado ao aumento no número de pesquisas que visam encontrar esses compostos em extratos de plantas. As extrações que utilizam os métodos convencionais geralmente apresentam inconvenientes, e uma alternativa interessante tem sido a utilização de tecnologias não convencionais de extração, como a extração utilizando fluidos supercríticos e a extração assistida por ultrassom. O presente trabalho tem como objetivo estudar métodos não convencionais de obtenção de extratos de uvaia visando obter-se extratos ricos em compostos bioativos. Foram avaliados fatores como influência do tipo de extração (fluido supercrítico e ultrassom) e das condições utilizadas no rendimento e na composição. Os resultados foram comparados com os obtidos utilizando a extração por maceração, um método convencional de extração. Após secagem e moagem das folhas de uvaia, o material vegetal foi submetido à extração com o solvente CO2 supercrítico sob diferentes condições de temperatura (40, 50 e 60 oC) e de pressão (100,150 e 200 bar), com vazão fixa de 2,0x10-3 kg min-1. Na extração assistida por ultrassom, foram avaliados os efeitos da temperatura (40, 50 e 60 oC), da potência (150, 250 e 350 W) e razão entre massa de folhas e volume de solvente (1:10, 1:15 e 1:20). Os extratos obtidos foram caracterizados quimicamente por CG-EM apresentando com principais compostos β-amirina (53,72 % para EFS e 71,25 % para EAU) e α-amirina (24,63 % para EFS e 22,69 % para EAU). Na extração supercrítica, a pressão e a interação entre pressão e temperatura apresentaram efeitos estatisticamente significativos em relação ao rendimento, sendo que o melhor resultado foi encontrado com 200 bar e 60 oC, obtendo-se 1,69 %. Os dados obtidos na extração com fluido supercrítico foram utilizados para ajustar as curvas de extração simuladas utilizando dois modelos empíricos disponíveis na literatura. Os modelos testados ajustaram-se de forma satisfatória aos dados experimentais e a análise dos parâmetros estimados permitiu definir qual dos modelos melhor se ajustou à cinética de cada condição experimental. Para a extração assistida por ultrassom o melhor resultado de rendimento encontrado na determinação da cinética foi 1,81 % com 40 minutos, porém no planejamento experimental foi utilizado um tempo de extração de 3 minutos pois com esse tempo os extratos apresentavam melhores características, sendo portanto o melhor resultado obtido igual a 1,79 % na condição de 30 % de potência, 60 oC e razão massa/solvente de 1:20. A análise estatística do planejamento experimental da extração assistida por ultrassom indicou efeitos significativos das variáveis temperatura, razão massa/solvente e a interação entre potência e razão massa/solvente. Os melhores resultados de teor de amirina por massa de extrato foi encontrada para a extração supercrítica, com 97,43 %. A extração assistida por ultrassom apresentou a melhor quantidade de amirina por massa de folha, 12,13 g da mistura de isômeros por kg de folha seca.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-10-31T00:41:51Z No. of bitstreams: 1 Sergio_Kupski_2015.pdf: 5793850 bytes, checksum: 1abe03c5de9e1065ce978b22b486cc50 (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-31T00:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio_Kupski_2015.pdf: 5793850 bytes, checksum: 1abe03c5de9e1065ce978b22b486cc50 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 Supercritical fluid extraction (SFE) process of vegetable oils with CO2 is an alternative to the traditional processes, with advantages related to final product quality, extraction yield and simpler separation stages. Hops (Humulus Lupulus L.) are widely used for beer brewing and their essential oils contain substances with potential pharmaceutical use. Mathematical modeling of the mass transfer mechanisms that rule the SFE may provide information about the process parameters influence on the total yield and extraction rate. This work intends to analyze the influence of the following parameters: temperature (de 35 a 55º C), pressure (100 a 200 bar), particle size (de 3,28 X 10-4 m a 1,02 X 10-3 m), particle size distribution and raw material treatment. Extraction of hop with supercritical carbon dioxide was performed on experimental scale. The data obtained was used to adjust the extraction curves simulated with five models available at literature. Besides those, the data allowed to test a proposed model, applied for the extraction from hop bracts. Tested models adjusted the experimental data satisfactorily and the estimated parameters analysis allowed building another model. O processo de extração supercrítica (SFE – supercritical fluid extraction) de óleos vegetais com CO2 é uma alternativa aos tradicionais, com vantagens relacionadas à qualidade do produto final, rendimento da extração e simplificação das etapas de separação. Os cones de lúpulo (Humulus lupulus L.) são amplamente utilizados na produção de cerveja e seus óleos essenciais contêm substâncias com potencial uso na indústria farmacêutica. A modelagem matemática dos mecanismos de transferência de massa que governam a SFE pode fornecer informações sobre a influência dos parâmetros de processo no rendimento total e na taxa de extração. Este trabalho propõe analisar a influência dos seguintes parâmetros: temperatura (de 35 a 55º C), pressão (100 a 200 bar), diâmetro da partícula (de 3,28 X 10-4 a 1,02 X 10-3 m), distribuição granulométrica das partículas e a forma de preparo da matéria prima. Foi realizada a extração de lúpulo com dióxido de carbono supercrítico com equipamento em escala experimental. Os dados obtidos foram utilizados para ajustar as curvas de extração simuladas utilizando cinco modelos fenomenológicos disponíveis na literatura. Além destes, os dados permitiram testar o modelo proposto, aplicado para a extração a partir das brácteas da inflorescência do lúpulo. Os modelos testados ajustaram de forma satisfatória os dados experimentais e a análise dos parâmetros estimados permitiu fundamentar um segundo modelo proposto.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-29T22:37:58Z No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) Made available in DSpace on 2018-11-29T22:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq With the industrial growth achieved in recent years, there was a significant increase in the amount of industrial wastewater discharged into the environment, including, textile effluents rich in organic compounds of high molecular mass with characteristics toxic, carcinogenic and mutagenic. Therefore, it is necessary to develop methods for the treatment of effluents contaminated with dyes. The adsorption process has been largely employed in the treatment of industrial wastewater due to its low cost and efficiency at low concentrations. The system design of wastewater treatment by adsorption process on an industrial scale is required the use of a robust mathematical model based on phenomenological principles that describe efficiently the phase equilibrium data. This way, the main objective of this study was to investigate the adsorption of reactive dyes Remazol Red and Blue 5G, investigating the affinity of different adsorbents, the effect of pH and temperature, as well as obtaining the adsorption kinetics and equilibrium data in single-component systems and binaries, in order to get the optimum operation conditions. The bone char was the adsorbent with the highest removal capacity of reactive dyes. The effect of pH were studied in faixe 1-6 and the temperature in the range of 15 to 45 ° C jointly by the method of Delineation Central Composite Rotational (DCCR), only the pH of the initial solution had no effect on the dye adsorption capacity which proved favored by acidic pH. In order to characterize the adsrovente used to evaluate the effect of temperature and pH, as well, testing the kinetic and equilibrium were determined moisture, hydration capacity, surface area, pore size distribution and, density, morphology and chemical composition and surface charge. The models of Langmuir and Langmuir power can to describe with efficiency the kinetic and equilibrium single component data, while only the Langmuir model was efficient in binary data. The qmax values obtained for the dyes Blue 5G and remazol Red and binary in the temperature of 30 ºC and agitation of 100 rpm was 154.61, 144.71 and 161.81 mg g-1 respectively. Com o crescimento industrial alcançado nos últimos anos, ocorreu um aumento significativo na quantidade de rejeitos industriais lançados no meio ambiente, entre eles, efluentes têxteis ricos em compostos orgânicos de alta massa molecular, com características tóxicas, cancerígenas e mutagênicas. Desta forma, se faz necessário o desenvolvimento de processos para o tratamento de efluentes contaminados com corantes. O processo de adsorção vem sendo amplamente empregado no tratamento de efluentes industriais devido ao seu baixo custo e eficiência mesmo em baixas concentrações. Para o projeto de sistemas de tratamento de efluentes pelo processo de adsorção em escala industrial se faz necessário o emprego de modelos matemático que descrevam com eficiência os dados de equilíbrio de fases. Desta maneira, o objetivo principal deste trabalho foi investigar a adsorção dos corantes reativos Remazol Vermelho e Azul 5G pelo processo de adsorção. Inicialmente foram realizados testes preliminares e avaliados diferentes adsorventes na remoção destes corantes. Posteriormente, foram avaliados os efeitos do pH e da temperatura na adsorção, a caracterização do adsorvente obtenção de dados experimentais da cinética de adsorção e equilíbrio em sistemas monocomponentes e binários, com o intuito de obter as condições ótimas de operação. O carvão de osso foi o adsorvente que apresentou maior capacidade de remoção de corantes reativos. Foram estudados o efeito do pH na faixa de 1 a 6 e a temperatura na faixa de 15 a 45ºC de forma conjunta por meio do método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), somente o pH da solução inicial teve efeito na capacidade de adsorção dos corantes, que se mostrou favorecida por pHs ácidos. Com o intuito de caracterizar o adsorvente empregado para avaliar o efeito da temperatura e pH, bem como, os testes cinéticos e de equilíbrio, foram determinadas a umidade, capacidade de hidratação, área superficial, distribuição e tamanho dos poros, densidade real e aparente, morfologia e composição química e carga superficial . O modelo de Langmuir e Langmuir potência melhor representaram o comportamento cinético e de equilíbrio do sistema monocomponente, enquanto que somente o modelo de Langmuir apresentou eficiência nos dados binários. Os valores de qmax obtidos para os corantes Azul 5G e Remazol Vermelho monocomponente e binário, na temperatura de 30 ºC e agitação de 100 rpm foram de 154.61, 144.71 e 161,81 mg g-1 respectivamente.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-05T16:57:26Z No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-05T16:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Due to climatic conditions and shortage of petroleum-based fuels, the search for new sources aimed to solve such problems is notorious. Biodiesel is a fuel which has been extensively studied over the years, but there are still many problems involving the production processes and also the raw materials used. Thus, the present work aims to study a process that has presented interesting features in terms of energy and cost, even though it has still been understudied, and in addition, seeks to employ the crambe oil, an oil that is not used in the food chain and has considerable advantages in the biofuel production. The hydroesterification is a process which involves two steps, first being a hydrolysis process and the second an oil esterification of the hydrolyzed oil. In this work a central composite rotational design (DCCR) 2³ was employed to study the following variables: temperature, water/oil molar ratio content and yield of catalyst in the content of fatty acids through the enzymatic hydrolysis of crambe oil. The enzyme used in this study was the commercial lipase Lypozyme RM IM. The planning results showed that the optimum conditions were achieved in the studied limits and thus additional experiments were made necessary to reach the conclusion that the ideal reaction temperature is 60°C. The molar ratio between water and oil was not significant for the planning, which is probably due to the fact that the conditions studied were of excess water, to ensure that the reaction occurred until the end. The content of the catalyst was the most significant factor and to optimize the use of catalyst in the reaction a new 2² design was conducted to evaluate the effects of rotation level and catalyst content. Rotation level was the most significant effect, demonstrating thereby that the external mass transfer is an important factor in the enzymatic hydrolysis reaction of crambe oil. Experimental data of the kinetic study of the enzymatic hydrolysis of crambe oil was obtained under conditions of 2.2 mass percentage of total substrate, water/oil molar ratio of 10:1, level of rotation of 790 rpm at temperatures of 50°C, 55°C and 60°C. A mathematical model found in available literature was used to describe the data. The enzymatic hydrolysis reaction reached a good conversion into free fatty acids, reaching 77%. The esterification reaction was carried out using free fatty acids obtained from the hydrolysis optimum condition, under 5% mass percentage of Amberlyst 15® catalyst, methanol/oil molar ratio of 30:1, at temperatures of 65 °C and 80 °C during 4 hours of reaction, and the best result obtained was a 49% of conversion of methyl esters. Although the end result of the work did not achieved a high conversion into esters, the results established trends to be used in future works as it was observed that the process of hydroesterification is promising since it enables the use of unrefined raw materials and mild conditions, resulting in lower production costs for biodiesel. Devido às condições climáticas e escassez de combustíveis derivados do petróleo, é notória a busca por novas fontes que visem solucionar tais problemas. O biodiesel é um combustível que ao longo dos anos vem sendo amplamente estudado, porém existem ainda muitos gargalos envolvendo os processos de produção e também as matérias primas empregadas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar um processo que apesar de ainda pouco investigado apresenta características interessantes no ponto de vista energético e econômico, além disso, busca-se empregar o óleo de crambe, um óleo que não é usado na cadeia alimentar e que possui consideráveis vantagens para seu emprego na produção de biocombustíveis. A hidroesterificação é um processo que envolve duas etapas, sendo uma de hidrólise do óleo e outra de esterificação do óleo hidrolisado. Neste trabalho um planejamento DCCR completo 2³ foi empregado para estudar as variáveis temperatura, razão molar água/óleo e teor de catalisador no rendimento do teor de ácidos graxos a partir da reação de hidrólise enzimática do óleo de crambe. A enzima utilizada nesse estudo foi a lipase comercial Lypozyme RM IM. Os resultados do planejamento mostraram que as condições ótimas foram atingidas nos limites estudados e, portanto fizeram-se necessários experimentos extras para chegar-se a conclusão que a temperatura ideal para a reação ocorrer é de 60°C. A razão molar entre água e óleo não mostrou significância para o planejamento, o que provavelmente se deve ao fato de que as condições estudadas foram de excesso de água. O teor de catalisador foi o fator mais significativo e, para otimizar o uso de catalisador na reação um novo planejamento 2² foi realizado para avaliar os efeitos de rotação e teor de catalisador. A rotação foi o efeito mais significativo demonstrando, dessa forma, que a transferência de massa externa é um importante fator na hidrólise enzimática do óleo de crambe. Dados experimentais da cinética da hidrólise enzimática do óleo de crambe foram obtidos nas condições de 2,2%, em massa total de substrato, razão molar água/óleo 10, nível de rotação de 790 rpm e temperaturas de 50°C, 55°C e 60°C. Um modelo matemático, disponível na literatura, foi utilizado para descrever estes dados. A reação de hidrólise enzimática atingiu um bom rendimento em ácidos graxos livres, chegando a 77%. A reação de esterificação foi realizada a partir dos ácidos graxos livres obtidos a partir da condição ótima de hidrólise do óleo nas condições de 5% em massa de catalisador Amberlyst 15®, razão molar metanol/óleo de 30:1 nas temperaturas de 65°C e 80°C durante 4 horas de reação, sendo que o melhor resultado obtido foi de 49% em conversão de ésteres metílicos. Apesar de o resultado final do trabalho não ter obtido alta conversão em ésteres, os resultados demonstraram as tendências a serem utilizadas em trabalhos futuros já que se observa que o processo de hidroesterificação é promissor, pois possibilita o uso de matérias-primas não refinadas e condições brandas, resultando em baixo custo de produção para o biodiesel.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2021-05-20T17:47:42Z No. of bitstreams: 1 Luciana_Potrich_2014.pdf: 1190507 bytes, checksum: a3677254942cc22449d77e76238ff2e6 (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-20T17:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana_Potrich_2014.pdf: 1190507 bytes, checksum: a3677254942cc22449d77e76238ff2e6 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Klabin The brazilian paper and wood pulp sector have been growing in a substantial way, reaching a prominent position in the global economy. Tough our country is a spotlight in this sector, it also faces challenges on the process optimization and the reduction of environmental damage. The quest for problem solutions and improvement is a continuous challenge. For doing that, process simulation is a widely used tool. The simulation using artificial neural networks have been object of growing researches and becoming a useful tool for several applications, including Paper and pulp processes. The purpose of this paper is to create a mathematical model through an artificial neural network able to describe the black liquor burning process, a pulp process subproduct, used for energy production and chemical recovery. The neural network building was made by using the Property Predictor software by Pavilion Techology. The entrance variables selection was based on the operation knowledge, by an opinion questionnaire. The model created by neural network used pre-processing data, training, sensitivity analysis and validation. The artificial neural network was formulated with 21 inputs and the neurons in the hidden layer were calculated automatically by the software. The training was used backpropagation.The proposed model didn’t present a meaningful result. The small data quantity, and poor data quality have resulted on the overfitting of the net, which only allows to represent the training data, resulting in a poor predictive performance. For better results, more data is required. With the model improvement it is possible to use the virtual sensor technique, which will allow quick information to the operational area, contributing on process parameters changing decisions. O setor de papel e celulose no Brasil vem crescendo substancialmente, e tem alcançado posição de destaque na economia mundial. Embora o país ganhe importância nesse setor, também enfrenta desafios na otimização de processos e consequente redução dos impactos ambientais. A busca por soluções de problemas e melhorias é um desafio constante. Para isso, uma ferramenta muito utilizada é a modelagem matemática computacional do processo. A modelagem por redes neurais artificiais vem sendo objeto de crescentes pesquisas e servindo como valiosa ferramenta para diversas aplicações, incluindo estudos de processos produtivos como celulose e papel. O presente trabalho tem por objetivo criar um modelo matemático por redes neurais artificiais capaz de descrever o processo de queima de licor negro, um sub produto da produção de celulose, para geração de energia e recuperação de produtos químicos. A construção das redes foi feita utilizando ferramenta Property Predictor da Pavilion Technology. A escolha das variáveis de entrada foi baseada no conhecimento da operação, por meio de um questionário de opinião. A criação do modelo em redes neurais artificiais passou pelas etapas de pré processamento de dados, treinamento, análise de sensibilidade e validação. A rede foi formulada com 21 entradas e os neurônios na camada oculta foram calculados automaticamente pelo software. O treinamento utilizado foi o backpropagation. O modelo proposto não apresentou um resultado significativo. A pequena quantidade de dados e a qualidade dos mesmos fizeram com que houvesse uma memorização excessiva da rede, na qual a rede só é capaz de representar bem o conjunto de dados utilizados no treinamento, não generalizando. Para que o modelo apresente um resultado significativo um maior período de coleta de dados é necessário. Com o aperfeiçoamento do modelo, é possível aplicar a técnica de sensor virtual, gerando informação mais rápida à área operacional, contribuindo nas decisões na mudança de parâmetros de processo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katia Andressa Santos.pdf: 1963088 bytes, checksum: b32ddfe59cde547120036db9bad8218c (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Crambe (Crambe abyssinica) is an oilseed with high content of oil rich in erucic acid, a fatty acid with industrial application. In the extraction of vegetable oils are traditionally employed methods such as pressing and/or organic solvents, which are known to have several inconvenient. Within this context, this work aims to evaluate the use of propane in subcritical conditions in obtaining crambe oil, comparing the yields and characteristics of the oil obtained by this technique to oil produced by the conventional method with organic solvents hexane and dichloromethane. A 22 factorial design was employed to evaluate the effects of temperature and pressure on the yield of extraction with subcritical propane being used in experiments at temperatures between 40 and 80 oC and pressures between 80 and 160 bar, with a fixed solvent flow rate of 1.6 x10 -3 kg min- 1 and the total extraction time of 80 minutes. Mathematical modeling of the kinetics of subcritical extraction was also performed using the model of Sovová. Crambe oil was characterized as the total fatty acids, free glycerol compounds and levels of tocopherols profile. Also, calorimetric analyzes were performed to determine the oxidative stability of the oil and its melting point. In seeds and bran were determined their chemical composition and contents of phenolic compounds. The results confirmed the high fat seeds of crambe, and obtained yields of 51 and 48% in extractions with dichloromethane and hexane, respectively. In subcritical propane extraction, temperature was the only variable that had an effect on the response, with the highest yield (32.8%) obtained in the condition of 80 °C and 160 bar. The different experimental conditions revealed no significant differences in total, at a significance level of 5% fatty acid profile, and these consist mainly of monounsaturated fatty acids, such as erucic acid (56.72 to 59.38%). In the free fraction glycerol, free fatty acids content below 2% and among the phytosterols, β-sitosterol beyond and campesterol was possible to identify and quantify the brassicasterol, characteristic of the family to which belongs the crambe. Regarding tocopherols, crambe oil extracted with subcritical propane showed high levels of these compounds, especially γ -tocopherol, which directly focused on the oxidative stability. The bran extraction residue, was found to be a source of protein and potential antioxidants, such as phenolic. As for the mathematical modeling, the model Sovová satisfactorily represented the experimental data in all conditions employed. O crambe (Crambe abyssinica) é uma oleaginosa com elevado teor de óleo rico em ácido erúcico, um ácido graxo de grande aplicação industrial. Na extração de óleos vegetais, tradicionalmente são empregados métodos como a prensagem e/ou a utilização de solventes orgânicos, que são conhecidos por apresentarem diversos inconvenientes. Dentro deste contexto, o presente trabalho visa avaliar a aplicação do propano em condições subcríticas na obtenção de óleo de crambe, comparando os rendimentos e características do óleo obtido por esta técnica ao óleo extraído pelo método convencional com os solventes orgânicos hexano e diclorometano. Um planejamento experimental 22 foi empregado para avaliar os efeitos da temperatura e pressão no rendimento da extração com propano subcrítico, sendo utilizadas nos experimentos temperaturas entre 40 e 80 oC e pressões entre 80 e 160 bar, com vazão fixa de solvente de 1,6x10-3 kg min-1 e tempo total de extração de 80 minutos. Também foi realizada a modelagem matemática da cinética de extração subcrítica empregando o modelo de Sovová. O óleo de crambe foi caracterizado quanto ao perfil de ácidos graxos totais, compostos livres de glicerol e teores de tocoferóis. Ainda, análises calorimétricas foram realizadas para determinar a estabilidade oxidativa do óleo e seu ponto de fusão. Nas sementes e farelos foram determinados sua composição centesimal e teores de compostos fenólicos. Os resultados comprovaram o elevado teor lipídico das sementes de crambe, sendo obtidos rendimentos de 51 e 48% nas extrações com diclorometano e hexano, respectivamente. Na extração com propano subcrítico, a temperatura foi a única variável que apresentou efeito sobre a resposta, sendo o maior rendimento (32,8%) obtido na condição de 80 oC e 160 bar. As condições experimentais não revelaram diferenças significativas quanto ao perfil de ácidos graxos totais, ao nível de significância de 5%, e estes são constituídos majoritariamente por ácidos graxos monoinsaturados, como o ácido erúcico (56,72 a 59,38%). Na fração não ligada ao glicerol, os ácidos graxos livres apresentaram teores abaixo de 2% e, dentre os fitosteróis, além do β-sitosterol e campesterol, foi possível identificar e quantificar o brassicasterol, característico da família à qual o crambe pertence. Quanto aos tocoferóis, o óleo de crambe extraído com propano subcrítico apresentou teores elevados destes compostos, principalmente de γ-tocoferol, o que incidiu diretamente na sua estabilidade oxidativa. O farelo, resíduo da extração, além de potencial proteico revelou ser fonte de compostos antioxidantes, como os fenólicos. Em relação à modelagem matemática, o modelo de Sovová representou satisfatoriamente os dados experimentais em todas as condições empregadas.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Pilatti Pereira.pdf: 801190 bytes, checksum: 28cff1ac814d5c8385ed401c7b4cd36c (MD5) Previous issue date: 2013-02-23 The cultivation and industrialization of yerba mate (Ilex paraguariensis) have an important role in the economy of Paraná, since in most cases the plant is grown on family farming system, therefore producing thousands of jobs. Drying is one of the main processing stages of yerba mate and getting to know its variables will bring great benefits for both the processing companies and for the development of their equipment. Thus, the main motivation for developing this work, besides the direct interest on the part of the industry, was the absence of specific studies related to the drying of the species of mate grown in Brazil. This paper aims to obtain data modeling and experimental isotherms and drying kinetics of yerba mate.The equilibrium isotherms were obtained by the static method using saturated solution of sulfuric acid obtained at temperatures of 30°C, 45°C and 60°C and relative humidities in the range between 4.5 and 83%. Convective drying was performed using a fixed bed dryer for laboratory scale under different conditions of temperature: 55°C, 65°C and 75°C with air flow of 1.0 m/s, 1.5 m/s and 2.0 m/s. All experimental results were evaluated by using Maple software applied to the empirical equation that allowed the definition of the best model, which presented the highest coefficient determination (R²) and the lowest average deviation. It was concluded that the sorption isotherms of water mate in nature for the three temperatures analyzed were best fitted by the mathematical modified Halsey model. The kinetic curve for the drying temperature was 55°C better adjusted by the modified Newton model with three parameters adjusted. For temperatures of 65°C and 75°C, the modified Newton model with two adjusted parameters showed the best result. The results of this study are useful in the development of projects of industrial dryers, seeking greater savings and improved quality. O cultivo e a industrialização da erva-mate (Ilex paraguariensis) têm um importante papel na economia do Paraná, uma vez que na maioria dos casos a planta é cultivada em sistema de agricultura familiar, gerando milhares de empregos. A secagem é uma das principais etapas do beneficiamento da erva mate. Conhecer suas variáveis trará grandes benefícios, tanto para as empresas processadoras quanto para o desenvolvimento de equipamentos. A principal motivação para o desenvolvimento deste trabalho, além do interesse direto da indústria, foi a inexistência na literatura de estudos específicos relacionados à secagem de erva-mate, das espécies cultivadas no Brasil. Este trabalho visa obter e modelar dados experimentais das isotermas e da cinética de secagem da erva-mate. As isotermas de equilíbrio foram obtidas pelo método estático, utilizando solução saturada de ácido sulfúrico, obtidas em temperaturas de 30°C, 45°C e 60°C e umidades relativas na faixa entre 4,5 e 83%. Para secagem convectiva, foi utilizado um secador de leito fixo em escala laboratorial, em diferentes condições operacionais de temperatura: 55°C, 65°C e 75 ºC, com vazões de ar de 1,00 m/s, 1,50 m/s e 2,00 m/s. Todos os resultados experimentais foram avaliados com a utilização do software Maple, aplicado às equações empíricas da literatura, o qual possibilitou a definição do melhor modelo, apresentando os melhores coeficientes de determinação (R²) e o menor desvio médio. Concluiu-se que as isotermas de sorção da água da erva-mate in natura para as três temperaturas analisadas foram melhor ajustadas pelo modelo matemático Halsey modificado. A curva de cinética de secagem para a temperatura de 55°C foi melhor ajustada pelo modelo de Newton modificado com três parâmetros ajustados. Para as temperaturas de 65°C e 75°C, o modelo de Newton modificado com dois parâmetros ajustados apresentou melhor resultado. Os resultados obtidos neste trabalho são úteis no desenvolvimento de projetos de secadores industriais, visando maior economia e qualidade aprimorada.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiano Luiz Diel.pdf: 3361169 bytes, checksum: 272490d70ac95c5008fc77d50f4431d0 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 Klabin Fabricadora de Papel e Celulose S/A The pulp and paper industries are major consumers of energy. The plant of black liquor evaporation consumes significant portion of this energy. Any effort to improve their energy efficiency is beneficial to the industry. The computer simulation is a powerful tool to aid the understanding of industrial processes and may help identify mechanisms involved in the prediction of responses to changes in operating conditions and optimization of process control. The objective of this work is the development of a mathematical model phenomenological representing the evaporation plant of Klabin Papéis Monte Alegre (KPMA) and the use of it to study and improve operational conditions of the plant. To achieve this goal, firstly it was developed a simplified model based on the work of other authors. The model was built in Maple ® platform. The model was built from mass and energy balances and phase equilibrium equations. Correlations were used to estimate properties, e. g. boiling point raise, enthalpies of the liquor, steam and condensate. The model reproduced well the results of the authors, with the largest percentual error equal to 5.5% and most of the parameters with percentual errors less than 1%. The model was adapted to represent the first effect of evaporation plant of KPMA. Historical operating data were used to compare the model results. Good results were found for temperature and solid content of the liquor. Good results were found for mass flows in some effects, but the model could not effectively predict the mass flow of all effects and the variables related to the flash tanks. The differences are attributed mainly to considerations of steady state and saturated vapor with no entrainment of particles in the liquor and the use of literature correlations to predict the properties of the liquor that do not correspond to the liquor used. As indústrias de papel e celulose são grandes consumidoras de energia. A planta de evaporação de licor negro consome parte significativa dessa energia. Qualquer esforço no sentido de melhorar sua eficiência energética é benéfico para a indústria. A simulação computacional é uma ferramenta poderosa no auxílio da compreensão de processos industriais, podendo auxiliar na identificação de mecanismos envolvidos no processo, na predição de respostas a mudanças de condições de operação e na otimização do controle de processos. Assim, o objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um modelo matemático fenomenológico representando a planta de evaporação da Klabin Papéis Monte Alegre (KPMA) e a utilização do mesmo para estudo e melhoria das condições operacionais da planta. Para atingir a este objetivo, primeiramente foi desenvolvido um modelo simplificado baseado no trabalho de outros autores. O modelo foi construído em plataforma Maple®. O modelo foi construído a partir de balanços de massa e energia e equações de equilíbrio de fases. Foram utilizadas correlações para estimar propriedades, e.g. elevação do ponto de ebulição, entalpias do licor, vapor e condensado. O modelo reproduziu bem os resultados dos autores, sendo o maior desvio percentual igual a 5,5% e a grande maioria dos parâmetros com desvio percentuais inferiores a 1%. O modelo foi adaptado para representar o primeiro efeito da planta de evaporação da KPMA. Dados históricos de operação foram utilizados para comparação dos resultados do modelo. Foram encontrados bons resultados para os teores de sólidos e temperaturas do licor, bem como para as vazões para alguns dos evaporadores. O modelo não pôde predizer com eficácia as vazões de todos os evaporadores e das variáveis referentes aos tanques de expansão de licor. As diferenças encontradas são atribuídas principalmente às considerações de regime estacionário e de vapor saturado com ausência de arraste de partículas no licor, bem como da utilização de correlações da literatura para predizer as propriedades do licor que não correspondem ao licor utilizado na evaporação.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Maycon Hoff Zeni.pdf: 1421377 bytes, checksum: 75c6a9407a955e26c7fd4db2939b1b79 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Configuration of fixed bed that operates with biphasic flow is used in industrial operations such as the Fischer-Tropsch, hydrogenation, and residual water treatments. Vital information for the project and operation of this type of bed is in its characteristics fluid-dynamic and among these characteristics the flow regime because these have a direct influence transferring heat and mass present in the bed. In the two-phase flow with ascendant flow through fixed bed, three distinct regimes can be identified: the bubble regime, for low gas flow; pulsating regime, for moderate liquid and gas flow; and spray regime; for low flow of liquid and high flow rates of gas. Although there are different techniques to determine flow regimes, the most used is the visual identification. Thus, this research aims to develop, by using artificial neural networks (ANNs) a way to determine, for a given set of liquid-gas flow what out-flow regime the bed presents. To do so, firstly, the out-flow regime were identified by using water and air, respectively flux mass flowing varying from 2 to 16.5 kg.m-2.s-1 and from 0 to 0.6 kg.m-2.s-1, flowing up-words through a fixed bed packed with glass spheres measuring from 2.7 to 3.5 mm of diameter. The network proposed to identify the regimes contains Multiple Layers Perceptron architecture (PML) trained by the back propagation algorithm put together by applying the Multiple Back-Propagation (MBP) software, version 2.2.3 consistently with two input neurons, two intermediate layers, and four output neurons. The number of neurons of the intermediate layers was assorted to find out the best configuration. As activation of function, logistic, tangent, hyperbolic, and Gaussian were tested. Observed results showed that it is possible the identification of regimes through neural networks and among those tested the one that showed the best performance was the one that used the hyperbolic-tangent activation function; 10 neurons in the first hidden layer, and 12 neurons in the second hidden layer. A configuração de leito fixo que opera com escoamento bifásico é muito utilizada em operações industriais, tais como síntese de Fischer-Tropsch, hidrogenação e tratamento de águas residuais. Uma informação vital para projeto e operação deste tipo de leito está nas características fluidodinâmicas, e dentre estas características podem ser citados os regimes de escoamento, pois estes influenciam diretamente nas transferências de calor e massa presentes no leito. No escoamento bifásico com fluxo ascendente através de leito fixo podem ser identificados três regimes distintos: regime bolha, para baixas vazões de gás; regime pulsante, para vazões moderadas de líquido e gás; e regime spray, para baixas vazões de líquidos e altas vazões de gás. Apesar de haver diferentes técnicas para a determinação dos regimes de escoamento, a mais empregada é a identificação visual. Sendo assim, esta pesquisa tem por objetivo desenvolver, por meio da utilização de redes neurais artificiais (RNA s), uma maneira de determinar, para um dado conjunto de vazões gás-líquido, qual regime de escoamento o leito apresenta. Para isto, os regimes de escoamento primeiramente foram identificados utilizando água e ar, respectivamente com fluxo mássico variando de 2 a 16,5 kg.m-2.s-1 e de 0 a 0,6 kg.m-2.s-1, escoando em fluxo ascendente por meio de um leito fixo recheado com esferas de vidro de diâmetro entre 2,7 e 3,5 mm. A rede proposta para a identificação dos regimes possui arquitetura perceptron de múltiplas camadas (MLP) treinada pelo algoritmo backpropagation e foi montada utilizando o programa freeware Multiple Back-Propagation (MBP) versão 2.2.3 sempre com dois neurônios de entrada, duas camadas intermediárias e quatro neurônios de saída. O número de neurônios das camadas intermediárias foi variado a fim de descobrir a melhor configuração. Como função de ativação, foram testadas as funções logística, tangente hiperbólica e gaussiana. Os resultados observados mostram que é possível a identificação dos regimes por meio de redes neurais e dentre as configurações testadas, a que apresentou melhor desempenho foi a rede que utilizou a função de ativação tangente hiperbólica, 10 neurônios na primeira camada oculta e 12 neurônios na segunda camada oculta.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonas Laurentino de Souza.pdf: 1900199 bytes, checksum: 3994bd57ce92b5d78685371435d4291e (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 The oral administration of drugs for systemic effects is the most common way used in medical treatment. Among these, drugs as tablets are the most used. The granulation is a process that seeks to improve the transportation of powder in the compacting machine by the agglomeration of particles. The fluidized bed drying added to "spray dryer" technique is commonly used to form granules that reaches the required characteristics of a uniform grain, with strict control of final humidity of the granules and relatively short process when compared to other techniques for drugs production. Metformin is a drug displayed as hydrochloride and orally administered as coated tablets. It is indicated for the treatment of type 2 Diabetes mellitus. In order to improve productivity in an industrial fluidized bed used in the granulation and drying of Metformin, it is necessary to evaluate the effects of operation conditions used in the process, as particulate material and in the production process. For that purpose, it was performed the study of fluiddynamic granulation and drying of Metformin in fluidized bed in order to investigate the minimum fluidization velocity for the process of this drug. The influence of temperature and speed of drying air in processing time of the formula, and the average particle size were also evaluated. The experiments were elaborated based on the Evolutionary Operation Theory, proposed by Box (1957). It performed the shaping at drying stage. With these experiments was possible to reduce to zero the reworks of batches caused by the formation of preferential channels, which could occur deposition polymer solution on the particulate material. It was also possible to reduce the average processing time in 8 minutes, adding greater productivity and savings for the company where the work was developed. The results achieved, besides the gain in productivity, guide to where efforts should be directed to continue improving productivity, providing a practical methodology for applying the technique that can be applied in the production of other drugs that use the granulation process in fluidized bed. A administração de fármacos para efeitos sistêmicos por via oral é a forma mais comum dentre os medicamentos. Dentre estes, os medicamentos na forma de comprimidos são os mais empregados. A granulação é um processo que visa melhorar o transporte do pó na máquina compressora por meio da aglomeração de partículas. A secagem em leito fluidizado acoplado à técnica de spray dryer é a técnica comumente empregada para a formação de grânulos que atendam as características necessárias de granulometria uniforme, com controle rigoroso da umidade final do granulado e tempo relativamente curto de processo quando comparado a outras técnicas para produção de medicamentos. A metformina é um fármaco, apresentado na forma de cloridrato, e administrado como comprimidos revestidos por via oral. É indicado no tratamento de diabetes, mais especificamente diabetes mellitus tipo 2. Com o objetivo de aprimorar a produtividade em um leito fluidizado industrial utilizado na granulação e secagem de metformina, faz-se necessário avaliar os efeitos das condições operacionais utilizadas no processo referentes a qualidade material particulado e o processo de produção propriamente dito. Para tanto, realizou-se o estudo fluidodinâmico da granulação e secagem de metformina em leito fluidizado investigando assim a velocidade mínima de fluidização para o processamento deste fármaco. A influência da temperatura e da velocidade do ar de secagem no tempo de processamento da fórmula e no tamanho médio da partícula também foram avaliados. Os experimentos foram elaborados a partir da teoria da Operação Evolutiva, proposta por Box (1957). A modelagem da etapa de secagem também foi realizada. Por meio dos experimentos realizados conseguiu-se reduzir a zero os reprocessos de bateladas por formação de canais preferenciais, onde poderia ocorrer deposição de solução polimérica sobre o material particulado. Foi possível também reduzir o tempo médio de processamento em 8 minutos, agregando maior produtividade e economia para a empresa na qual este trabalho foi desenvolvido. Os resultados obtidos mostram que houve ganhos em relação a produtividade, e norteiam para onde os esforços devem ser direcionados para continuidade do melhoramento de produtividade, fornecendo uma metodologia prática para aplicação da técnica que poderá ser aplicada na produção de outros fármacos que utilizam o processo de granulação por via úmida em leito fluidizado.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jamal Abd Awadallak.pdf: 7067148 bytes, checksum: 8e321c5aa3d2b9b3eeaafb2fd17b9d47 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Diacylglycerol rich oils have its organoleptic characteristics very similar to those of conventional edible oils, but these oils do not tend to accumulate in the body, even when consumed in high quantities, making them a great resource in the fight against obesity. Palm oil ranks first the world production of edible oils mainly due to its low cost. This work aimed to propose a new technology for enzyme production using diacylglycerol lipase Lipozyme RM IM and ultrasound to promote water in oil emulsions, which increases the interfacial area of the system leading to higher reaction rates compared to conventional enzymatic processes. . The reactions were carried out at 55 °C with two different methods. First, the reaction system was exposed to ultrasonic waves for the whole reaction time, which led to enzymatic inactivation and water evaporation. Ultrasound was then used to promote emulsification of the water/oil system before the hydrolysis reaction, avoiding contact between the probe and the enzymes. Achieved conversions were superior to the conventional method further hydrolysis rate when the ultrasound is employed for emulsion formation was significantly greater. For 12 hours of reaction the conversion was 85% higher than the conventional method and 15% higher for a period of 24 hours of reaction. . An experimental design was used to optimize the ultrasound-related parameters and maximize the hydrolysis rate, and in these conditions, with a change in equilibrium, DAG production was evaluated.Better reaction conditions were achieved for the second method: 11.20 wt% (water+oil mass) water content, 1.36 wt% (water+oil mass) enzyme load, 12 h of reaction time, 1.2 min and 200 W of exposure to ultrasound. In these conditions diacylglycerol yield was 37.69 wt%. Óleos enriquecidos com diacilglicerol possuem características organolépticas muito semelhantes às dos óleos comestíveis convencionais, porém, estes óleos não tendem a se acumular no organismo, mesmo quando consumidos em altas quantidades, tornando-os um grande recurso no combate à obesidade. O óleo de palma está no topo da produção mundial de óleos comestíveis principalmente devido ao seu baixo custo. Este trabalho teve como objetivo propor uma nova tecnologia para a produção enzimática de diacilglicerol empregando a lipase Lipozyme RM IM e utilizando ultrassom como gerador de emulsões de água em óleo, o que aumenta a área interfacial do sistema conduzindo a maiores taxas de reação em relação aos processos enzimáticos convencionais. A hidrólise parcial do óleo de palma foi realizada em meio livre de solventes a 55 °C em duas etapas distintas e comparadas com reações em condições semelhantes sem o uso do ultrassom. Primeiramente o sistema reacional foi exposto às ondas ultrassônicas, o que levou a taxas iniciais de reação elevadas, porém, as conversões obtidas foram baixas, em função da desativação enzimática e da evaporação de água, pelo longo período de exposição ao ultrassom. Posteriormente, utilizou-se o ultrassom para gerar emulsões antes a etapa reacional, não permitindo seu contato com o sistema contendo a enzima. As conversões obtidas foram superiores ao método convencional, além disso, taxa de hidrólise quando se empregou o ultrassom para a formação de emulsões foi significativamente maior. Para 12 horas de reação a conversão foi 85% superior ao método convencional e de 15% superior para um período de 24 horas de reação. Foi desenvolvido um planejamento fatorial, o delineamento central composto rotacional para avaliar os efeitos das variáveis tempo de exposição ao ultrassom, potência do ultrassom e razão água/óleo na conversão em ácidos graxos livres da reação, sendo que a razão água/óleo e o produto tempo x potência apresentaram os maiores efeitos. Nas melhores condições, foi produzido um óleo concentrado com 37,69% de DAG em de 12h de reação, exposto ao ultrassom por 1,2min à 200W.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simone B da Silva.pdf: 2034717 bytes, checksum: 1c7683115c59f0015aa5cc305ee2e164 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior From Surinam cherry s leaves (Eugenia uniflora L.) it is possible to extract oil that has been utilized industrially, especially by cosmetics and pharmaceuticals sectors. The extraction of this oil by using conventional methods often causes the thermal degradation of its components, and an interesting alternative has been the use of supercritical extraction technology with organic solvents. In order to better evaluate the advantages of oil extracting from red and purple Surinam cherry s leaves in high pressure, the present paper aims to study this supercritical extraction by using the supercritical carbon dioxide and pressured n-propane as solvents. After drying and milling of red and purple Surinam cherry s leaves, they were underwent to oil extraction with CO2 supercritical fluids under different temperatures (50 and 60ºC) and the pressure (150 and 250 bar) and also n-propane in different temperature (30, 45 and 60ºC) and pressure conditions (40, 60 e 80 bar). The coupling of a fractionation column in supercritical fluid extraction was used to separate components of the extract. Three distinct stationeries phases were evaluated: silica, alumina and Amberlit®. The extracted oil underwent to a gas chromatography coupled to the mass spectrometry (CG-EM) for a quantitative analysis, showing the alpha-bisabolol as composed of greater interest in its industrial application. The extraction kinetics of both solvents were obtained in an experimentally way. The experimental data were adjusted appropriately to the mathematical Sovavá model. Das folhas de pitanga (Eugenia uniflora L.) é possível extrair um óleo que tem sido bastante utilizado industrialmente, principalmente nos segmentos cosméticos e farmacêuticos. As extrações deste óleo utilizando os métodos convencionais geralmente causam a degradação térmica de seus componentes, e uma alternativa interessante tem sido a utilização da tecnologia de extração supercrítica com solventes orgânicos. Para avaliar melhor as vantagens da extração em pressões elevadas do óleo das folhas de pitanga de frutos vermelha e roxa, o presente trabalho teve como objetivo estudar este tipo de extração supercrítica utilizando como solventes o dióxido de carbono supercrítico e o n- propano pressurizado. Após secagem e moagem das folhas de pitanga vermelha e roxa, as mesmas foram submetidas à extração do óleo com os solventes CO2 supercrítico sob diferentes condições de temperatura (50 e 60°C) e de pressão (150 e 250 bar) e também n-propano em diferentes condições de temperatura (30, 45 e 60°C) e de pressão (40, 60 e 80 bar). O acoplamento de uma coluna de fracionamento na extração supercrítica foi usado para separar os componentes do extrato. Foram avaliadas 3 fases estacionárias distintas: sílica, alumina e Amberlit®. O óleo extraído foi submetido à cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massa (CG-EM) para análise qualitativa, apresentado o alfa-bisabolol como composto de maior interesse pela sua aplicação industrial. A cinética da extração de ambos os solventes foram obtidas de forma experimental. Os dados experimentais ajustaram-se adequadamente ao modelo matemático de Sovová.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marielen Cozer Ribas.pdf: 2522665 bytes, checksum: 1020b92a3d388f2660eb04bfac58016a (MD5) Previous issue date: 2012-02-14 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The Candeia (Eremanthus erythropappus) has a rich oil in α-bisabolol, a substance of high commercial value and wide industrial application. An alternative to traditional methods of extraction and / or fractionation of the candeia oil is the use of supercritical technology, with the advantage of not having the disadvantages of thermal degradation and the use of organic solvents. Thus, this research aims to evaluate the combined process of supercritical extraction and purification of the candeia oil by adsorption in fixed bed column. For the extractor packaging were used 42g of candeia wood with a particle size from 28 to 32 mesh. For the extraction were evaluated two solvents, supercritical carbon dioxide and propane pressurized. The experiments were conducted at temperatures of 40, 50 and 60 °C and pressures of 100, 120, 150, 200 and 245 bar for carbon dioxide. For propane, the temperature conditions studied were 30, 55 and 80 °C and pressures of 80, 100 and 120 bar; for the experiments with propane was performed a 22 factorial design with the focal point in triplicate. The effect of the temperature and pressure in the ratio of oil mass extracted per mass of solvent was evaluated for the different experimental conditions. For carbon dioxide the condition with the highest yield was at 60 ° C and 245 bar, while for propane, the best condition was 60 ° C and 80 bar. As the ratio of oil mass / solvent mass, the best operating conditions are 40 º C and 200 bar for CO 2 and 80 ° C and 80 bar for propane. From the experimental data of the kinetics of extraction, the mathematical model of Sovová was tested, which satisfactorily represented the experimental data. The results showed that extraction with pressurized propane presented higher extraction rate and content of α-bisabolol when compared to carbon dioxide, dichloromethane and hexane, indicating that propane is the most appropriate solvent for the extraction of oil from the candeia wood. To obtain a rich oil in -bisabolol a purification was performed under income yield higher conditions. Of the tested adsorbents, the silica gel presented greater capacity for purification of the extract than alumina. A Candeia (Eremanthus erythropappus) possui um óleo rico em α-bisabolol, substância de alto valor comercial e de grande aplicação industrial. Uma alternativa aos métodos tradicionais de extração e/ou fracionamento do óleo de candeia é a utilização da tecnologia supercrítica, com a vantagem de não ter os inconvenientes da degradação térmica e da utilização de solventes orgânicos. Sendo assim, esta pesquisa visa avaliar o processo combinado de extração supercrítica e purificação do óleo de candeia por meio da adsorção em coluna de leito fixo. Para o empacotamento do extrator foram utilizados 42g da madeira de candeia com granulometria de 28 a 32 mesh. Para a extração foram avaliados dois solventes, o dióxido de carbono supercrítico e o propano pressurizado. Os experimentos foram conduzidos em temperaturas de 40, 50 e 60 oC e pressões de 100, 120, 150, 200 e 245 bar para o dióxido de carbono. Para o propano, as condições estudadas de temperatura foram 30, 55 e 80 oC e pressões de 80, 100 e 120 bar; para os experimentos com propano foi realizado um planejamento fatorial 22 com triplicata no ponto central. Avaliou-se o efeito da temperatura e pressão na razão de massa de óleo extraída por massa de solvente utilizado para as diferentes condições experimentais. Para o dióxido de carbono, a condição que apresentou maior rendimento foi a de 60 oC e 245 bar, enquanto que para o propano, a melhor condição foi de 60 oC e 80 bar. Quanto a razão massa de óleo/massa de solvente, melhores condições de operação são de 40 ºC e 200 bar para o CO2 e 80 ºC e 80 bar para o propano. A partir dos dados experimentais das cinéticas de extrações foi testado o modelo matemático de Sovová, que representou satisfatoriamente os dados experimentais. Os resultados mostraram que extrações com propano pressurizado apresentaram maior taxa de extração e teor de α-bisabolol quando comparado ao dióxido de carbono, diclorometano e ao hexano, indicando que o propano é um solvente mais apropriado para extração do óleo da madeira de candeia. Para se obter um óleo rico em -bisabolol uma purificação foi realizada, nas condições de maior rendimento. Dos adsorventes testados, a sílica gel apresentou maior capacidade de purificação do extrato do que a alumina.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia C Cervelin.pdf: 689466 bytes, checksum: b74333db0911dc152167518d0ffcac74 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Among the main contributors to the contamination of water by industrial waste is the textile industry. The textile sector is a major producer of chemicals, such as colors, and generator large volumes of effluent. The textile dye is a product of high toxicity, and most of them are considered carcinogenic. Thus the removal of dyes in industrial effluents is of great interest, since such contaminants can affect water clarity, the solubility of gases in receiving bodies and change the processes of photosynthesis. In addition there are technologies for the removal of dye of effluent, such as activated charcoal, few studies have examined the ability of dye removal by biological origin, which would decrease the cost of treating this waste. Thus the process of biosorption used in this study was to investigate the application of macrophyte Salvinia sp. in nature and pre-treated in a basic with NaOH, and an acid with H3PO4, as low cost biosorbent for the removal of dye Blue 5G. The effect of pH and temperature was investigated in the biosorption process and proved to be variables that affect the ability to remove the dye solution. The adsorption data were adjusted to balance using the kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order. The models of adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich and Sips were used to describe the experimental data of equilibrium of biosorption process. The thermodynamic parameters of biosorption process were obtained. The results showed that the balance of the system was reached in approximately 48 hours of contact, with removal of dye Blue 5G of 98.35% for the Salvinia sp. in nature, at pH 1 and temperature of 60°C and 97.06% for the Salvinia sp. pre-treated with NaOH, 96.42% for the Salvinia sp. pre-treated with H3PO4 at a temperature of 45°C. The model of pseudo-second order showed satisfactory fit with experimental data. Among the models studied, the Langmuir isotherm described excellently the experimental data for the three biomasses studied, with maximum adsorption capacity of 24.26 mg/g at 30°C for biomass pre-treated in basic mean. The study of thermodynamic parameters of biosorption of dye Blue 5G showed that biosorption is endothermic nature and has a great affinity between the biomass and dye. This study found that the biomass of macrophyte Salvinia sp. pré-treated with NaOH has potential application in the removal of reactive dye Blue 5G, as alternative adsorbent and low cost. Entre os principais contribuintes para a contaminação de águas por resíduos industriais pode-se citar a indústria têxtil. O setor têxtil é conhecido pela elevada utilização de produtos químicos, como os corantes, e gerador de grandes volumes de efluente. O corante têxtil é um produto de alta toxicidade, sendo que em sua maioria são considerados carcinogênicos. Desta forma a remoção de corantes em efluentes industriais é de grande interesse, uma vez que esse contaminante pode afetar a transparência da água, a solubilidade dos gases nos corpos receptores e alterar os processos de fotossíntese. Mesmo com variadas tecnologias para remoção de corante do efluente, como carvão ativado, são raros os estudos que tem analisado a capacidade de remoção de corantes por origem biológica, o que diminuiria os custos de tratamento desse resíduo. Desta forma o processo de biossorção empregado neste trabalho teve por objetivo investigar a aplicação da macrófita Salvínia sp. in natura, e pré-tratada em meio básico com NaOH, e em meio ácido com H3PO4, como biossorvente de baixo custo para a remoção do corante comercial reativo Azul 5G. O efeito do pH e da temperatura foi investigado no processo de biossorção e mostraram ser variáveis que afetam a capacidade de remoção do corante da solução. Os dados de adsorção de equilíbrio foram ajustados empregando os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Sips foram utilizados para descrever os dados experimentais de equilíbrio do processo de biossorção. Os parâmetros termodinâmicos do processo de biossorção foram obtidos. Os resultados demonstraram que o equilíbrio do sistema foi atingido em aproximadamente 48 horas de contato, com remoção de corante Azul 5G de 98,35% para a Salvínia sp. in natura e 97,06% para a Salvinia sp. pré-tratada com NaOH, em pH 1 e temperatura de 60°C, e remoção de 96,42% para a Salvínia sp. pré-tratada com H3PO4 em temperatura de 45°C. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou ajuste satisfatório com os dados experimentais. Entre os modelos estudados, a isoterma de Langmuir e Sips descreveram satisfatoriamente os dados experimentais para as três biomassas estudadas, apresentando capacidade máxima de adsorção de 24,26 mg/g e 24,83 mg/g, para Langmuir e Sips, respectivamente, à temperatura de 30°C para a biomassa pré-tratada em meio básico. O estudo dos parâmetros termodinâmicos de biossorção do corante Azul 5G demonstrou que a biossorção é de natureza endotérmica e demonstra grande afinidade entre a biomassa e o corante. Este estudo verificou que a biomassa da macrófita Salvínia sp. pré-tratada com NaOH apresenta potencial de aplicação na remoção do corante reativo Azul 5G, como adsorvente alternativo e de baixo custo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz G de Lima Vaz.pdf: 2121268 bytes, checksum: 8362ccb905b9c1c473a10787d8b74866 (MD5) Previous issue date: 2009-02-17 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The process of electroplating effluents with high levels of heavy metals and large amounts of dissolved and suspended materials, resulting in high values of color and turbidity, respectively. Because of these characteristics, the effluent of electroplating industries require efficient processes to achieve the levels of concentration and physical and chemical parameters recommended by the environmental legislation. In this context we evaluated the efficiency of organic coagulants (seeds of Moringa oleifera Lam, chitosan, Tanfloc SG and Acquapol C1) and inorganic (aluminum sulfate and ferric chloride) in the first stage of wastewater treatment of electroplating through a planning saturated Plackett and Burman (PB12) followed by a central composite rotational design (DCCR). The following variables were studied: concentration (C), velocity of rapid mixing (VMR) and slow (VML) and time of rapid mix (TMR) and slow (TML), with 30 min of sedimentation, and the response variables analyzed for each coagulant: color, turbidity, settleable solids and COD. Among the agents coagulants/flocculants tested after the completion of PB12, the best combination of results for the removal of the studied parameters occurred with chitosan. The operating conditions were optimized by the statistical program: TMR of 100 rpm, TML of 20 rpm, VMR and VML of 6 and 30 min, respectively, concentration of 12.67 ppm and sedimentation time of 30 min. These conditions it is expected to remove 89.44% of color, 96.87% of turbidity and 35.81% of COD. Based on the results obtained chitosan presented a promising coagulant to the wastewater treatment of electroplating. Os processos de galvanização geram efluentes com elevados teores de metais pesados e grande quantidade de materiais dissolvidos e suspensos, ocasionando altos valores de cor e turbidez, respectivamente. Devido a estas características o efluente das indústrias de galvanoplastia requerem processos eficientes para alcançar os níveis de concentração e parâmetros físico-químicos recomendados pela legislação ambiental. Neste contexto o presente trabalho avaliou a eficiência de coagulantes orgânicos (sementes de Moringa oleifera Lam, quitosana, Tanfloc SG e Acquapol C1) e inorgânicos (sulfato de alumínio e cloreto férrico) na primeira etapa de tratamento de efluente de galvanoplastia, por meio de um planejamento de Plackett e Burman (PB12) seguido de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). As seguintes variáveis foram estudadas: concentração (C), velocidade de mistura rápida (VMR) e lenta (VML) e tempo de mistura rápida (TMR) e lenta (TML), com 30 min de sedimentação, sendo as variáveis de resposta analisadas para cada coagulante: cor, turbidez, sólidos sedimentáveis e DQO. Dentre os agentes coagulantes/floculantes testados, após a realização do PB12, a melhor combinação de resultados para a remoção dos parâmetros estudados ocorreu com a quitosana. As condições operacionais otimizadas pelo programa estatístico foram: TMR de 100 rpm, TML de 20 rpm, VMR e VML de 6 e 30 min, respectivamente, concentração de 12,67 ppm e tempo de sedimentação de 30 min. Nestas condições espera-se remover 89,44% de cor, 96,87% de turbidez e 35,81% de DQO. Com base nos resultados obtidos a quitosana se apresentou um coagulante promissor para o tratamento do efluente de galvanoplastia.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eliseu A Zanella Junior.pdf: 762348 bytes, checksum: 96525daf5cc5df21f8559d564eedfb4d (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 In the majority of the applications of the process of ionic exchange in the chemical industry some ionic species are gifts that compete between itself for the active small sieges of the ionic exchanger. Therefore, the project of these systems requires an analysis of the coefficients of selectivity of ions gifts in the solution that determines the influence of the separation process. The data of balance of processes of ionic exchange generally are discrebed for the Law of the Action of the Masses, therefore in this boarding the no-idealists of the phases are consideret watery and solid. The calculation of Balance in systems of ionic exchange in multicomponent systems requires the resolution of a system of not linear equations, and depending on the number of involved species one high computational time cam be required. An alternative to the conventional modelin is the job of Artificial the Neural Nets. Inside of this context, the objective of the present work was to evaluate the application of Artificial the Neural Nets in the modeling of the binary and ternary data of balance in systems of ionic exchange, and also to evaluate the viability to apply Artificial the Neural Nets in the prediction of the data of balance of the ternary systems from information of the binary systems. To evaluate the efficiency of Artificial the Neural Nets in the description of the data of balance of systems of ionic exchange, the gotten results had been compared with the values calculated for the application of the Law of the Action of the Masses. Two experimental data sets of ionic exchange had been used. The first set was constituted of the binary and ternary systems of ions sulphate, chloride and nitrate and as exchanging ion the resin AMBERLITE ANGER 400, with total concentration of 0,2N 298K and had been gotten by SMITH and WOODBURN (1978). As the joint one was constituted of the binary and ternary data of ions of lead, has covered and ionic sodium and as exchanging the clinoptilolita, with 0,005 concentration eq/L and temperature of 303K, gotten for FERNANDEZ (2004). The data of entrance of the net had been the composition of íons in solution and of exit they had been the composition of the resin. The training of diverse structures of RNAs was effected. Different architectures had been tested varying the nunber of neurons of the laver of entrance and the occult layer. The nunber of neurons of the entrance layer varied of 2 up to 20 and the occult layer of 1 up to 2, searching always a structure with the lesser value of the objective function. The methods Powell and Simplex had been used to determine the weights of the net. The Law of the Action of the Masses revealed efficient in the description of the following binary systems: SO4-2-NO3-, SO4-2-Cl- e NO3 --Cl-Pb2+-Na+, Cu2+-Na+, however, the results for the system Na+-Pb2+ had not been satisfactory. In the modeling of the binary data Artificial the Neural Nets if had shown efficient in all the investigated cases. In the prediction of the ternary system the Law of the Action of the Masses only revealed efficient for systems SO42--NO3-, SO42-CI- e NO3--CI-. In the prediction of the data of ternary balance for the two evaluatede systems, using Artificial the neural Nets from the binary data generated by the Law of the Action of the Masses, one did not reveal efficient. In the ternary system (SO4²-, NO3-,CI-) the trained Artificial Neural Nets with the binary data set and the inclusion of ternary experimental data of balance (three and seven data) had obtained to represent with precision the behavior of the system. In the ternary system (Pb+². Cu+², Na+), hte nets trained from the binary data set and with the inclusion of all the experimental data of the ternary system, the gotten results had been satisfactory, because they had presented errors near by 2% to 6%. Artificial the Neural Nets had not presented predictive capacity to describe the balance in the process of ionic exchange. However, the nets present an advantage in relation the Law of the Action of the Masses, to allow that the compositions of balance of the resin are calculated explicit. Na maioria das aplicações do processo de troca iônica na indústria química estão presentes várias espécies iônicas que competem entre si pelos sítios ativos do trocador iônico. Portanto, o projeto destes sistemas requer uma análise dos coeficientes de seletividade dos íons presentes na solução que determina a influência do processo de separação. Os dados de equilíbrio de processos de troca iônica geralmente são descritos pela Lei da Ação das Massas, pois nesta abordagem são considerados as não-idealidades das fases aquosa e sólida. O cálculo de Equilíbrio em sistemas de troca iônica em sistemas multicomponentes requer a resolução de um sistema de equações não lineares, e dependendo do número de espécies envolvidas pode-se requerer um elevado tempo computacional. Uma alternativa à modelagem convencional é o emprego das Redes Neurais Artificiais. Dentro deste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a aplicação das Redes Neurais Artificiais na modelagem dos dados binários e ternários de equilíbrio em sistemas de troca iônica, e também avaliar a viabilidade de aplicar as Redes Neurais Artificiais na predição dos dados de equilíbrio dos sistemas ternários a partir de informações dos sistemas binários. Para avaliar a eficiência das Redes Neurais Artificiais na descrição dos dados de equilíbrio de sistemas de troca iônica, os resultados obtidos foram comparados com os valores calculados pela aplicação da Lei da Ação das Massas. Foram utilizados dois conjuntos de dados experimentais de troca iônica. O primeiro conjunto era constituído pelos sistemas binários e ternários dos íons sulfato, cloreto e nitrato e como trocador iônico a resina AMBERLITE IRA 400, com concentração total de 0,2N a 298K e foram obtidos por SMITH e WOODBURN (1978). O segundo conjunto era constituído dos dados binários e ternários dos íons de chumbo, cobre e sódio e como trocador iônico a clinoptilolita, com concentração 0,005 eq/L e temperatura de 303K, obtidos por FERNANDEZ (2004). Os dados de entrada da rede foram a composição dos íons em solução e de saída foram a composição da resina. Efetuou-se o treinamento de diversas estruturas de RNAs. Foram testadas diferentes arquiteturas variando o número de neurônios da camada de entrada e da camada oculta. O número de neurônios da camada de entrada variou de 2 até 20 e da camada oculta de 1 até 2, buscando sempre uma estrutura com o menor valor da função objetivo. Os métodos Powell e Simplex foram utilizados para determinar os pesos da rede. A Lei da Ação das Massas mostrou-se eficiente na descrição dos seguintes sistemas binários: SO42--NO3-, SO42--Cl- e NO3--Cl- Pb2+-Na+, Cu2+-Na+, entretanto, os resultados para o sistema Na+-Pb2+ não foram satisfatórios. Na modelagem dos dados binários as Redes Neurais Artificiais se mostraram eficientes em todos os casos investigados. Na predição do sistema ternário a Lei da Ação das Massas mostrou-se eficiente somente para os sistemas SO42--NO3-, SO42--Cl- e NO3--Cl-. Na predição dos dados de equilíbrio ternário para os dois sistemas avaliados, empregando as Redes neurais Artificiais a partir dos dados binários gerados pela Lei da Ação das Massas, não se mostrou eficiente. No sistema ternário (SO42-,NO3-,Cl-) as Redes Neurais Artificiais treinadas com o conjunto de dados binários e com a inclusão de dados experimentais ternários de equilíbrio (três e sete dados) conseguiram representar com precisão o comportamento do sistema. No sistema ternário (Pb+2,Cu+2,Na+), as redes treinadas a partir do conjunto de dados binários e com a inclusão de todos os dados experimentais do sistema ternário, os resultados obtidos foram satisfatórios, pois apresentaram erros na faixa de 2% a 6%. As Redes Neurais Artificiais não apresentaram capacidade preditiva de descrever o equilíbrio no processo de troca iônica. Entretanto, as redes apresenta uma vantagem em relação a Lei da Ação das Massas, permitir que sejam calculados explicitamente as composições de equilíbrio da resina.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Graziane Nimet.pdf: 1353692 bytes, checksum: 58189bc7e0667a1191782c8b8899d494 (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 The extraction of oil from greasy seeds is traditionally based in the use of organic solvents. Currently the most used method is the process of extraction by n-hexane. Aiming the obtainment of vegetable oil with higher quality using clean technologies with reduction of oil contamination through solvent and minimizing the damage to the environment is that the technology with fluid pressurized has become one alternative viable to extraction. In this context, the current work has the objective to compare the extraction of the oil in sunflower seeds using the carbon dioxide as solvent in supercritical conditions, the propane in subcritical conditions and the n-hexane. At the beginning, the sunflower seeds were characterized, then went by drying process, crush and sifting and, finally through the extraction process. The experiments were led in temperatures of 40, 50, and 60 °C and pressures of 19, 22 e 25 MPa to carbon dioxide, and temperatures of 30, 45 e 60 ºC and pressures of 8, 10, and 12 MPa to propane. It was considered the effect of the temperature and pressure in the reason of the weight the extracted sunflower oil per weight of solvent used to the different experimental conditions, using a factorial planning 22 with 3 repetitions in the central point. The samples of oil extracted were subordinated to quantification analysis of fatty acids, concentrated of vitamin E (α-tocopherol) and stability oxidative. The pie was analyzed as for its protein content. From the experimental data of the extractions kinetics were tasted the Mathematical models of second order and the Sovová. The results showed that extraction with propane subcritical presented higher rate of extraction when compared to carbon dioxide and to n-hexane, indicating that the propane is a solvent more appropriate to extraction of sunflower oil than the carbon dioxide. The sunflower oil obtained in different experimental conditions didn t present alterations as for the content of fatty acids, however, it was noticed difference in the concentration of vitamin E (α-tocopherol). The samples of oils extracted as in supercritical conditions with carbon dioxide as in subcritical conditions using propane presented better oxidative stability, indicated by the induction time of oxidation than the sample extracted with n-hexane. The pies presented protein contents close independent to the solvent used in the extraction of sunflower oil. The Mathematical modeling of second order and the Sovová model were adapted properly to the experimental data of both solvents. A extração de óleos de sementes oleaginosas é tradicionalmente baseada no uso de solventes orgânicos. Atualmente o método mais utilizado é o processo de extração por n-hexano. Visando a obtenção de óleos vegetais com maior qualidade utilizando tecnologias limpas com redução de contaminação do óleo pelo solvente e minimizando os danos ao meio ambiente é que a tecnologia com fluidos pressurizados tem se tornado uma alternativa viável de extração. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo comparar a extração do óleo de sementes de girassol utilizando como solventes o dióxido de carbono em condições supercríticas, o propano em condições subcríticas e o n-hexano. Inicialmente as sementes de girassol foram caracterizadas, então passaram por processo de secagem, moagem e peneiramento e finalmente pelo processo de extração. Os experimentos foram conduzidos em temperaturas de 40, 50 e 60 ºC e pressões de 19, 22 e 25 MPa para o dióxido de carbono, e temperaturas de 30, 45 e 60 ºC e pressões de 8, 10 e 12 MPa para propano. Avaliou-se o efeito da temperatura e pressão na razão de massa de óleo extraída por massa de solvente utilizado para as diferentes condições experimentais, usando um planejamento fatorial 22 com 3 repetições no ponto central. As amostras de óleo extraídas foram submetidas a análises de quantificação de ácidos graxos, concentração de vitamina E (α-tocoferol) e estabilidade oxidativa. A torta foi analisada quanto ao seu teor protéico. A partir dos dados experimentais das cinéticas de extrações foram testados os modelos matemáticos de segunda ordem e de Sovová. Os resultados mostraram que extrações com propano subcrítico apresentaram maior taxa de extração quando comparado ao dióxido de carbono e ao n-hexano, indicando que o propano é um solvente mais apropriado para extração do óleo de girassol do que o dióxido de carbono. O óleo de girassol obtido nas diferentes condições experimentais não apresentou alterações quanto ao teor de ácidos graxos, porém, observou-se diferença na concentração de vitamina E (α-tocoferol). As amostras de óleo extraído tanto em condições supercríticas com dióxido de carbono, quanto em condições subcríticas utilizando propano apresentaram melhor estabilidade oxidativa, indicada pelo tempo de indução da oxidação, do que a amostra extraída com n-hexano. As tortas apresentaram teores protéicos próximos independente do solvente empregado na extração do óleo de girassol. O modelo matemático de segunda ordem e o modelo de Sovová ajustaram-se adequadamente aos dados experimentais de ambos os solventes.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcia Mantovani Pederssetti.pdf: 917281 bytes, checksum: 50ba8dd14f7101247d812d9fdf8375a6 (MD5) Previous issue date: 2008-12-08 Currently it is possible to observe a great interest in the consumption of canola oil due to medical and nutritionist indication as a functional food for people who are interested in a healthy diet, for the reason of its excellent composition of fatty acid. The most common employed process to the canola oil extraction is the use of organic solvents, normally it is used the n-hexane that is toxic, flammable, coming from non-renewable source and hazardous to the employees health. Pharmaceutical products, food and cosmetics can be got with the use of a solvent in the supercritical phase with the advantage of using non-toxic solvents and of working on very relatively low temperatures, being easily separated of the final product due to its high volatility, resulting in higher increase and selectivity to the ones found in the conventional processes. This work had as objective to study the behavior of canola solubility by using supercritical CO2 and pressurized n-propane in different experimental conditions and comparing to the conventional extraction. The operational conditions by using the supercritical CO2 as a solvent were: the temperatures of 40, 50 e 60 ºC and pressure of 20, 22,5 e 25 MPa. For the npropane solvent were established temperatures of 30, 45 e 60 ºC and pressure of 8, 10 e 12 MPa. The experimental planning applied on this study was the Factorial Planning with a central point of the type 22. The extracted samples in the different operational conditions were submitted to the oxidative stability analysis through the techniques of Exploratory Differential Calorimeter. It was accomplished the protein analysis of a bran. It was also accomplished a mathematical model through of a second order empirical model and the model of Sovová, to the experimental data obtained in the extraction with CO2 e n-propane. The results for the extraction by using the CO2 as a solvent have shown that the canola oil is more soluble in low temperature and high-pressure conditions. For the pressurized n-propane solvent, the best mass increase has occurred in the condition of higher temperature and pressure. The time for extraction with the n-propane was considerable shorter when compared to other solvents, being a better solvent to be used in the extraction of the canola oil. The conventional extraction with n-hexane has presented a high increase, even though the extraction has happened within a time of 20 hours, much higher when compared to the time of extraction using the supercritical CO2 and the pressurized n-propane. In the oxidative stability analysis of the oils was observed that the obtained oils within the three methods of extraction presented a good time of oxidative induction. The analysis done with the pies have shown that the values between the solvents CO2 and n-propane form next, just changing from the extracted pies with n-hexane, however the time of extraction with this solvent was higher when compared to the others. The mathematical model of a second order as the Sovová model, applied to the experimental data in the extraction with supercritical CO2 and pressurized n-propane, in all the operational conditions has adjusted to the canola oil. Nos dias atuais observa-se um grande interesse no consumo do óleo de canola devido à indicação por médicos e nutricionistas como alimento funcional para pessoas interessadas em uma dieta saudável em razão da sua excelente composição de ácidos graxos. O processo mais comumente utilizado para a extração do óleo de canola é a utilização de solventes orgânicos, geralmente é usado o n-hexano que é tóxico, inflamável, provindo de fonte não renovável e perigosa a saúde de funcionários. Produtos farmacêuticos, alimentícios e cosméticos podem ser obtidos através do uso de um solvente na fase supercrítica com as vantagens de se utilizar solventes atóxicos e de se trabalhar a temperaturas relativamente baixas, sendo facilmente separado do produto final, devido a sua alta volatilidade, resultando em rendimento e seletividades superiores aos obtidos nos processos convencionais. Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento da solubilidade da canola, utilizando CO2 supercrítico e n-propano pressurizado, em diferentes condições experimentais e comparar com a extração convencional. As condições operacionais utilizando o CO2 supercrítico como solvente foram: temperaturas de 40, 50 e 60 ºC e pressões de 20, 22,5 e 25 MPa. Para o solvente n-propano foram estabelecidas temperaturas de 30, 45 e 60 ºC e pressões de 8, 10 e 12 MPa. O planejamento experimental utilizado nesse estudo foi o Planejamento Fatorial com ponto central do tipo 22. As amostras de óleo extraídas nas diferentes condições operacionais foram submetidas à análise de estabilidade oxidativa através da técnica de Calorimetria Diferencial Exploratória. Realizou-se também análise de proteína da torta. Foi realizada a modelagem matemática através de um modelo empírico de segunda ordem e do modelo de Sovová, para os dados experimentais obtidos nas extrações com CO2 e n-propano. Os resultados para as extrações utilizando o CO2 como solvente mostraram que o óleo de canola é mais solúvel em condições de baixa temperatura e pressão elevada. Para o solvente npropano pressurizado, o melhor rendimento de massa ocorreu na condição de maior temperatura e pressão. O tempo de extração com n-propano foi consideravelmente menor quando comparado aos outros solventes, se mostrando um melhor solvente a ser utilizado na extração do óleo de canola. A extração convencional com n-hexano apresentou um alto rendimento, no entanto a extração ocorreu em um tempo de 20 horas, muito acima quando comparado ao tempo de extração utilizando o CO2 supercrítico e n-propano pressurizado. Na análise da estabilidade oxidativa dos óleos, observou-se que os óleos obtidos nos três métodos de extração apresentaram um bom tempo de indução oxidativa. As análises de proteína realizadas nas tortas demonstraram que os valores entre os solventes CO2 e npropano foram próximos, diferindo apenas das tortas extraídas com n-hexano, porém o tempo de extração com esse solvente foi maior quando comparado aos demais. O modelo matemático de segunda ordem, assim como o modelo de Sovová, aplicado aos dados experimentais na extração com CO2 supercrítico e n-propano pressurizado, se ajustaram em todas as condições operacionais para a extração do óleo de canola.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner Alex Jann Favreto.pdf: 2401353 bytes, checksum: 8e382cf32a6bec4d2e8a69fffdafffff (MD5) Previous issue date: 2008-11-28 In the present work we describe the methodology to obtain and modify the surface of glass fibers composed by Li2O - ZrO2 - BaO - SiO2 with zinc oxide. The glass fibers were obtained by classical fusion followed by the stretch of the vitreous fused mass, where the diameter of the fibers was controlled by the stretching velocity. They were recovered with ZnO by dip-coating and sol-gel processing of deposition, using both inorganic and organic polymeric gel methods, where the zinc acetate dihydrate was the zinc oxide precursor. The superficial morphology of the fiber was verified by scanning electron microscopy (SEM) and the zinc oxide layer was characterized by mapping of Kα and Lα lines of the zinc by EDX analyses. The results of the SEM characterization pointed out the deposition of ZnO by inorganic polymeric gel method results in a thick layer of the oxide without apparent porosity, while by the organic polymeric gel method results a dip homogeneous and porous layer of ZnO over the glass fiber surface. The glass fibers recovered with ZnO by organic polymeric gel were used to develop an analytical methodology to simultaneous determination of trihalomethanes (THM´s) in drinking water using headspace-SPME-Gas Chromatography. The study was based on the selectivity, linearity, accuracy, precision and recovery of the analytical method using the glass fiber/ZnO. The effect of the salt addition, extraction temperature and extraction, desorption and incubated time on the analytical response were evaluated too. Good linear dynamic range was observed from the method quantification limits with correlation coefficients better than 0.9900 for all compounds. The method was accurate with recoveries ranging from 95,00 to 105,00%. and the range of linearity observed was 30 ng/mL to 500 ng/mL to trichloromethane, 20 ng/mL to 250 ng/mL to dichlorobromomethane and dibromochloromethane and 10 ng/mL to 100 ng/mL to tribromethane. The method is also robust and has great potential to be used in a trihalomethane determination. No presente trabalho encontram-se descritas a metodologia para obtenção, e para a modificação da superfície de fibras de vidro de composição Li2O - ZrO2 - BaO - SiO2 com óxido de zinco. As fibras de vidro foram obtidas pelo método de fusão clássico, seguido do estiramento da massa vítrea fundida, controlando-se o diâmetro através da velocidade de estiramento. Estas foram recobertas com ZnO, utilizando-se da técnica sol-gel em dip-coating controlado, usando-se os métodos de deposição do gel polimérico inorgânico e do gel polimérico orgânico, onde o acetato de zinco di-hidratado foi empregado como reagente precursor do óxido de zinco. Utilizou-se a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliar a morfologia das fibras sem recobrimento e das fibras recobertas. O recobrimento com óxido de zinco sobre a superfície das fibras, foi mapeado através das linhas Kα e Lα do zinco, por Microssonda de Energia Dispersiva (EDS), sendo observado uma camada regular de ZnO sobre a superfície do suporte. Através dos resultados obtidos por MEV, verificou-se que pela técnica de deposição do gel polimérico inorgânico as fibras apresentam recobrimento bastante espesso, mas sem porosidade aparente. Quanto à técnica de deposição do gel polimérico orgânico, obtem-se fibras com um recobrimento mais homogêneo, espesso e poroso. Desta forma utilizaram-se as fibras recobertas pelo método do gel polimérico orgânico, para o desenvolvimento de metodologia analítica para determinações cromatográficas de trihalometanos (THM s) em solução aquosa. Utilizou-se da técnica de extração em head-space (HS) por Microextração em Fase Sólida (SPME) (HS-SPME) conjugada a Cromatografia Gasosa (CG). O estudo foi baseado na seletividade, linearidades, exatidão, precisão e na recuperação do método analítico usando a fibra de vidro/ZnO. O efeito da adição de sal, temperatura e tempo de extração, tempo de dessorção e o tempo de incubação na resposta analítica. O bom alcance dinâmico linear, foi observado nos limites da quantificação do método com coeficientes de correlação maiores que 0,99 observados para todos os compostos. O método demonstrou-se exato e com a recuperações que variam de 95,00 a 105,00% com escala de linearidades observadas entre 30 ng/mL a 500 ng/mL para o triclorometano, 20 ng/mL a 250 ng/mL ao diclorobromometano e o dibromoclorometano e 10 ng/mL a 100 ng/mL para o tribromometano. O método apresentou-se robusto, e possui grande potencial para ser usado em determinações de trihalometanos.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando A P Voll.pdf: 745866 bytes, checksum: 24554e9ffb768c3450aabbf525840c64 (MD5) Previous issue date: 2008-02-14 Fundação Araucária Hydrogen peroxide decomposition is an undesirable reaction in the direct H2O2 synthesis process from H2 and O2. It s a desirable reaction for the generation of hydroxyl radicals (-OH) in the advanced oxidation processes. Thus, it is important to understand how the reaction medium conditions affect the H2O2 decomposition. In this work, the influence of the initial concentration of H2O2, the reaction temperature, the catalyst treatment with H2 and the catalyst deactivation (or activation) with H2O2 were studied. The catalysts studied in this work were a 5% Pd/C, a 0,5% Pd/C, a 1% Pd/g-Al2O3, and a 1% Pd/ZrO2. With the exception of the 1% Pd/ZrO2 catalyst, the apparent reaction rate constant (k) was affected by the initial concentration of H2O2 in the reaction medium, and in all cases where the reaction rate constant (k) was affected, its value decreased with the increase of the initial concentration of H2O2. The activation energy value was calculated for all the catalysts and varied between 25 and 55 kJ/mol. For all the catalysts tested, treatment with hydrogen resulted in a significant increase in the apparent reaction rate constant (k), and in a decrease in the activation energy for the reaction. All the reactions were well represented by a first order rate law. The effect of the treatment with H2O2 (realization of successive reactions of H2O2 decomposition, without catalyst exchange) was studied for the 5% Pd/C and 0,5% Pd/C catalysts (exposed to H2 or not). A small deactivation was observed in the 5% Pd/C catalyst (without prior exposure to H2) after four H2O2 decomposition reactions. A more significant deactivation was observed for the 5% Pd/C and 0,5% Pd/C (both treated with H2). For the 0,5% Pd/C catalyst not exposed to hydrogen, an activation of the catalyst occurred after successive reactions of H2O2 decomposition. A decomposição do peróxido de hidrogênio é uma reação indesejável no processo de síntese direta do H2O2 a partir do H2 e O2. Por outro lado, é uma reação desejável para a formação dos radicais hidroxila (-OH) nos processos oxidativos avançados. Assim, é importante entender como as condições do meio de reação afetam a decomposição do H2O2. Neste estudo, foi verificada a influência de alguns fatores, tais como a concentração inicial de H2O2, a temperatura de reação, o tratamento do catalisador com H2 e a desativação (ou ativação) do catalisador com H2O2. Os catalisadores estudados nesse trabalho foram 5% Pd/C, 0,5% Pd/C, 1% Pd/γ -Al2O3 e 1% Pd/ZrO2. Com exceção do catalisador 1% Pd/ZrO2, a constante de velocidade aparente (k) da reação foi influenciada pela concentração inicial de H2O2 no meio reacional, e em todos os casos onde a constante de velocidade (k) foi afetada, seu valor diminuiu com o aumento da concentração inicial de H2O2. O valor da energia de ativação foi calculado para todos os catalisadores e variou entre 25 e 55 kJ/mol. Para todos os catalisadores testados, o tratamento com hidrogênio resultou em um aumento significativo no valor da constante de velocidade aparente (k), e em uma diminuição do valor da energia de ativação da reação. Todas as reações foram bem representadas por uma lei de velocidade de primeira ordem. O efeito do tratamento com H2O2 (realização de consecutivas reações de decomposição de H2O2, sem a troca do catalisador) foi verificado nos catalisadores 5% Pd/C e 0,5% Pd/C (tratados com H2 e não tratados). Uma pequena desativação foi observada no catalisador 5% Pd/C (não tratado) depois de algumas reações de decomposição do H2O2. Uma desativação mais significativa foi observada nos catalisadores 5% Pd/C e 0,5% Pd/C (ambos tratados com H2). Para o catalisador 0,5% Pd/C (não tratado com H2), ocorreu uma ativação do catalisador depois de sucessivas reações de decomposição do H2O2.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciara Ciane Port Thome.pdf: 1696527 bytes, checksum: f809752851373066f0420949b0b14357 (MD5) Previous issue date: 2008-02-13 In this work was carried out a study of the lead bioaccumulation process by living aquatic macrophytes Salvinia auriculata. Initially, they were performed toxicological and growing tests in order to determine the non-toxic lead concentration limits and the minimum amount of biomass for the lead uptake experiment duration. The bioaccumulation experiment was performed using young and healthy floating aquatic plants of species S. auriculata. Approximately 30 grams of S. auriculata were put in growing at several 8-L recipients containing 5 L hydroponics solution and a non-toxic lead concentration of 2 mg L-1, during 29 days in a greenhouse. For the lead uptake experiment, seven collection times were set up at intervals of 1, 2, 5, 8, 22 and 29 days, including the zero time and was measured the growing solution temperature and pH, and the solution volume was monitored and deionized water was added to compensate the losses by evaporation. In order to measure the total lead concentration accumulated in aqueous solution obtaining from roots and leaves and growing solution, a Synchrotron Radiation Total Reflection X-Ray Fluorescence technique was used. The lead removal factor by S. auriculata after 29 days, in experimental conditions, was around 87 %. Moreover, it was observed a strong reduction of 50 % of lead concentration in liquid phase and lead accumulation in roots after the first 24 hours of experiment, while there a constant lead concentration in roots after the second day, indicating the transport and accumulation of lead into the leaves. The lead adsorption experimental data by S. auriculata were modeling by the irreversible adsorption kinetic of Langmuir. In the model, the equation system was resolved by DASSL algorithm and the kinetic parameters were obtained and optimized by an objective function using a SIMPLEX algorithm. The adsorption rate constant (k) value was 0.12 L d mg-1 Pb+2 while the maximum lead contents (qmax) value in the biomass was 0.15 mg Pb+2 g-1. The aquatic plant S. auriculata can be a good alternative for effluent treatment through both bioadsorption and bioaccumulation mechanism. The process based on the Phytoremediation technique using aquatic plants have become a attractive economical process due to its easy applicability , low operational costs and high efficiency. Neste trabalho foi realizado um estudo do processo de bioacumulação de Pb+2 pela macrófita aquática Salvinia auriculata. Realizaram-se inicialmente testes toxicológicos e de crescimento para determinar os níveis tóxicos de Íons de Pb+2, estipular a massa mínima adequada, duração da experiência e os intervalos de coleta para o experimento da bioacumulação. O experimento da bioacumulação foi conduzido utilizando plantas jovens e sadias da espécie aquática e flutuante S. auriculata. Foram cultivadas, durante 29 dias em estufa, aproximadamente 30 gramas em recipiente de 8 L, em várias réplicas, contendo 5 litros de uma solução hidropônica (de Clark) e uma concentração não tóxica de 2 mg Pb+2 L-1. Foram realizadas 7 coletas, incluindo a coleta 0, a intervalos de 1, 2, 5, 8, 22 e 29 dias, monitorando pH e temperatura e fazendo a reposição de água devido a perdas por evaporação. As concentrações totais de chumbo, tanto na fase fluida como na raiz e na folha, foram determinadas pela técnica SR-TXRF. O fator de remoção de chumbo pela salvinia após 29 dias de cultivo, nas condições estudadas, foi de 87 %. Além disso, foi observado que a adsorção de chumbo foi rápida nas primeiras 24 horas, reduzindo em aproximadamente 50 %. A partir do segundo dia, a concentração de chumbo é quase constante, indicando a ocorrência de transporte e acumulação de chumbo na folha. Os dados experimentais de adsorção de Íons de Pb+2 pela S. auriculata foram representados pelo modelo cinético irreversível de Langmuir. No ajuste dos dados experimentais pelo modelo proposto, utilizou-se de uma função objetivo para otimizar os parâmetros de adsorção: a constante da taxa de adsorção e a quantidade máxima de sítios disponíveis na biomassa, cujos valores obtidos foram k = 0,12 L d mg-1 Pb+2 e qmax = 0,15 mg Pb+2 g-1. A planta S. auriculata mostrou-se uma boa opção para tratamento de efluentes através dos mecanismos de adsorção e bioacumulação. O processo de remoção de metal por planta aquática comprovou ser economicamente atrativo, de fácil disponibilidade, baixos custos operacionais e alta eficiência.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tulio Klassen.pdf: 1461464 bytes, checksum: 02d111496a486b94ea73232034f2aeb6 (MD5) Previous issue date: 2008-02-11 The Artificial Neural Networks have been used with success for the description and modeling of processes in the most several areas of the knowledge, from economy, administration, artificial intelligence and even control of complex industrial processes. The process of chilling of chickens for immersion in cold water ("chillers") is complex and difficult to be modeled phenomenologicaly, because it involves transfer of heat, mass and transient regime, besides a great number of variables. In this work several architectures of artificial neural networks were used in the description and modeling of the process of chilling of the chickens, foreseeing the final temperature and the growth of weight of the carcasses. Also for comparison effect they were used an empiric model proposed by CARCIOFI & LAURINDO (2007) to describe the absorption of the water for the carcasses and the chilling model according to Newton's Law for the temperature of the carcasses. Different situations were tested changing the numbers of neurons of the entrance and hidden layers, and the number of layers. The data used were supplied by the SADIA - Toledo company for training and validation of the net. For the model twenty-five entrance variables were selected, as weight of the carcass, temperature before the chillers, temperature of the propilenoglicol shirt, flow of water in each module of the tanks, time of chilling and temperature of the renewal water, bubble intensity and amount of ice. The results obtained by the neural network and for Newton's Law they were not efficient to represent the final temperature of the carcass. The neural networks and the empiric model of CARCIOFI & LAURINDO (2007) went very efficient to esteem the amount of water absorbed for the carcasses. The obtained results showed that the net type with 4 x 12 x 4 neurons in the entrance layer, first and second hidden layers respectively was the best to represent the investigated system. As Redes Neurais Artificiais têm sido empregadas com sucesso para a descrição e modelagem de processos nas mais diversas áreas do conhecimento, desde economia, administração, inteligência artificial e até controle de processos industriais complexos. O processo de resfriamento de frangos por imersão em água gelada ( chillers ) é complexo e difícil de ser modelado fenomenologicamente, pois envolve transferência de calor, massa e regime transiente, além de um grande número de variáveis. Neste trabalho foram empregadas diversas arquiteturas de redes neurais artificiais na descrição e modelagem do processo de resfriamento dos frangos, prevendo a temperatura final e o ganho de peso das carcaças. Também para efeito de comparação foram empregados um modelo empírico proposto por CARCIOFI & LAURINDO (2007) para descrever a absorção da água pelas carcaças e o modelo de resfriamento segundo a Lei de Newton para a temperatura das carcaças. Foram testadas diferentes situações alterando-se os números de neurônios das camadas de entrada e intermediária, e o número de camadas. Foram utilizados dados fornecidos pela empresa SADIA Toledo para treinamento e validação da rede. Para o modelo foram selecionadas vinte e cinco variáveis de entrada, como peso da carcaça, temperatura antes do resfriamento, temperatura da camisa de propilenoglicol, vazão de água em cada módulo dos tanques, tempo de resfriamento e temperatura da água de renovação, borbulhamento e quantidade de gelo. Os resultados obtidos pelas redes neurais e pela Lei de Newton não foram eficientes para representar a temperatura de saída da carcaça. As redes neurais e o modelo empírico de CARCIOFI & LAURINDO (2007) foram muito eficientes para estimar a quantidade de água absorvida pelas carcaças. Os resultados obtidos mostraram que a rede tipo 4 x 12 x 4 neurônios na camada de entrada, primeira intermediária e segunda intermediária respectivamente foi a que melhor representou o sistema investigado.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Luiz Schneider.pdf: 569932 bytes, checksum: e3cef119c5d0e4b5c131836c91f0d834 (MD5) Previous issue date: 2008-02-08 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior In this study was evaluated the adsorption capacity of phenolics compounds on activated carbon. The carbon used in this work was chemically prepared from coconut shell and presented a surface area of 1181 m2 g-1. We ve done kinetics tests, equilibrium and thermodynamics tests, and also tests to verify the influence of physics and chemicals parameters on adsorption process, using the following phenolics compounds: p cresol, m cresol, phenol and hydroquinone. The data obtained in the equilibrium tests, ambient temperature (27ºC) and natural pH (liquid solution pH) of each compound, was used to adjust the adsorption isotherms. The models used were Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth and Tempkin, being the best model that described the data, in the most of times, Redlich Peterson. The maximum quantity adsorbed of each compound followed the order: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > phenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hydroquinone (Qmáx ≈ 37 mg g-1). The kinetics tests were conducted in order to determinate the equilibrium time and verification of adsorption kinetics behavior of each compound. The equilibrium time for all compounds was 12 hours, but some of them reached the equilibrium before that time. The order of adsorption speed was: phenol (teq = 110 min) > p cresol (teq = 270 min) > m cresol (teq = 500 min) > hydroquinone (teq = 1000 min). Moreover, the kinetics data were adjusted to four models, being them: pseudo first order, pseudo - second order, intraparticle and Bangham. To phenol, the model that showed the best results was the pseudo model second order equation, to the cresols was the Bangham´s model and to the hydroquinone the pseudo second order and intraparticle. The thermodynamics tests were conducted in the following temperatures: 10, 20, 30, 40 and 50ºC and it were verified that adsorption process was exothermic and spontaneous. With thermodynamics data obtained, was possible determinate ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads and to realize the heterogeneity study of activated carbon surface area. Moreover, we did tests to evaluate the pH, carbon mass and initial compound concentration influence on adsorption process. We verified that increasing the pH, the adsorption suffers prejudiced due to compounds dissociation. Increasing the carbon mass, the compound adsorbed quantity increases too, because there are more available sites to the adsorption. And increasing the initial compound concentration, the adsorption is favored because it increases the concentration difference of compound in the fluid and the carbon surface area, besides having more molecules to be adsorbed. In a general view, it was evaluated the capacity of phenol absorption in liquid solution on activated carbon, prepared from coconut shell, justified by the recent society preoccupation about the environment, were the industrial water waste which may contain harmful compounds to it, like phenol. So the studies of more efficient and better relation cost/benefit methods, to the removal of phenol are extremely important. Neste estudo foi avaliada a capacidade de adsorção de fenóis sobre carvão ativado. O carvão utilizado neste trabalho foi preparado quimicamente a partir do endocarpo de coco e apresentou área superficial de 1181 m2g-1. Foram realizados testes cinéticos, de equilíbrio e termodinâmicos, além de testes para verificar a influência de parâmetros físicos e químicos no processo de adsorção, utilizando os seguintes compostos fenólicos: p cresol, m cresol, fenol e hidroquinona. Os dados obtidos nos testes de equilíbrio, temperatura de 28ºC e pH natural (pH do composto em solução aquosa) de cada composto, foram utilizados para o estudo de isotermas de adsorção. Os modelos utilizados foram Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth e Tempkin, sendo o modelo que apresentou os melhores resultados, a isoterma de Redlich Peterson. A quantidade adsorvida máxima de cada composto seguiu a seguinte ordem: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > fenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hidroquinona (Qmáx ≈ 37 mg g-1). Os testes cinéticos foram realizados para determinação do tempo de equilíbrio e verificação do comportamento cinético da adsorção de cada composto. A ordem de velocidade de adsorção, ou seja, o tempo para cada composto atingir o equilíbrio foi a seguinte: fenol (teq ≈ 110 min) > p cresol (teq ≈ 270 min) > m cresol (teq ≈ 500 min) > hidroquinona (teq ≈ 1000 min). Além disso os dados cinéticos foram ajustados a quatro modelos cinéticos, sendo eles: pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, intraparticula e Bangham. Para o fenol o modelo que apresentou os melhores resultados foi a equação de pseudo segunda ordem, para os cresóis foi o modelo de Bangham e para a hidroquinona o modelo de pseudo segunda ordem e intraparticula. Os testes termodinâmicos foram realizados nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50ºC e foi verificado que o processo de adsorção é exotérmico e espontâneo. Com os dados termodinâmicos obtidos, foi possível determinar as grandezas termodinâmicas ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads e também realizar um estudo da heterogeneidade da superfície do carvão ativado. Além disso, foram realizados testes para avaliar a influência do pH, da massa de carvão e da concentração inicial do adsorbato no processo de adsorção. Foi verificado que, aumentando o pH a adsorção é prejudicada devido à dissociação dos compostos. Aumentando a massa de carvão aumenta a quantidade de adsorbato adsorvida devido ao aumento de sítios disponíveis para a adsorção. E aumentando a concentração inicial do adsorbato a adsorção também é favorecida pois aumenta a diferença de concentração do adsorbato no seio do fluido e na superfície do carvão, além de haver mais moléculas para serem adsorvidas. De um modo geral, foi estudado e avaliado a capacidade de adsorção de fenóis em solução aquosa sobre carvão ativado preparado a partir do endocarpo de coco, justificado pela recente preocupação da sociedade com o meio ambiente, onde o tratamento de efluentes industriais que contenham compostos nocivos ao ambiente, como os fenóis, tem se tornado alvo de grande preocupação, e portanto, o estudo de métodos mais eficientes e com melhor relação custo/beneficio para a remoção dos mesmos são de extrema importância.