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O óleo de café é empregado em diversos segmentos industriais. Um dos métodos utilizados para a sua obtenção é pela extração com uso de solventes, sendo o hexano o mais utilizado por apresentar altos rendimentos de óleo bruto. Apesar das vantagens, como o alto rendimento e baixo ponto de ebulição, o hexano apresenta risco ao meio ambiente e à saúde, devido a sua origem proveniente do petróleo e sua alta toxicidade. Em virtude disso, vem sendo estudado rotas para aplicação de solventes alternativos menos tóxicos e que apresentem um bom rendimento de óleo na extração, como o etanol. O etanol, além de ser atóxico, é viável economicamente e sustentável, porém possui uma menor afinidade ao óleo quando comparado com o hexano. Portanto, nesse trabalho avaliou-se a utilização do etanol como co-solvente, na extração de grãos de café arábica utilizando banho ultrassônico. Avaliando os solventes puros e a proporção de 50/50 de etanol e hexano, verificou-se que o teor final de óleo bruto obtido nas extrações com hexano e da mistura não apresentaram diferença significativa de rendimento. Já a extração com o etanol puro, foi o que apresentou menor rendimento comparado aos demais. Logo, a substituição parcial do hexano pode ser uma alternativa viável dependendo do processo a ser aplicado.

O objetivo deste trabalho é avaliar se a realização de projetos sociais por uma Empresa Júnior no ano de 2017 impactou beneficamente na sociedade. A Empresa Júnior estudada faz parte do curso de Engenharia Química, de uma Universidade Federal, e está situada em Ponta Grossa, no estado do Paraná. A seleção desta empresa para o estudo foi devido ao fato de ela já ter sido certificada com o Selo Social a partir dos resultados de seus projetos sociais. Nesse caso, o Selo Social foi empregado como um indicador, emitido pela prefeitura do município, o qual avalia as práticas sociais de empresas e órgãos governamentais. Efetuou-se uma análise dos resultados de cada projeto realizado naquele ano, e construiu-se uma linha do tempo, visando auxiliar na identificação dos objetivos, custos, público alvo, local de instituição e a época do ano de sua execução de cada projeto. Os dados analisados geraram os resultados da pesquisa, os dados referentes ao ano de 2017, foram os mesmos que tinham sido enviados à prefeitura municipal como pré-requisitos para conquista do Selo Social, concretizada no próximo ano das ações sociais (2018). Concluiu-se que os projetos sociais da Empresa Júnior impactaram de maneira positiva a sociedade, seja de forma direta ou indireta, durante o período de estudo.

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná There is great difficulty in incorporating hydrophobic compounds in hydrophilic-based films, so new incorporation routes are increasingly sought, can be applied in the food industry. The present work aims to approach this challenge through new strategies, in this case, to produce a biofilm incorporating Pickering emulsions that contain curcumin. The polymer of the particles that stabilize the emulsion and the biopolymer that compose the film will be the same, in this case, the cellulose. The Pickering emulsion will be an emulsion oil in water (O/W), and the great difficulty is to find a stable formulation. For that, a Design of experiments (DoE) was used to inspect how the variables behaved in the process, and so it was seeking the optimization until the stable final formulation. The use of the high-pressure homogenizer was essential. It was used in the process of dispersion of the cellulose and in the preparation of the emulsion to reduce the droplets in the search for stability. The films were produced by the casting method. A stable 10/90 O/W emulsion containing a 3% cellulose and 0.5% of curcumin was incorporated into the film-forming dispersion containing 10% of cellulose to prepare the films. The characterization of the films was conducted according to their physical-chemical properties, analyzing the coloration, the transparency through UV-Vis analysis, and physicochemical, functional groups identification by FTIR. After some difficulties during the process it was possible to reach the objective of the work. Há uma grande dificuldade em incorporar compostos hidrofóbicos em filmes de base hidrófila, assim cada vez se buscam novas técnicas de incorporação, no qual podem ser aplicados na indústria de alimentos. O presente trabalho tem como objetivo abordar este desafio através de novas estratégias, em este caso, produzir um biofilme incorporando emulsões Pickering que contenham curcumina. O polímero usado para formar partículas que estabilizaram a emulsão e o biopolimero que compõe o filme é o mesmo, neste caso a Celulose. A emulsão Pickering é uma emulsão óleo em água (O/W) sendo que a grande dificuldade é conseguir encontrar uma formulação estável. Assim, o método de Planejamento de Experimentos foi utilizado para descobrir como as variáveis se comportavam no processo e assim otimizar a formulação para obter uma emulsão final estável. A utilização do homogeneizador de alta pressão foi essencial, tendo sido utilizada no processo de dispersão da celulose e na preparação da emulsão com o objetivo de diminuir as microfibrilas e gotículas, respetivamente. Os filmes foram produzidos pelo método de casting. Para formar os filmes a emulsão estável 10/90 de O/W contendo 3% de celulose e 0,5% de curcumina foi incorporada numa solução formadora do filme contendo de 10% de celulose. A caracterização dos filmes foi realizada de acordo com suas propriedades físico-químicas, analisando a coloração, a transparência através da análise UV-Vis, e a identificação físico-química e de grupos funcionais pelo FTIR. Assim, com algumas dificuldades durante o processo foi possível chegar ao objetivo do trabalho.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os reatores químicos são utilizados industrialmente na transformação de diversas matérias-primas em produtos de maior valor agregado. Por esta razão, é importante estudar como diminuir os gastos gerados pelo uso dos reatores, promovendo melhorias nos processos reacionais. Neste sentido, este trabalho promoveu um estudo da agitação intermitente em um reator batelada em escala laboratorial automatizado por Arduino, com o objetivo de minimizar o gasto de energia elétrica, sem prejudicar a conversão da reação de saponificação entre hidróxido de sódio e acetato de etila. Também foram avaliados outros fatores que poderiam interferir no consumo de energia e na conversão da reação, mas sem alterar as configurações originais do reator, para não gerar custos adicionais. Realizou-se um planejamento experimental 23 com os fatores: nível de preenchimento, velocidade e intermitência da agitação. As variáveis de resposta consideradas foram: conversão (%) e energia elétrica gasta (Wh). Observou-se que em todos os experimentos a conversão foi superior a 90% num tempo de 3 horas de reação. Nenhum dos fatores avaliados foi estatisticamente significativo para a conversão. Já para a energia elétrica o fator que mais contribuiu para sua redução foi a intermitência da agitação, considerada estatisticamente significativa. Além do planejamento experimental foram realizados 3 experimentos, em duplicata, mantendo a agitação constante, sem a intermitência. Nestes experimentos a conversão ficou próxima dos valores encontrados no planejamento experimental, porém, o gasto de energia elétrica foi superior a todos os ensaios realizados com a agitação intermitente. Sendo assim, concluiu-se que a agitação intermitente é capaz de reduzir a energia elétrica gasta para a reação proposta, sem interferir na sua conversão, promovendo a otimização do reator batelada utilizado. Chemical reactors are used industrially in the transformation of various raw materials into products with higher added value. For this reason, it is important to study how to reduce the costs generated by the use of the reactors, promoting improvements in the reaction processes. In this sense this work promoted a study of intermittent agitation in a batch reactor on a laboratory scale automated by Arduino, with the objective of minimizing the expenditure of electrical energy, without jeopardizing the conversion of the saponification reaction between sodium hydroxide and ethyl acetate. Other factors that could interfere with energy consumption and reaction conversion were also evaluated, but without changing the original reactor settings, so as not to generate additional costs. An experimental planning 23 was carried out with the factors: level of filling, speed and intermittence of agitation. The response variables considered were: conversion (%) and spent electricity (Wh). It was observed that in all experiments the conversion was greater than 90% in a time of 3 hours of reaction. None of the factors evaluated was statistically significant for the conversion. As for electric energy, the factor that most contributed to its reduction was the intermittency of agitation, considered statistically significant. In addition to the experimental planning, 3 experiments were performed, in duplicate, keeping the agitation constant, without intermittence. In these experiments the conversion was close to the values found in the experimental design, however, the expenditure of electrical energy was higher than all the tests performed with intermittent agitation. Thus, it was concluded that intermittent agitation is able to reduce the electrical energy used for the proposed reaction, without interfering its conversion, promoting the optimization of the batch reactor used.

A extração sólido-líquida, ou extração por solvente, é o método mais utilizado pela indústria química, pois apresenta maior rendimento na obtenção de óleos, principalmente dos provenientes de matérias-primas de baixa umidade, como sementes. O solvente universal utilizado neste processo é o hexano, que devido à sua polaridade, apresenta alta afinidade com a fração lipídica dos grãos, conseguindo retirar grande quantidade de óleo das sementes, além de se obter produtos de maior pureza e utilizar menor tempo de processo, porém este solvente apresenta alta toxicidade e inflamabilidade. Dentre as opções mais sustentáveis para extração de óleos, o etanol mostra-se como destaque, pois representa um solvente de origem vegetal, oriundo matérias-primas ricas em território brasileiro, como a cana-de-açúcar, fazendo com que se diminuam os custos do processo e a dependência de solventes de origem petrolífera. Entretanto devido a sua polaridade, o etanol apresenta interação molecular com água, diminuindo a solubilidade em triglicerídeos e, consequentemente o rendimento da extração. Uma proposta para sanar as dificuldades apresentadas pelo etanol e ao mesmo tempo diminuir o impacto ambiental do hexano, é utilizar uma mistura de solventes na extração. Portanto, neste trabalho estudaram-se as variáveis do processo de extração do óleo de café verde, que ainda não passou pelo processo de torrefação, observando ao rendimento do óleo bruto, com extração utilizando banho ultrassônico, variando os solventes em hexano, etanol e mistura hexano/etanol nas proporções 1/1 (vol/vol). Para isto, foram realizadas extrações com os diferentes solventes em tempos variados, determinando o tempo de saturação da extração, para posteriormente realizar as extrações com diferentes proporções solvente/amostra (mL.g-1) e diâmetros de partículas (mm) dos grãos, encontrando as melhores condições de extração com partículas de diâmetros iguais a 0,7 mm e proporção/amostra solvente igual a 7:1. Após as análises de rendimento do teor de óleo, realizaram-se análises qualitativas por cromatografia gasosa, identificando os ácidos graxos presentes em cada uma, e por ressonância magnética nuclear de hidrogênio, mostrando a presença dos diterpenos da família dos cauranos. Ao final deste trabalho, foi possível concluir que a substituição pelos solventes foi viável, porém, com algumas adaptações ao processo. The solid-liquid extraction, or solvent extraction, is the method most used by the chemical industry, because it has a higher yield in obtaining oils, especially from the low moisture feedstocks, such as seeds. The universal solvent used in this process is the hexane, which due to its polarity, has high affinity with lipid fraction of the grains, managing to remove large amounts of oil from the seeds, besides obtaining products of greater purity and using less process time, however, this solvent has high toxicity and flammability. Among the most sustainable options for oil extraction, ethanol stands out, because it represents a solvent of plant origin, originated from raw materials that are abundant in Brazilian territory, such as sugar cane, reducing process costs and dependence on oil-based solvents. However, due to its polarity, ethanol presents molecular interaction with water, decreasing the solubility in triglycerides and, consequently, the extraction yield. A proposal to remedy the difficulties presented by ethanol and at the same time to reduce the environmental impact of hexane, is the usage of a mixture of solvents in the extraction. Therefore, in this work, the variables of the green coffee oil extraction process was stuided, that has not yet gone through the roasting process, observing the crude oil yield, with extraction using an ultrasonic bath, varying the solvents in hexane, ethanol and a mixture of ethanol and hexane in a 1/1 (vol/vol) proportion. For this, extractions were carried out with different solvents at different times, determining the extraction saturation time, to later perform the extractions with different solvent / sample proportions (mL.g-1) and grains particles diameters (mm), finding the best conditions of extraction with particles diameters of 0.7 mm and solvent/sample proportions of 7: 1. After the analysisof the oil content yield, qualitative analyzes were carried out via gas chromatography, identifying the fatty acids present in each one, and via nuclear magnetic resonance, showing the presence of the diterpenes from the kaurans family. At the end of this work, it was possible to conclude that the substitution with solvents was feasible, yet, with some adaptations throughthe process.

Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Esse estudo propôs um método simples e efetivo para determinação de As total, Al, Cd, Cu, Ni e Zn em amostras de solo aplicando a extração assistida por ultrassom e a espectrometria de absorção atômica (HG-AAS para As total e FAAS para os demais elementos). O delineamento composto central foi utilizado para determinar as condições operacionais para a geração de hidretos em que se tinha por objetivo a obtenção da maior absorvância para determinação de As total. Concluiu-se que a aplicação de 0,36% m v-1 NaBH4 em 0,05% m v-1 NaOH como agente redutor e 10% v v-1 HCl como agente carreador são as condições ótimas para determinação de As total por HG-AAS. Extração assistida por ultrassom foi aplicada para determinar os elementos potencialmente tóxicos em amostras de solo. Os parâmetros de concentração dos ácidos que compuseram a solução extratora e o tempo de extração foram otimizados a partir do planejamento fatorial completo. 0,1 g de amostra de solo e 2 mL de solução contendo 3,00, 3,60 e 2,78 mol L-1 de HCl, HNO3 e HF, respectivamente, em um tempo de extração de 60 min foram determinados como condições ótimas na obtenção de Al, Cd, Cu, Ni e Zn. As condições ótimas para determinação de As total consistiram na aplicação de 2 mL de HCl concentrado (12,08 mol L-1). O método foi validado a partir da análise de amostras de referência com concentrações certificadas dos analitos em estudo BCR-142, Clay Soil 1, RMAgro E2002a e RS-3 com Student t-test em 95% de nível de confiança. Os limites de detecção foram de 0,23 mg g-1 para Al e 0,25; 1,30; 1,61; 1,77 e 7,39 µg g-1 para As total, Zn, Cd, Cu e Ni, respectivamente. A extração assistida por ultrassom provou ser uma técnica simples, rápida e eficiente de pré-tratamento de amostra para determinação de As total, Al, Cd, Cu, Ni e Zi em amostras de solo. A concentração dos elementos potencialmente tóxicos estudados foram avaliadas em oito sítios com solos caracterizados como solos de agricultura e de mata nativa das cidades de Ponta Grossa e Guarapuava, Paraná, Brasil a partir da comparação com os valores de referência estipulados pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente, e concluíram que alguns solos de mata nativa possuíram valores acima do estipulado como prevenção de poluição para As total e Cu, respectivamente. Nenhum dos sítios apresentaram valores acima do permitido para solos de agricultura. Adicionalmente, os parâmetros índice de geoacumulação, fatores de enriquecimento e contaminação e índice de carga poluente foram estimados para os solos de áreas agrícolas para determinar o grau de contaminação do sítio devido à ação antropogênica. Concluiu-se que os sítios estudados são classificados como não poluídos a moderadamente poluídos, com baixo a nulo enriquecimento pelos elementos estudados. This study proposed a simple and effective method for determination of total As, Al, Cd, Cu, Ni and Zn in soil samples, associating ultrasound-assisted extraction and atomic absorption spectrometry (HG-AAS and FAAS). The factorial design was applied to determine the hydride generation conditions for total As determination, which concluded that the application of 0.36% m v-1 NaBH4 in 0.05% m v-1 NaOH as reducing agent and 10% v v-1 HCl as carrier agent greatly improved the absorbance obtained for total As determination in HG-AAS. Ultrasound-assisted extraction was applied to determine potentially toxic elements in soil samples. Parameters of acids concentration in extraction solvent and extraction time were evaluated using a central composite design to establish the best conditions. 0.1 g of soil sample in 2 mL containing 3.00, 3.60 and 2.78 mol L-1 of HCl, HNO3 and HF, respectively, at 60 min of extraction time were determined as optimal conditions for determination of Al, Cd, Cu, Ni and Zn. Total As was determined using 0.1 g of soil sample in 2 mL of 12.08 mol L-1 HCl. Method accuracy was determined by analysis of certified soil samples BCR-142, Clay Soil 1, RM-Agro E2002a and RS-3 with Student t-test at 95% confidence level. Detection limites were 0.23 mg g-1 for Al and 0.25, 1.30, 1.61, 1.77 and 7.39 µg g-1 for total As, Zn, Cd, Cu e Ni, respectively. Ultrasoundassisted proved to be a simple and straightforward pretreatment technique to determine the concentrations of total total As, Al, Cd, Cu, Ni and Zi in soil samples. Eight sites characterized as agricultural and native forest areas of Ponta Grossa and Guarapuava cities, Parana State, Brazil were assessed for the studied elements by comparison to the reference values for trace elements provided by the Brazilian National Environment Council, concluding that the native forest areas of sites 2, 5, 6 e 7 and 3, 4 e 8 present soils of native forest with levels of total As and Cu, respectively, above the limits considered of prevention. None of the sites were above the agricultural area limit. In addition, geoaccumulation index, enrichment and contamination factors, and pollution load index were calculated for soils from agricultural areas in order to determine the degree of the contribution from anthropogenic sources for metal concentrations, which concluded that all sites were unpolluted to moderately polluted and none or minor enrichment due to antropogenic activities were noticed.