Engenharia Química
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Resultados da Pesquisa
- Estudo da viabilidade de recuperação de enxofre e cálcio presentes no lodo residual oriundo do processo produtivo da calda sulfocálcica(2020) Scheffer, Víctor André; Lago, Rogério Marcos DalTendo em vista que parte do lucro da produção das empresas é reduzido pela produção de rejeitos industriais e pela necessidade de descarte adequado, pesquisa-se no presente trabalho, a possibilidade da recuperação dos princípios ativos presentes em um rejeito industrial para reinserção destes no processo produtivo. A pesquisa partiu do pressuposto de que parte do enxofre e do cálcio empregados na produção da calda sulfocálcica estariam presentes no lodo residual de forma inerte e estável, possibilitando sua recuperação e a restauração de seus princípios ativos. Com o resultado dos ensaios, confirmou-se a hipótese inicial. Constatou-se que o trabalho atendeu ao objetivo principal pois os ensaios demonstram que houve êxito na recuperação do enxofre e do cálcio presentes no lodo residual. A caracterização do rejeito quanto a pH, umidade e densidade apresentou resultados coerentes com o esperado, apresentando elevado pH, densidade maior do que a da água e uma elevada porcentagem de umidade, resultados esses provenientes de análises de um subproduto inorgânico. A extração do lodo realizada por meio de lixiviação apresentou um rendimento de aproximadamente 50% na extração da massa seca do lodo à temperatura de 20 ºC. Foram realizadas duas formas de precipitação para a recuperação do enxofre e do cálcio e ambas se mostraram efetivas. Uma precipitação concomitante do enxofre e do cálcio e uma precipitação seletiva, que apresentou um rendimento menor, mas com a vantagem da obtenção independente dos compostos. Ao testar a metodologia proposta, conclui-se que o processo de recuperação é possível.
- Síntese e caracterização de Nb-MCM-48 utilizando cinza de casca de arroz como fonte de sílica(2020) Pedott, Victor de Aguiar; Mignoni, Marcelo LuisA grande quantidade de arroz produzido no Brasil, acaba por gerar um grande volume de resíduos a serem descartados, como a Casca de Arroz (CA) e as Cinzas da Casca de Arroz (CCA), porém, tais resíduos tem grandes quantidades de silício contido em sua estrutura, podendo este ser utilizado na síntese de materiais, como por exemplo zeólitas e materiais mesoporosos do tipo MCM. A síntese do material mesoporoso MCM-48 foi realizada com intuído de reaproveitar o silício presente na CCA, como fonte de sílica. A incorporação de metais nestes materiais porosos, possibilita a aplicação destes em inúmeros processos na área de catalise heterogênea. Visando diferentes alternativas de aplicação do nióbio, elemento abundante no território Brasileiro, o mesmo foi incorporado durante o processo de síntese, originando a estrutura Nb-MCM-48, onde esta foi sintetizada com diferentes relações molares de Si/Nb (5, 20, 50 e 80). A síntese ocorreu a temperatura ambiente e o nióbio foi incorporado in situ durante o processo de formação da estrutura. O material obtido ao final do processo, foi submetido a caracterização pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), análise textural de adsorção/dessorção de Nitrogênio (N2) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados obtidos após as análises confirmaram a obtenção da estrutura Nb-MCM-48, onde suas propriedades condizem com as descritas na literatura. A incorporação de Nb a MCM-48, não alterou suas propriedades estruturais, como área superficial específica e distribuição de poros para relações molares maiores que 1/5, pois nesta concentração, houve uma diminuição na área superficial específica e no volume de poros. Em relação a morfologia do material obtido, a mesma se mostrou como sendo esférica de tamanho uniforme, característicos para tais estruturas. Os resultados obtidos demonstram o sucesso na síntese dos materiais mesoporosos do tipo Nb-MCM-48 utilizando resíduos da indústria de arroz como fonte alternativa de silício e na incorporação in situ do metal nióbio a estrutura.
- Recuperação de Polihidroxibutirato (P(3HB)) produzido por Bacillus megaterium ATCC 14581 via extração química e por fluido supercrítico(2020) Reato, Paloma Truccolo; Valduga, Eunice; Junges, AlexanderAtualmente são produzidas mais de 250 milhões de toneladas/ano de plástico derivado do petróleo no mundo. O manejo e descarte inadequado, assim como a corrente crise mundial fomentada pela exacerbada demanda destes produtos, têm feito com que o consumo desenfreado de plástico seja alvo de debates internacionais, desencadeando inúmeras pesquisas que visam buscar produtos alternativos que correspondam aos atributos do plástico, mas que sejam menos agressivos ao meio ambiente. Nesse sentido, os biopolímeros têm recebido grande atenção pelo fato de serem produzidos a partir de matérias-primas renováveis, o que não é o caso da fonte do petróleo, fazendo com que ele esteja se tornando escasso e progressivamente caro. Sendo assim, neste trabalho foi realizada a extração e recuperação, química e por fluido supercrítico empregando CO2 e co-solventes (etanol, propanol e isopropanol), do polihidroxibutrato (P(3HB)) produzido por Bacillus megaterium ATCC - 14581 em biorreator batelada simples empregando substratos agro-industriais (água de parboilização de arroz, efluente da lavagem de drageadeiras da indústria de balas e solução de micronutrientes). A extração química apresentou a melhor resposta, uma taxa media de recuperação de 81,57%, seguida pela extração por fluido supercrítico utilizando CO2 e propanol como co-solvente resultou em uma recuperação media de 75,18%. A extração por fluido supercrítico apresenta vantagens, principalmente, por ser considerada uma tecnologia limpa a qual não gera resíduos e utiliza uma quantidade reduzida de solvente quando comparada ao método convencional.
- Clarificação de cervejas artesanais tipo Malte Red Ale e Pilsen utilizando processo de separação por membranas(2020) Miotto, Marlan; Valduga, Eunice; Steffens, JulianaA filtração é uma das etapas mais importantes do processo de clarificação de produção de cerveja, objetivando principalmente a remoção de sólidos em suspensão e turbidez, promovendo assim a clarificação e manutenção das principais propriedades da cerveja, assegurando uma maior durabilidade do produto. Dentre as tecnologias de filtração aplicadas, o processo de separação por membranas tem se destacado na indústria de bebidas, sendo o tipo de membrana e o sistema podem variar de acordo com a escala industrial de produção. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho foi realizar a clarificação das cervejas artesanais tipo malte Red e Pilsen, empregando sistema de microfiltração e ultrafiltração (tipo espiral de 10 kDa e tipo fibra oca de 50 kDa), avaliando os fluxos de permeado e características das cervejas (teor alcóolico, sólidos solúveis e totais, viscosidade, turbidez e cor). Ao utilizar a membrana tipo fibra oca (MF e UF 50 kDa) o fluxo de permeado de cerveja malte Pilsen foi menor (MF - 46,1 L/m2h e UF -14,69 L/m2h), quando comparado a cerveja malte Red utilizando a membrana tipo espiral (MF - 282,29 L/m2h e UF 10 kDa -68,5 L/m2h), isto deve-se, a configuração das membranas e as maiores áreas da membrana de fibra oca (MF – 1,8 m2 e UF 50 kDa - 2,2 m2). Além disso, a membrana tipo fibra oca de MF 10 kDa apresentou menor eficiência de remoção de sólidos (4,13%), turbidez (12%) e cor (1%) da cerveja tipo malte Pilsen, quando comparada a UF tipo espiral de 10 kDa utilizada na cerveja malte Red, isto deve-se principalmente a maior quantidade de sólidos na cerveja in natura Pilsen quando comparada com a cerveja in natura malte Red, e também, pela maior abertura dos poros (50 kDa) e a configuração da membrana. Portanto, a microfiltração e ultrafiltração aplicada nas cervejas artesanais mostraram-se um processo eficiente para a clarificação, auxiliando de maneira positiva no desenvolvimento do processo de produção e no produto final.
- Produção e aplicação de oleato de ascorbila em biofilme de amido(2020) Wlodarkievicz, Maria Eduarda; Paroul, NatáliaEstudos acerca de biofilmes ativos vem ganhando força nos últimos anos, assim como as pesquisas sobre aplicação de conservantes naturais em alimentos processados. O ácido ascórbico (Vitamina C) é um dos conservantes naturais mais usados na indústria de alimentos, porém a sua aplicação em derivados de leite, carne e outros produtos com elevado teor de gordura é bastante limitado em função das suas características hidrofílicas. Uma das formas de modificar sua polaridade é realizar a reação de esterificação com ácido graxo de cadeia longa para posterior aplicação em alimentos lipofílicos. Durante o estudo, foi possível sintetizar oleato de ascorbila via esterificação enzimática e incorporá-lo em filme de amido. O tempo reacional foi determinado através do estudo sintético usando a razão molar ácido ascórbico: ácido oleico 1:9, concentração de enzima [E] 30 % (m/m substratos), temperatura da reação 70 °C, agitação 125 rpm utilizando 2 % (m/m substratos) de peneiras moleculares e solvente terc-butanol. O oleato de ascorbila foi isolado por Cromatografia em Coluna (CC) e então incorporado em filmes de amido para posterior determinação da atividade antioxidante. A conversão máxima foi de 50 % em apenas 1 h de reação. O potencial antioxidante de oleato de ascorbila sintetizado isolado e do filme de amido incorporado com o oleato de ascorbila foi de 36μg/mL e 3.558 μg/mL respectivamente. O oleato de ascorbila apresenta boa perspectiva para sua aplicação em alimentos em função da sua propriedade antioxidante, contudo estudos futuros são necessários de modo a melhorar a atividade antioxidante após a incorporação em matrizes poliméricas.
- Otimização do processo de nodularização em ferro fundido(2020) Zill, Leonardo Dal Vesco; Junges, AlexanderO ferro fundido pode ser dividido em diferentes classificações de materiais, entre eles, cinzento, vermicular, maleável e nodular. O processo de formação dos ferros fundidos consiste no derretimento da sucata e tratamento desse material em estado líquido. Existem diversas técnicas para realizar a formação do ferro nodular, entre elas a mais utilizada pelas fundições, é a sanduíche, método também utilizado para estudo nesse projeto. Os experimentos foram baseados na adição de diferentes ligas em uma panela de reação tipo sanduíche, com diferentes percentuais de liga adicionada sobre o material. Foram realizadas análises de dureza, composição química e microestrutural das amostras, para compreender a reação do magnésio no momento da formação da grafita nodular. Além do estudo das diferentes ligas utilizadas foi possível observar a diminuição no custo para tratamento do ferro fundido nodular.
- Avaliação da potencialidade de emprego de resíduo da indústria de fertilizantes como corretivo de solo agrícola(2020) Bernardi, Julia Lisboa; Dallago, Rogério MarcosUm dos grandes problemas encontrados na agricultura está relacionado com a alta acidez dos solos. Por conta das características dos solos brasileiros, a correção do pH faz-se necessária para que haja uma melhoria da produtividade agrícola. Com o aumento do pH, há a elevação dos teores de nutrientes básicos e a insolubilização simultânea de outros que podem ser tóxicos para as plantas a serem cultivadas. Neste contexto, o produto mais empregado é o calcário. Outros compostos, como o gesso agrícola, um subproduto da produção de ácido fosfórico tem sido empregado com frequência. Nesta lógica, o subproduto gerado na produção da calda sulfocálcica, por apresentar em sua composição elevadas quantidades de enxofre e cálcio, além de outros nutrientes em menor quantidade e uma alcalinidade elevada apresenta-se como um composto em potencial para a sua aplicação em solo agrícola, por conta dos benefícios que o mesmo pode oferecer ao solo e as plantas. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi realizar a avaliação da potencialidade de aplicação do resíduo sólido proveniente de uma indústria de produção de fertilizantes associado ao calcário, como corretivo de solo agrícola. Com base no estudo, observou-se que quanto menor o teor de calcário empregado nos tratamentos, menor foi o poder de correção da acidez do solo. O comprimento e massa seca das plantas encontram-se dentro dos padrões desejados para colheita e em relação aos teores de micro e macronutrientes extraíveis do solo e do tecido vegetal, em ambos os casos, alguns nutrientes apresentaram-se em excesso, o que mostra a necessidade de estudos mais aprofundados para que o mesmo só beneficie o solo com os nutrientes em sua composição, sem que sejam disponibilizados em excesso para as culturas para que não haja prejuízos no desenvolvimento das mesmas.
- Análise centesimal da rotulagem e informação nutricional de diferentes suplementos alimentares provenientes do soro do leite(2020) Frozza, Igor; Zeni, JamileO soro de leite bovino é o principal subproduto resultante da fabricação de queijos. Em média, 10 litros de leite produzem cerca de 1 quilograma de queijo e 9 litros de soro. As proteínas do soro do leite são conhecidas pela versatilidade de suas propriedades funcionais tecnológicas e são usadas como ingredientes em produtos da indústria de alimentos, e em suplementos alimentares, sendo o mais conhecido o whey protein. Os suplementos alimentares podem ser utilizados para a melhoria do desempenho nas atividades esportivas, assim como um complemento nutricional para pessoas que carecem de algum macronutriente ou micronutriente. No entanto, no Brasil, atualmente não há uma legislação específica sobre os suplementos. Face ao exposto, o objetivo deste estudo foi analisar a composição centesimal de 4 (quatro) marcas de suplementos alimentares provenientes do soro do leite e investigar a adequação da rotulagem destes. Foram analisadas quatro amostras de whey protein, nas quais se efetuaram as determinações físico-químicas de umidade, lipídeos, proteínas, cinzas, carboidratos e mineiras e, também, avaliou-se a conformidade de requisitos para rotulagem segundo a legislação Brasileira. Os resultados obtidos nas análises laboratoriais apresentaram alterações quando comparados com o rotulo, principalmente em relação ao sódio e carboidrato. Não conformidades de rotulagem foram evidenciadas em 100 % das amostras. Os resultados deste estudo apontaram para a importância da fiscalização contínua e rigorosa dos rótulos de suplementos proteicos.
- Materiais mesoporosos do tipo Nb-MCM: síntese e utilização de derivados imobilizados enzimáticos em reações de esterificação do ácido oleico(2020) Bordin, Iemedelais; Mignoni, Marcelo LuisO presente estudo teve por intuito a síntese de materiais mesoporosos modificados com o metal de transição nióbio, em diferentes relações molares (mol/mol). Para isso, fez-se uso de um surfactante iônico, sendo este o Cloreto de 1-tetradecil-3-metilimidazólio [C14MI]Cl, com o objetivo de fazer o direcionamento de poros dos materiais desejados. No decorrer do estudo, avaliou-se a rota de síntese, a fim de encontrar o melhor desempenho do material para posteriormente aplicá-lo na imobilização enzimática com a enzima CalB. Estudos mostram a efetividade da incorporação de metais em síntese de materiais mesoporosos, sendo estes, chamados de “peneiras redoxes”. O metal escolhido para a síntese é considerando abundante no Brasil, possui propriedades consideradas boas para catálise, além disso, é um material ainda pouco explorado, o que incentiva a um melhor conhecimento de suas qualidades. Depois de feitas as sínteses com diferentes relações molares de Si/Nb, os materiais foram submetidos a análises para conhecimento de sua estrutura e morfologia e em seguida, escolhidos dois desses materiais sintetizados para aplicá-los a imobilização enzimática, sendo MCM-48 relação Silício/Nióbio igual a 20 e MCM-41 com a mesma relação da citada anteriormente. Por fim, obtiveram-se bons resultados referentes ao material e à aplicação.
- Análises físico-químicas em amostras de água em áreas industriais do município de Erechim-RS(2020) Ostrowski, Greice Maria; Steffens, ClariceO cádmio é classificado como um metal pesado, e por ser bioacumulável na natureza pode vir a causar grandes problemas à saúde humana e também ao meio ambiente. No presente artigo foi aplicada a espectrometria de absorção atômica para detecção de cádmio em amostras de água de rio coletadas em área industrial do município de Erechim-RS. Os parâmetros referentes a condutividade, turbidez e pH, se encontraram dentro dos valores permitidos pela Resolução CONAMA nº 357 de 2005, porém os resultados obtidos para oxigênio dissolvido (OD) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO) demonstraram que o rio contém baixos níveis de oxigênio e alta demanda bioquímica de oxigênio. Os resultados obtidos não demonstraram a presença de Cd no rio de água doce, pois concentração deste elemento nas amostras é inferior ao limite de detecção da análise, mas foi possível detectar a presença e quantificar outros minerais, tais como, K, Mg e Na, os quais apresentaram índices elevados. As análises físico-químicas realizadas permitiram analisar o grau de poluição e capacidade de autodepuração da água em estudo.