Engenharia Química

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    Avaliação da proteção de folha de flandres com aplicação de diferentes revestimentos internos
    (2024-12-05) Rosenbach, Guilherme; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Catto, André Luís; Hansen, Betina
    A folha de flandres abrange grande parte do mercado que necessita de embalagens metálicas. Assim, aplicam-se revestimentos orgânicos, que são capazes não somente de proteger o produto, mas também a embalagem de possíveis degradações, pois a aplicação inadequada de revestimentos orgânicos em folhas de flandres pode causar problemas de corrosão. Essa corrosão aumenta a interação entre os constituintes da embalagem e o produto, o que pode resultar na deterioração da embalagem e ocasionar contaminação do produto pelos metais presentes. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar o desempenho de três revestimentos orgânicos aplicados à folha de flandres como uma barreira protetora em embalagens metálicas. Para desenvolvimento deste trabalho, foi realizada a aplicação industrial de três diferentes revestimentos orgânicos (epóxi, epóxi-fenólico e esmalte epóxi Vitalute 745 - griss) sobre a folha de flandres, em uma indústria localizada na cidade de Estrela, no Vale do Taquari, RS. Para a avaliação dos revestimentos foram realizados ensaios de cura utilizando o método de dissolução com solvente metil-etil-cetona, ensaios mecânicos como aderência do revestimento, teste de impacto e flexibilidade, além de ensaios de degradação à umidade por 24 horas em câmara úmida saturada de água. Além disso, foi realizada uma avaliação por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) após realização do ensaio eletroquímico através do Potencial de Circuito Aberto (OCP). Os revestimentos analisados apresentaram espessuras uniformes, com o epóxi-fenólico sendo o com a menor espessura e o epóxi, o mais espesso. A avaliação de cura revelou que o epóxi- fenólico apresentou maior perda de espessura em testes de dissolução por solvente, indicando menor resistência ao metil-etil-cetona em comparação aos outros revestimentos. Todos os vernizes atingiram a classificação máxima de adesão, sem trincas ou desplacamentos nos testes de impacto e cunha. A análise de degradação da umidade confirmou a integridade do substrato metálico, enquanto os ensaios eletroquímicos mostraram que o epóxi-fenólico apresentou a melhor resistência à corrosão, embora todos os revestimentos apresentem suscetibilidade à oxidação ao longo do tempo. O esmalte epóxi vitalure 745 - griss, apesar de um potencial de corrosão menos nobre, também demonstrou eficácia na proteção contra a corrosão. Em conclusão, Todos os revestimentos orgânicos analisados mostraram potencial para embalagens de esmaltes, vernizes e tintas à base de água, devendo a escolha considerar o acabamento e as especificidades do produto.
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    Síntese e caracterização de hidrogéis reticulados com ácido cítrico e álcool polivinílico para uso na agricultura
    (2024-12-12) Pozzebon, Eloisa; Catto, André Luis; http://lattes.cnpq.br/5881191001091059; Borsoi, Cleide; Reisdörfer, Gustavo
    Com o aumento da demanda mundial por alimentos, busca-se progressivamente uma agricultura mais sustentável, com a conservação do solo, da água e do meio ambiente, usando técnicas apropriadas, economicamente viáveis e socialmente aceitáveis. Nesse sentido, o uso de hidrogéis é uma alternativa promissora para liberação lenta de água e compostos orgânicos que possam ser incorporados, como óleos essenciais e nanoargilas, resultando em polímeros biodegradáveis hidroretentores e fungicidas. A partir disso, o objetivo desta monografia baseou-se no preparo de hidrogéis com carboximetilcelulose (CMC) e um híbrido de nanoargila montmorilonita sódica (MMT Na+) e óleo essencial de capim-limão (Cymbopogon citratus) para uso na agricultura. Como agentes reticulantes, foram utilizados ácido cítrico em todas as amostras sintetizadas, na concentração constante de 7,5% em relação à quantidade de polímero e, álcool polivinílico (PVA), em concentrações de 0, 0,5, 1,0, 2,5 e 4,0% em relação à massa total de solução. As amostras foram avaliadas quanto às suas propriedades físicas, térmicas, químicas e de hidrofilicidade, além do potencial antifúngico frente aos fungos Fusarium oxysporum e Colletotrichum acutatum. Os resultados da análise de intumescimento realizada em água destilada mostraram alta capacidade de absorção, de até 1646,77% na amostra sem PVA, porém decrescendo ao aumentar a concentração do agente reticulante. Verificou-se também que as amostras com concentrações mais elevadas de PVA apresentaram resultados de fração em gel mais expressivos, de até 95%, indicando um aumento da densidade de reticulação, o que torna o hidrogel mais compactado e menos permeável. A presença de reticulação também é percebida na análise de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), através das bandas em 1710 e 1570 cm-1, características de ligações éster entre as cadeias dos reticulantes com a CMC. Em meio salino, com sulfato de amônio, os hidrogéis com PVA tiveram maior estabilidade e, na análise termogravimétrica (TGA), apresentaram maior estabilidade térmica nas temperaturas até 300°C. A atividade antifúngica dos hidrogéis apresentou baixos índices de inibição frente aos fungos Fusarium oxysporum e Colletotrichum acutatum, provavelmente devido à baixa concentração usada do óleo essencial de capim-limão. Apesar disso, pode-se concluir que as características dos hidrogéis desenvolvidos são favoráveis à sua utilização na agricultura, sendo biocompatíveis e com grande capacidade de retenção de líquidos, podendo liberá-los de forma controlada.
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    Explorando o potencial do biocarvão de tabaco na agricultura: uma investigação sobre seu impacto como condicionante de solo
    (2024-07-22) Schmidt, Gabriele; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Catto, André Luis; Hoehne, Lucelia
    A produção de biocarvão é considerada uma alternativa promissora para o gerenciamento de resíduos industriais, oferecendo diversos benefícios para a agricultura e o meio ambiente. Através da pirólise de materiais orgânicos, como resíduos industriais, o biocarvão é gerado, sendo um material rico em carbono com propriedades promissoras para o solo. Portanto, o objetivo deste estudo foi utilizar resíduos de tabaco para produzir biocarvão e avaliar seu potencial como condicionador de solo. O biocarvão foi obtido através da técnica de pirólise em atmosfera inerte com gás nitrogênio (N₂), sendo utilizadas três temperaturas de pirólise diferentes: 300, 500 e 700 °C. O solo utilizado neste estudo foi obtido de uma propriedade localizada no interior de Venâncio Aires/RS. Foram adicionados, de forma manual, 10 g de biocarvão em 500 g de solo em base seca. As amostras de solo com e sem a incorporação do biocarvão, após 30 dias em temperatura de 25 °C e com umidade variando entre 60 e 80%, foram analisadas em relação às características químicas e físicas. O biocarvão demonstrou um aumento de 38% no rendimento a 300 °C em comparação com 700 °C. Em relação ao pH, todas as amostras apresentaram características alcalinas, variando entre 9,85 a 10,05. As análises químicas e físicas confirmaram a eficácia dos biocarvões aplicados ao solo como condicionadores, especialmente a amostra produzida a 700 ºC, que apresentou teores mais elevados de fósforo (P) (124,6 mg.dm-3) e potássio (K) (3355 mg.dm-3). Todas as amostras apresentaram níveis elevados de micronutrientes, o que é benéfico para as plantas, embora exija análises regulares para evitar possíveis danos a elas. Além disso, observou-se aumento nos parâmetros de Saturação da Capacidade de Troca Catiônica (CTC) por Bases e o índice SMP (Shoemaker, McLean e Pratt) com a temperatura, destacando novamente a amostra a 700 ºC como a mais adequada para melhorar as propriedades do solo, com uma Saturação da CTC por Bases de 96,5% e Índice SMP de 7,6. Concluiu-se que a utilização dos resíduos de tabaco para o desenvolvimento de biocarvão é uma alternativa sustentável e promissora, assim como a incorporação do biocarvão aplicado no solo se mostrou viável para atuar como condicionante de solo.
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    Avaliação do tratamento biológico por lofos ativados para oxidação aeróbica de efluentes com sulfeto
    (2024-07) Santos, Laura Capelão Renner dos; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Lehn, Daniel Neutzling; Reisdorfer, Gustavo
    O crescente consumo de defensivos agrícolas tem gerado grandes quantidades de efluentes industriais, especialmente das indústrias produtoras desses insumos. Esses efluentes, oriundos da limpeza de equipamentos, purificação de gases e laboratórios de controle de qualidade, contêm compostos orgânicos tóxicos, persistentes e substâncias sulfuradas, incluindo sulfeto de hidrogênio, que é tóxico, malcheiroso e corrosivo. O tratamento biológico por lodos ativados é uma alternativa eficiente e econômica para tratar esses efluentes, utilizando microrganismos e oxigênio para metabolizar e flocular a matéria orgânica. O oxigênio dissolvido é essencial nesse processo, pois permite a oxidação da matéria orgânica pelas bactérias aeróbias, reduzindo expressivamente a demanda biológica de oxigênio (DBO) e a demanda química de oxigênio (DQO). Desta forma, o presente estudo avaliou o tratamento biológico por lodos ativados, através da oxidação aeróbica, com a finalidade de promover a redução da concentração de sulfeto presente em um efluente oriundo de uma indústria de defensivos agrícolas. Para a realização do trabalho, foram realizadas cinco condições experimentais avaliando a influência do oxigênio dissolvido (OD) em uma planta piloto de lodos ativados. Foram avaliados os parâmetros de DQO, pH, sólidos suspensos totais e voláteis, nitrogênio amoniacal, fósforo, sulfato e sulfeto. Observou-se que o sistema apresentou uma maior eficiência de remoção de sulfeto para concentrações de OD acima de 4 mg/L. Em relação a DQO, mesmo o sistema apresentando concentrações de OD abaixo de 1 mg/L para o tanque de aeração 1, a sua eficiência de remoção não foi afetada, pois as concentrações de OD elevadas no tanque de aeração 2 supriram as necessidades do sistema. Portanto, conclui-se que, através dos resultados obtidos, que o sistema de tratamento por lodos ativados é eficiente para promover a oxidação aeróbica do sulfeto e a remoção da sua concentração no efluente tratado, atingindo uma eficiência de 99%. Além disso, o sistema também foi eficiente para remoção de DQO, atingindo percentuais de até 95%.
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    CONCENTRAÇÃO DE PROTEÍNAS DO SORO DE QUEIJO POR ULTRAFILTRAÇÃO EM PLANTA PILOTO
    (2023-12) Fiegenbaum, Tamara Inês; Lehn, Daniel Neutzling; http://lattes.cnpq.br/5454474578459492; Souza, Claucia Fernanda Volken de; Hoehne, Lucélia
    Com o aumento da produção de alimentos para atender ao crescimento populacional, há maior geração de resíduos, mesmo que estes, proporcionalmente em relação à produção, tenham diminuído. Evidencia-se a necessidade da busca por alternativas capazes de reaproveitar as sobras de produção possibilitando a geração de outros produtos de características e funcionalidades distintas. Suplementos alimentares constituem uma opção de produção que pode utilizar determinados sobras de produção gerados na fabricação de queijos como insumos, dadas as características nutricionais dessas substâncias. Nesse contexto, surge o soro de queijo como fonte promissora de proteínas de alta qualidade nutricional e aminoácidos essenciais. Tendo em vista a importância que o suplemento possui na nutrição humana, técnicas e processos industriais estão sendo estudados para estimular o reaproveitamento de coprodutos gerados na produção de alimentos para servirem como ingredientes na fabricação de outros produtos com valor agregado. Em razão disso, o uso de processos de separação por membranas, como a ultrafiltração, aplicados ao soro de queijo de origem bubalina é uma alternativa para o reaproveitamento desse coproduto e pode ser utilizada para obter um concentrado proteico de qualidade. O presente trabalho teve como objetivo realizar a separação das proteínas do soro do queijo de origem bubalina in natura a fim de obter um concentrado proteico por meio da ultrafiltração usando duas plantas piloto distintas, visando avaliar a eficiência de ambas para a utilização do concentrado proteico na fabricação do suplemento alimentar tipo whey protein. Foram caracterizados por meio de análises físico-químicas em triplicata os soros in natura coletados, bem como os permeados e retentados obtidos, em termos de umidade, teores de proteínas, gordura, cinzas e carboidratos. O soro ácido apresentou uma concentração de proteínas de 18,38% (m/m) e o soro doce atingiu concentração de 14,34% (m/m). O soro doce foi utilizado na Planta Paillasse e o soro ácido na Planta Reseta com membranas semelhantes e condições operacionais similares. Ocorreram diferenças expressivas nos teores de gordura e proteínas nos retentados e permeados dos dois soros. Com os resultados obtidos, foi possível concluir que a Planta Reseta apresentou maior eficiência do que a Planta Paillasse, evidenciando que a membrana de ultrafiltração usada na primeira planta piloto está em melhores condições do que a segunda. O tempo de operação influi diretamente no grau de concentração proteica dos retentados. Nenhum dos retentados obtidos atingiu os 30% de concentração para ser considerado um concentrado proteico, exigindo-se maior tempo de separação. Recomenda-se o emprego da microfiltração ou centrifugação para remoção de gordura antes da ultrafiltração.