Publicações de 2015
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Dissertação - Deizi Vanessa Peron
Determinação da cinética de degradação térmica das antocianinas de espécies disponíveis na região sul e avaliação da capacidade antioxidante pré e pós-processo
Autor: Deizi Vanessa Peron (Currículo lattes)
Resumo
As antocianinas são corantes encontrados em vegetais, responsáveis pela coloração de folhas, flores e frutos. O interesse envolvendo os estudos cinéticos das frutas da Vitis Vinífera L. Brasil (Uva Brasil) e da Euterpe edulis martius (Juçara), é devido às perspectivas de uso desses pigmentos como corantes com aplicação nos mais variados segmentos das indústrias, como alimentício, cosméticos e farmacêuticos. O presente trabalho teve como objetivo determinar a cinética de degradação térmica das antocianinas extraídas de Euterpe edulis martius e Vitis vinífera L. Brasil no intervalo de temperaturas de 50 a 90°C, definindo as funções termodinâmicas envolvidas em cada processo, assim como avaliar a capacidade antioxidante de cada espécie antes do processamento térmico e após a meia-vida. Um modelo de primeira ordem foi aplicado à degradação das antocianinas de ambas as espécies entre 50 e 90ºC. Com o incremento da temperatura de degradação térmica das antocianinas, houve um aumento na constante de degradação térmica e consequentemente uma redução da meia-vida, com valores de kd e t1/2 para Vitis vinífera L. Brasil de 0,205 s-1 e 94,11 h, respectivamente, para a temperatura mínima estudada de 50ºC e de 9,087 s-1 e 2,12 h nessa ordem, para a temperatura máxima, 90ºC. Já, para Euterpe edulis martius, os valores de kd e t1/2 foram de 0,047 s -1 e 412,63 h respectivamente, para a temperatura mínima estudada de 50ºC e de 2,140 s -1 e 8,99 h nessa ordem, para a temperatura máxima estudada de 90ºC. Ainda, observou-se que a degradação térmica das antocianinas da Vitis vinífera L. Brasil ocorre mais rapidamente quando comparada ao processo degradativo das antocianinas de Euterpe edulis martius e, consequentemente, as meias-vidas foram menores para a Vitis vinífera L. Brasil. As energias de ativação para os processamentos térmicos foram de 92,23 kJ/mol para as antocianinas de Vitis vinífera L. Brasil e para as antocianinas de Euterpe edulis martius de 93,62 kJ/mol. Termodinamicamente, a variação da entalpia entre 50 e 90ºC permitiu verificar que a reação de degradação das antocianinas de ambas as espécies foi endotérmica, assim como não espontânea, de acordo com a variação da energia livre de Gibbs positiva obtida. A variação negativa da entropia evidenciou que o estado de transição das moléculas de antocianinas é mais organizado estruturalmente. A atividade antioxidante das duas frutas foi comprovada a partir dos métodos DPPH, que atingiu uma concentração de 45,81 e 88,00 µg/mL, ABTS de 480,32 e 64,53 µM Trolox/g de fruta fresca, FRAP de 378,57 e 233,39 µM FeSO4/g de polpa de fruta e da metodologia de Fenólicos Totais, atingindo de 2,79 e 29,00 mg ac. galico /g de polpa de fruta, para Vitis vinífera L. Brasil e Euterpe edulis martius, nessa ordem. Após a meia-vida para os extratos submetidos a tratamento térmico à 90ºC, houve uma redução na capacidade antioxidante de 15,06 e 26,05% para a metodologia DPPH, 14,31 e 21,43% para o ABTS, 8,21 e 4,17% para o FRAP e 11,38 e 3,86% para a metodologia de Fenólicos Totais, para a Vitis vinífera L. Brasil e Euterpe edulis martius, respectivamente, mantendo ainda um relevante potencial antioxidante.
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Dissertação - Franciele Rocha Machado
ANÁLISE DA FLUIDODINÂMICA DO ESCOAMENTO CORE ANNULAR DE LÍQUIDOS IMISCIVEIS EM DUTO HORIZONTAL
Autor: Franciele Rocha Machado (Currículo lattes)
Resumo
As características do petróleo na natureza fazem da sua exploração e produção uma atividade de grande complexidade tecnológica e de custo elevado. O processo de exploração de petróleo está geralmente associado ao escoamento multifásico, sendo este muito comum em instalações de produção, movimentação e processamento. Especificamente o escoamento multifásico, na indústria petrolífera, tem complicações, pois as fases não são componentes simples e sim misturas de hidrocarbonetos. Em geral, a Indústria do Petróleo está interessada em determinar a queda de pressão associada aos efeitos de atrito com a parede do duto e a viscosidade da mistura, bem como em descrever o comportamento das fases. Esses fatores fazem com que durante o escoamento de líquidos imiscíveis, as interfaces adquiram uma variedade de distribuições características às quais são chamadas de regime de escoamento, que se caracterizam por sua configuração física. Diferentes configurações exigem diferentes modelos para a determinação da dinâmica do escoamento e da relação entre a queda de pressão e a vazão da mistura. Neste contexto, a realização deste trabalho visa à descrição do escoamento core annular água-óleo no interior de dutos horizontais. A simulação numérica deste escoamento foi desenvolvida em um modelo 3D usando o software Fluent 14.5, onde analisou o comportamento da interface água-óleo quando no escoamento core annular, frente a diferentes vazões de água e diferentes viscosidades do óleo. Foi usado, para o tratamento da interface, o método de volume de fluido (VOF) empregando o esquema da reconstrução geométrica. A metodologia de resolução foi capaz de descrever o movimento da interface água-óleo, de prever a fração volumétrica de cada fluido ao longo do escoamento e a queda de pressão. Os resultados obtidos através das simulações numéricas descreveram a hidrodinâmica do escoamento, observando o regime core annular (espesso e fino) no duto horizontal para os diferentes óleos. Os resultados demonstraram que o regime core annular muda com o aumento da velocidade superficial da água. E através desse escoamento foi possível reduzir significativamente a queda de pressão, com relação ao escoamento monofásico de óleo. Estes resultados foram confrontados com dados experimentais e numéricos disponíveis na literatura, e observou-se uma boa concordância entre os mesmos.
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Dissertação - Mônica Corrêa de Melo
CARACTERIZAÇÃO DE REGIMES FLUIDODINÂMICOS DE LEITO DE JORRO EMPREGANDO MEDIDAS DE FLUTUAÇÃO DE PRESSÃO
Autor: Mônica Corrêa De Melo (Currículo lattes)
Resumo
A identificação e a distinção de regimes fluidodinâmicos típicos de leito de jorro foram realizadas através da obtenção de sinais de medidas de flutuação de pressão. As séries de tempo obtidas foram tratadas por análise no domínio do tempo, através da média e do desvio padrão das medidas de pressão, e no domínio da frequência, por Transformada Rápida de Fourier. Buscou-se caracterizar os principais regimes de contato nesse tipo de leito móvel, dando ênfase nas frequências dominantes e largura do espectro de potência. Uma coluna cilíndrica de 0,21 m de diâmetro e base cônica foi empregada no estudo, e os sólidos empregados foram partículas de vidro, polietileno (em pastilhas e pellets), poliuretano e sementes (soja e arroz com casca). A relação entre a altura do leito fixo e o diâmetro de coluna de 1:1 e 1,5:1 e as medidas de flutuação de pressão realizadas em um ponto localizado logo acima da entrada de ar foram as condições empregadas no estudo. A obtenção dos dados fluidodinâmicos foi feita utilizando transdutores de pressão ligados ao leito e a um sistema de aquisição de dados; as informações online do leito eram indicadas na rotina desenvolvida no software LabVIEW versão 8.5. Os parâmetros fluidodinâmicos foram obtidos pela curva de queda de pressão do leito por velocidade do ar, que de forma geral apresentaram comportamento típico para todos os sólidos. Por meio da análise espectral, para todos os sólidos estudados, foi possível identificar e distiguir os principais regimes fluidodinâmicos em leito de jorro: leito fixo, jorro interno e jorro estável, esse último confirmado por observações visuais. Além desses, para vidro, polietileno em pellets, poliuretano, soja e arroz foi possível a caracterização do regime de jorro instável, também observados visualmente pelas instabilidades no leito devido à pulsação da fonte.
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Dissertação - Nathalia Camacho Luz
ESTUDO DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM LEITO FLUIDIZADO: ANÁLISE NUMÉRICA E EXPERIMENTAL
Autor: Nathalia Camacho Luz (Currículo lattes)
Resumo
O leito fluidizado está presente na maioria das indústrias devido a sua multifuncionalidade, portanto o entendimento dos fenômenos complexos que ocorrem durante a operação desse equipamento, como a transferência de calor, é de fundamental importância para o aperfeiçoamento do mesmo. Dentro desse contexto, a transferência de calor em leito fluidizado foi abordada através de análises experimentais e numéricas. As análises experimentais permitiram a avaliação da influência de parâmetros, como velocidade e temperatura do gás de entrada, na transferência de calor do sistema, além de fornecerem dados úteis para as análises numéricas, análises essas que foram realizadas com os objetivos de validar e ajustar modelos térmicos permitindo, assim, uma boa previsão da transferência de calor do sistema e a otimização do leito fluidizado desde seu projeto. Nos ensaios experimentais foram coletados dados de temperatura através de termopares localizados esquematicamente na coluna de leito fluidizado. Tais termopares, juntamente com transdutores utilizados na calibração da placa de orifício e obtenção de dados da queda de pressão do leito, estavam conectados a um sistema de aquisição de dados que permitiu, através do software LabVIEW 8.5, a coleta das informações de temperatura e pressão. Os dados de temperatura e velocidade mostram que ambos os parâmetros tem influência no equilíbrio térmico do sistema, sendo que a velocidade tem influência mais significativa, o que já era esperado visto que o coeficiente térmico é proporcional ao número de Reynolds. As análises numéricas foram resolvidas no software Fluent 14.5 com base na técnica CFD com abordagem Euleriana. Foram simuladas as condições operacionais dos experimentos realizados nesse trabalho e também das condições operacionais dos experimentos de Rizzi (2008). Três modelos térmicos convectivos, de Gunn (1978), Li e Mason (2000) e Palancz (1982) e dois condutivos, Hsiau e Hunt (1993) e Kuipers et al. (1992) foram avaliados. As análises numéricas mostraram que os modelos condutivos não têm influência significativa no perfil de temperatura do leito quando comparado aos convectivos, dentre esses o que apresentou melhor comportamento, apesar de superestimar o coeficiente de transferência de calor, foi o de Gunn (1978). Portanto esse modelo foi ajustado a fim de melhor sua previsão, para isso foram simulados três ajustes onde apenas um apresentou resultados próximos aos experimentais.
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Dissertação - Sabrina Peres Farias
Determinação das condições de hidrólise enzimática e rendimento de etanol da fração amilácea de cultivares de arroz.
Autor: Sabrina Peres Farias (Currículo lattes)
Resumo
O bioetanol é uma alternativa para a solução de problemas ambientais e a escassez de combustíveis. Esse pode ser obtido a partir de diversas biomassas amilacéas. Cultivares de arroz são matérias primas promissoras para produção de etanol amilacéo, pois seus grãos possuem alto teor de amido. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi otimizar condições de hidrólise enzimática e rendimento de etanol da biomassa amilácea das cultivares de arroz Puitá Inta CL e BRS AG. Puitá Inta CL é uma cultivar cultivada comercialmente e a BRS AG é uma cultivar com alta produtividade de grãos indicada para alimentação animal ou produção de combustível. Adotou-se a estratégia de planejamento sequencial com o objetivo de encontrar a condição de hidrólise enzimática que fornecesse maior concentração de açúcares redutores (AR). A fermentação foi realizada utilizando Saccharomyces cerevisiae comercial. Para ambas as cultivares estudadas foi possível obter as mesmas condições operacionais para hidrólise enzimática. As cultivares apresentaram comportamento similares quando fermentadas apresentando concentração final de etanol de 84,1 g.L-1 e 84,9 g.L-1 para Puitá Inta CL e BRS AG, respectivamente. Assim conclui-se que as mesmas apresentam mesmo desempenho quando submetidas ao processo de produção de etanol por via enzimática.
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Dissertação - Tuanny Santos Frantz
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ZEÓLITAS DO TIPO ZSM-5 PARA A ADSORÇÃO DE CO2
Autor: Tuanny Santos Frantz (Currículo lattes)
Resumo
O presente trabalho tem por objetivo a síntese de zeólitas do tipo ZSM-5 com e sem o uso de direcionador orgânico (TPAOH), em diferentes relações de Si/Al (25; 37,5; 50 e 75), para aplicação em processos de adsorção de CO2. Os adsorventes sintetizados foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), adsorção de N2 via método de Brunauer, Emmet e Teller (BET) e análise termogravimétrica (TG/DTG). As zeólitas sintetizadas com direcionador orgânico apresentam a estrutura característica da ZSM-5, de acordo com os resultados obtidos por FTIR e DRX, com elevada área específica, de acordo com resultados obtidos por BET. As micrografias obtidas por MEV mostraram que as zeólitas possuem morfologia esférica e encontram-se agregadas. A análise por EDS revelou a presença de Si, Al, O e Na. O mapeamento mostra que estes elementos estão homogeneamente distribuídos na região analisada. Para as zeólitas sintetizadas sem direcionador orgânico, os resultados mostram uma fase cristalina referente à estrutura da zeólita ZSM-5. A área específica para estas zeólitas é baixa comparada com as zeólitas obtidas com direcionador orgânico. A técnica de MEV mostrou que as partículas formadas possuem forma hexagonal, porém a amostra é bem heterogênea e observam-se regiões sem morfologia definida. A análise por EDS e mapeamento das amostras demonstrou a presença de Si, Al, O e Na uniformemente distribuídos na estrutura da zeólita, com exceção da zeólita com razão Si/Al de 75, a qual possui uma distribuição mais heterogênea. Com o intuito de se obter um material mais cristalino, amostras na razão Si/Al igual a 50, sem direcionador orgânico, foram sintetizadas com tempos maiores de cristalização (mudou-se de 27 horas para 51 e 75 horas). Para tempos maiores que 27 horas identificou-se por DRX, FTIR e MEV, além da ZSM-5, fases referentes a keatite e modernita. As zeólitas com direcionador orgânico e razões de Si/Al iguais a 25, 50 e 75 foram testadas em ensaios de adsorção de CO2. Os resultados obtidos mostram que as mesmas possuem uma grande capacidade de adsorção para o CO2, em torno de 2,7 mmol/g adsorvente para a pressão de 7 bar. A diferença sutil entre a capacidade de adsorção das amostras obtidas com direcionador orgânico nas razões Si/Al de 25, 50 e 75, pode ser explicado pela maior acidez nas zeólitas com menor teor de silício, que leva a uma interação maior com o CO2. As curvas de histerese mostraram que as mesmas podem ser reutilizadas sem perda na capacidade de adsorção para os 3 ciclos testados. A zeólita sem direcionador orgânico na razão Si/Al igual a 50 também foi testada para adsorção de CO2, no entanto sua capacidade de adsorção foi inferior às zeólitas obtidas com direcionador orgânico. Este comportamento pode estar relacionado ao baixo valor de área superficial especifica. Sendo assim, zeólitas do tipo ZSM-5 são promissoras para aplicações como adsorventes na captura de CO2.