FURG

Professor responsável: Vanessa Bongalhardo Mortola

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: O presente trabalho visa a extração de quitina de cascas de camarões a aplicação desta como adsorvente no tratamento de soluções contendo Cr (VI). A quitina é um adsorvente barato e através do entendimento dos mecanismos de adsorção torna-se possível o aperfeiçoamento da mesma para o tratamento de resíduos contendo íons em solução.

Professor responsável: Vanessa Bongalhardo Mortola

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: A necessidade de diminuir a emissão dos gases que provocam o efeito estufa, lançados em grande quantidade na atmosfera pela queima de combustíveis fósseis, é uma das grandes preocupações mundiais da atualidade. Dentre as várias tecnologias utilizadas, os adsorventes sólidos como as zeólitas apresentam-se como uma alternativa promissora para a captura e estocagem de CO2, o que acarretaria em uma diminuição destas emissões. Nestes processos é necessária a aplicação de materiais com alta capacidade de adsorção e seletividade, além de resistência a alta temperatura e pressão. Os adsorventes operam em repetidos ciclos, os quais consistem basicamente na adsorção e regeneração do leito adsorvente. Os materiais nanoestruturados mostram vantagens quando empregados nestas operações, uma vez que demonstram alta área superficial interna e externa, alta concentração de sítios reativos na superfície e melhores propriedades difusionais, quando comparados com os materiais convencionais. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver técnicas experimentais para a síntese e a aplicação de diferentes tipos de zeólitas nanoestruturadas na adsorção de CO2, a avaliação das características como a capacidade de adsorção e a seletividade para o dióxido de carbono, bem como o comportamento dos materiais quando submetidos a diferentes pressões e temperaturas.

Professor responsável: Fabrício Butierres Santana

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Pretende-se avaliar quanto à viabilidade técnica, econômica e ambiental um novo sistema para coleta e destino de resíduos sólidos urbanos e desenvolver o seu tratamento, com a finalidade de potencializar a produção de biogás (metano) e estabilização da matéria orgânica remanescente, para posterior uso com adubo orgânico. Pretende-se ao final deste processo obter uma tecnologia passível de ser utilizada em pequenas comunidades rurais.

Professor responsável: Walter Augusto Ruiz

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Determinação de condições operacionais, em nível laboratorial, para a obtenção de etanol combustível pela conversão de matéria-primas amiláçeas e não amiláçeas de cultivares de arroz desenvolvidas por melhoramento genético.

Professor responsável: Carlos André Veiga Burkert

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Este projeto tem como objetivo principal desenvolver processos utilizando enzimas livres ou imobilizadas, comerciais e não comerciais, na obtenção de produtos de alto valor agregado, com emprego nas indústrias de alimentos, química e cosméticos, entre outras, e na aplicação ambiental. Os estudos envolvem ferramentas como planejamento experimental e otimização de processos, modelagem matemática, entre outras.

Professor responsável: Vanessa Bongalhardo Mortola

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Este projeto propõe o estudo do desenvolvimento de novos fotocatalisadores visando a remoção de corantes de soluções aquosas.

Professor responsável: Vanessa Bongalhardo Mortola

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Projeto de Pesquisa que aborda o desenvolvimento de novos catalisadores para a reforma do glicerol.

Professor responsável: Susana Juliano Kalil

Linha de pesquisa: Processos Químicos e Biotecnológicos

Descrição: Este projeto aborda a utilização de micro-organismos na obtenção de bioprodutos de interesse comercial, buscando-se o uso de fontes de nutrientes alternativas, a maximização da produção, o estabelecimento da cinética do processo e a ampliação de escala. Também objetiva-se a aplicação de micro-organismos em biorremediação.

Professor responsável: Francine  Silva Antelo

Linha de pesquisa: Termofluidodinâmica

Descrição: Considerando que a cor é um importante atributo dos alimentos, a qualidade e a quantidade de pigmentos presentes são essenciais na sua aceitação comercial. Corantes naturais como as antocianinas, que possui cores atrativas e potencial ação benéfica à saúde, têm despertado o interesse quanto à sua obtenção. Técnicas de purificação de corantes naturais que aliem eficácia a baixo custo são imprescindíveis para aumentar a viabilidade da produção desse tipo de corante em larga escala, visto perdem em competitividade no mercado pelo alto preço associado. Nesse contexto, esse projeto tem como objetivo estabelecer o comportamento da partição e da extração de antocianinas de frutos regionais utilizando Sistemas de Duas Fases Aquosas (ATPS) não-convencionais, como função da composição do sistema, concentração das fases, pH, tempo e temperatura. Serão estabelecidas as composições e concentrações dos solventes analisando-se o coeficiente de partição das antocianinas e dos açúcares totais no ATPS, a densidade e a intensidade da cor das amostras pró-processamento, as recuperações absoluta e relativa das antocianinas e a taxa de remoção de açúcares totais. Também, os parâmetros termodinâmicos variação de entalpia, de energia livre de Gibbs e de entropia de transferência serão determinados para cada ATPS estabelecido.

Professor responsável: Carlos Alberto Severo Felipe

Linha de pesquisa: Termofluidodinâmica

Descrição: De modo geral, leitos fluidos podem ser utilizados para a realização de diversas operações unitárias e processos, tais como recobrimento de partículas, gaseificação de carvão, crackeamento catalítico e secagem. No caso da secagem, diversos materiais podem sofrer este processo em leitos fluidos, entre eles: particulados, aglomerados, granulados, pastas, polpas, suspensões, soluções, etc. (AGHBASHLO et al., 2014). Dependendo do tipo de material a ser seco e do teor de umidade, deve-se tomar algumas precauções para se evitar o colapso do leito (SILVA et al., 2014) e o excesso de secagem, que pode desgastar o produto e arrastá-lo juntamente com o ar em movimento ascendente. A fim de zelar pela qualidade do produto mantendo sua especificação e evitar perdas no processo, o monitoramento para determinação das condições de operação adequadas e o ponto final ótimo de secagem se faz necessário (BRIENS e BOJARRA, 2010). Além disso, o monitoramento em leitos fluidizados para processos em larga escala assegura reprodutibilidade do produto final, redução do número de falhas nos lotes, prevenção de possíveis problemas de segurança e redução dos custos energéticos e de pessoal (SILVA et al., 2014). Todavia, as formas mais comuns para realizar esse monitoramento de acordo com a literatura correspondem a registros de parâmetros como: temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido do ar na entrada e na saída do leito, temperatura do leito de partículas, variação da queda de pressão e da temperatura através do leito e conteúdo de umidade nas partículas. O acompanhamento de todos estes parâmetros permite controlar o regime de fluidização (SHABANIAN et al., 2017a; SHABANIAN et al., 2017b; SILVA et al., 2014) e determinar o ponto final (AGHBASHLO et al., 2014; BRIENS e BOJARRA, 2010; LIPSANEN et al., 2008) em vários processos executados em leito fluidizado. Ademais, a escolha da técnica ou processo para o monitoramento do regime de fluidização sofre influência de diversos aspectos como facilidade de manuseio, custo de sensores, precisão e confiabilidade nas medidas, possibilidade de controle em tempo real e avaliação de vantagens e desvantagens (SILVA et al., 2014). No entanto, os trabalhos encontrados na literatura têm mostrado que, através de experimentos de defluidização, ao se aproximar do colapso completo, ocorre redução gradual da média da queda de pressão diferencial no leito comparada à média obtida em condições adequadas de fluidização. Além disso, há aumento da diferença de temperatura entre uma leitura logo acima da placa distribuidora e outras leituras a níveis mais elevados no interior do leito. Esse comportamento evidencia o começo da aglomeração (SHABANIAN et al., 2017a; SHABANIAN et al., 2017b) e um nível de fluidização precária no processo. Com efeito, a medição da pressão em leitos fluidizados possibilita uma vasta quantidade de dados experimentais em um custo razoável por meio de um método não intrusivo de fácil implementação. Quando a amostragem é realizada utilizando frequência satisfatória, o sinal fornece informações bastante úteis a respeito da dinâmica do fluxo, tais como: formação, passagem, coalescência e erupção de bolhas de fluido, expansão do leito, transição entre regimes de fluidização, início da ocorrência de arraste significativo de partículas. Quanto às medidas de temperatura, fornecem dados pontuais sobre a hidrodinâmica do leito. Essas informações referenciam o grau de mistura de sólidos no interior do leito, ou seja, quanto mais uniforme o perfil de temperatura se apresenta, tanto melhor é a qualidade da mistura interna de sólidos (SHABANIAN et al., 2017a). Devido às medidas de pressão e temperatura serem capazes de fornecer informações sobre a hidrodinâmica e o estado de fluidização das partículas e do leito como rotina industrial (SHABANIAN et al., 2017a), o monitoramento simultâneo das medidas de queda de pressão e temperatura na operação de secagem em leito fluidizado pode se mostrar uma alternativa promissora para a verificação online da qualidade da fluidização e principalmente para a obtenção de uma relação dessas medidas com a curva de secagem de diferentes materiais. Com a finalidade de alcançar essa relação e identificar diferentes padrões de comportamento durante os períodos de taxa constante e decrescente, as séries temporais de pressão e temperatura podem ser tratadas nos domínios do tempo e da frequência. As análises no domínio do tempo são as mais simples, e um método frequentemente utilizado é indicar os dados, sobretudo as flutuações de pressão, por meio do desvio padrão das medidas, a fim de identificar a amplitude dos sinais. A literatura salienta que, além do desvio padrão das flutuações de pressão fornecer informações muito úteis quanto à identificação de regimes de contato (VAN OMMEN et al., 2011), qualidade da fluidização e tamanho das bolhas (WORMSBECKER et al., 2009), ele também pode ser correlacionado com o teor de umidade das partículas (DE MARTÍN et al., 2011). Para as análises no domínio da frequência, a transformada de Fourier é bastante empregada no tratamento dos dados de pressão. O método da transformada rápida de Fourier, que possibilita a obtenção de espectros de potência das medidas de pressão é o mais comum (VAN OMMEN et al., 2011), e consiste na determinação da faixa de frequência de flutuações e na identificação de uma frequência dominante. Na operação de secagem, há uma correlação entre as características dos espectros com o teor de umidade das partículas, indicado por uma alteração da frequência dominante quando o ponto final de secagem é atingido (DE MARTÍN et al., 2011). Para detectar descontinuidades no sinal, remover ruído e comprimir dados, através da representação de um sinal nos domínios do tempo e da frequência simultaneamente, a análise Wavelet tem apresentado bons resultados na aplicação em medidas provenientes de leitos fluidizados (VAN OMMEN et al., 2011). Embora diversos autores tenham obtido resultados promissores em relação ao acompanhamento de operações em leito fluidizado, através do emprego de vários métodos diferentes para a análise das medidas de pressão, o estudo da variável temperatura parece ser ainda um ponto a ser explorado. Visto que o controle de temperatura é extremamente importante na operação de secagem, o tratamento dessas medidas remete a boas expectativas quanto ao acompanhamento do processo e à determinação da umidade crítica e do ponto final da secagem.