Produção de biogás a partir da co-digestão de resíduos da geração de energia

Aplicações de microalgas tem tornado esses micro-organismos importantes em pesquisas com fins tanto comerciais como energéticos. A biofixação de CO2 por microalgas é vista como uma forma economicamente viável e ambientalmente sustentável para mitigar as emissões de CO2 e geração de biomassa para obtenção de bioprodutos de alto valor agregado como os biocombustíveis. Na digestão anaeróbia da biomassa de microalgas a adição de um cosubstrato rico em carbono pode facilitar o processo de produção de biogás. O glicerol possui alta concentração de carbono orgânico e é solúvel em água. Neste sentido, a combinação de ambos os substratos pode solucionar um dos principais problemas para o processo de digestão, que reside no equilíbrio da razão (C/N). Co-digestão anaeróbia consiste na digestão anaeróbia de uma mistura de dois ou mais substratos com composições complementares. O objetivo do estudo foi avaliar a geração de biogás através da co-digestão anaeróbia de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e glicerol bruto. Para a realização do estudo foram construídos e operados sete biorreatores com volume útil de 1,5 L, alimentados com 5, 6, 10, 15 e 20 g.L -1 da mistura de biomassa de Spirulina e glicerol. A adição de diferentes quantidades de glicerol (5 e 10 g.L -1 ) foi utilizada como um suplemento na digestão anaeróbia em sistema de batelada. A razão C/N variou de 3,3×103 a 23,7. Os ensaios foram realizados a 35 °C, em reatores equipados com sistema de coleta de gás, alimentação e retirada do efluente líquido, operados em batelada sequencial. O efluente líquido dos reatores foi analisado quanto ao pH, nitrogênio amoniacal e alcalinidade. O volume de biogás produzido diariamente foi medido em gasômetro de frasco invertido. Em todos os ensaios, os valores médios de pH variaram de 7,0 a 7,3 e nitrogênio amoniacal de 62,02 a 1100,99 mg.L-1 . A alcalinidade do efluente variou entre 1133,37 e 3578,98 mg.L-1 CaCO3. Em todos os ensaios com adição de glicerol houve incremento na produção específica de biogás (0,16 – 0,24 d -1 ) quando comparado ao ensaio em que somente biomassa microalgal era alimentada no processo (0,03 L.d-1 ), demonstrando ser esta uma alternativa interessante para a produção de biocombustível e concomitante agregação de valor ao glicerol residual da produção de biodiesel.

Eliminação/valorização de resíduos de frutas (kiwi) por digestão anaeróbia

Este estudo tem como objetivo a valorização económica de resíduos agroindustriais, nomeadamente resíduos de kiwi, por digestão anaeróbia de forma a otimizar a produção de biogás e a sua qualidade (% CH4). Trata-se de uma pesquisa experimental que consistiu na avaliação da produção de biogás usando diferentes proporções de substrato e inóculo, quatro valores distintos para a razão C:N, inóculo de diferentes digestores e colheita do inóculo em épocas distintas do ano. Os ensaios foram desenvolvidos num reator batch em condições mesofílicas, sendo o processo acompanhado por monitorização dos parâmetros: pH, Alcalinidade, Ácidos Gordos Voláteis (AGV), Sólidos Totais (ST), Sólidos Voláteis (SV), Carência Química de Oxigénio (CQO) e Carbono. Para a totalidade dos ensaios, o valor de pH no reator praticamente não apresentou variação, mantendo-se em torno de 7,0; a alcalinidade do meio, 1500 mg CaCO3/L, revelou-se adequada uma vez que no final do processo de DA a concentração de AGV (400-600 mg/L), nunca excede os valores considerados críticos. Os resultados obtidos apresentam valores interessantes para um número considerável de ensaios. Das 10 experiências realizadas, em duas foram obtidos resultados muito significativos em relação à literatura; o ensaio com 1% de substrato (experiência 2) registou uma produção de biogás de 1628 L/kg SV com uma %CH4 de 57% e o biogás de maior qualidade, 85% de metano, foi obtido no ensaio com 5% de resíduo de kiwi (experiência 10). As experiências em que se avaliou o efeito da razão C:N foram as menos produtivas, possivelmente devido à inibição da atividade da população microbiana pelo KNO3. A qualidade do inóculo revelou-se determinante num conjunto de ensaios, nomeadamente quando a sua colheita foi realizada no inverno, com o digestor a apresentar temperaturas bastante baixas. De acordo com os valores mais favoráveis para a produção de biogás, por tonelada de resíduo de kiwi poderá ser obtido um valor monetário bruto de 102 €, resolvendo-se um problema de eliminação deste resíduo, com valorização energética simultaneamente.

Cinemática de partículas em fluidos de viscosidade variável com o tempo e sua aplicação na construção de poços de petróleo: avaliação durante paradas operacionais

The new oil reservoirs discoveries in onshore and ultra deep water offshore fields and complex trajectories require the optimization of procedures to reduce the stops operation during the well drilling, especially because the platforms and equipment high cost, and risks which are inherent to the operation. Among the most important aspects stands out the drilling fluids project and their behavior against different situations that may occur during the process. By means of sedimentation experiments, a correlation has been validated to determe the sedimentation particles velocity in variable viscosity fluids over time, applying the correction due to effective viscosity that is a shear rate and time function. The viscosity evolution over time was obtained by carrying out rheologic tests using a fixed shear rate, small enough to not interfere in the fluid gelling process. With the sedimentation particles velocity and the fluid viscosity over time equations an iterative procedure was proposed to determine the particles displacement over time. These equations were implemented in a case study to simulate the cuttings sedimentation generated in the oil well drilling during stops operation, especially in the connections and tripping, allowing the drilling fluid project in order to maintain the cuttings in suspension, avoiding risks, such as stuck pipe and in more drastic conditions, the loss of the well

Avaliação de metodologia de preparo de amostra de petróleo por digestão ácida auxiliada por microondas para determinação de metais por ICP-OES

This project describes a methodology optimization that would allow for a more efficient microwave assisted digestion process for petroleum samples. With the possible chance to vary various factors at once to see if any one factor was significant enough in the answers, experimental planning was used. Microwave assisted digestion allows, through the application of potency, an increasing number of collisions between the HNO3 and H2O2 molecules, favoring sample opening for complex matrixes. For this, a 24 factorial experimental planning was used, varying potency, time and the volumes for HNO3 65% and H2O2 30%. To achieve the desired answers, several elements were monitored (C, Cu, Cr, Fe, Ni, Zn and V) through Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES). With this initial study it was noticed that the HNO3 was not a significant factor for any of the statistical studies for any of the analytes and the other 3 factors and their interactions showed statistical significance. A Box Behnken experimental planning was used taking in consideration 3 factors: H2O2 volume, time (min) and Potency (W), Nitric Acid kept at 4mL for a mass of 0,1g of petroleum. The results were extremely satisfying showing higher efficiency in the digestion process and taking in a responsibility between the answers for each analyte and the carbon monitoring was achieved in the following conditions: 7mL of H2O2, 700 Watts of potency and a reaction time of 7 minutes with 4mL de HNO3 for a mass of 0,1g of petroleum. The optimized digestion process was applied to four different petroleum samples and the analytes determined by ICP-OES

Metodologia para avaliação de cinemática de partículas gasosas em fluidos de viscosidade variável com o tempo e sua aplicação na construção de poços de petróleo

Many challenges have been presented in petroleum industry. One of them is the preventing of fluids influx during drilling and cementing. Gas migration can occur as result of pressure imbalance inside the well when well pressure becomes lower than gas zone pressure and in cementing operation this occurs during cement slurry transition period (solid to fluid). In this work it was developed a methodology to evaluate gas migration during drilling and cementing operations. It was considered gel strength concept and through experimental tests determined gas migration initial time. A mechanistic model was developed to obtain equation that evaluates bubble displacement through the fluid while it gels. Being a time-dependant behavior, dynamic rheological measurements were made to evaluate viscosity along the time. For drilling fluids analyzed it was verified that it is desirable fast and non-progressive gelation in order to reduce gas migration without affect operational window (difference between pore and fracture pressure). For cement slurries analyzed, the most appropriate is that remains fluid for more time below critical gel strength, maintaining hydrostatic pressure above gas zone pressure, and after that gels quickly, reducing gas migration. The model developed simulates previously operational conditions and allow changes in operational and fluids design to obtain a safer condition for well construction

Caracterização reológica das diferentes fases de extrato de inulina de raízes de chicória, obtidas por abaixamento de temperatura

Inulin is a functional food ingredient, generally employed as sugar or fat substitute in food systems. This ingredient can be found in several vegetal products, including chicory roots. As the solubility of inulin is susceptible to temperature changes, the product suffers a fractionalization resulting in two phases when cooled, originating a precipitated phase, more viscose, and a liquid phase, of lesser viscosity. The study of rheological properties of different phases of inulin extract is important for equipment designing, such as mixer and bombs. In this work, rheological behavior at three different temperatures (25; 40 and 50 ºC) was determined for liquid and precipitated phases of inulin liquid extract, extracted from chicory roots by hot water diffusion and cooled at two different temperatures (8 and -10 ºC), suffering phases separation. The precipitated phase was analyzed in two conditions: pure and with the addition of microencapsulating agents (maltodextrin and hydrolized starch). All of them presented a linear behavior, similar to that of the Plastics of Bingham. Some of them, however, were not an adequate fit to this model.

COMPARAÇÃO DAS PROPRIEDADES REOLÓGICAS DA MASSA DE CACAU TORRADA CONVENCIONALMENTE E POR MICROONDAS

Two kinds of roasting cocoa system: conventional batch method in electrical oven, and by microwaves, in a continuous microwave rotary applicator (2450MHz), were compared with respect to viscosity. Cocoa was roasted in whole beans and in nibs. The variable used in the microwave treatment was the power density applied to the whole beans (254,45 to 290,80 Wh/kg) and to the nibs (227,27 to 262,23 Wh/kg), with a constant holding time of 10 minutes. The variable used in the conventional roasting process was the roasting time of the beans (40 to 44 min) and the nibs (34 to 38 min), with constant temperature in the jacket of electric oven (150°C). Viscosity was measured in a Brookfield rheometer (mod RV-DVIII) at 40°C. In general, the plastic viscosity of the microwaved samples was lower than that of the conventional roasted samples. Also the nibs showed lower viscosities than the whole beans when roasted in the electric oven. The viscosity of the samples roasted in the microwave oven was lower in the whole beans than in the nibs. The product was sensorially evaluated by three experts in cocoa flavour, and it was shown that the flavour of the microwave roasted products was similar to that of the conventionally roasted products, with the advantage of a reduction in process time.

EFEITO DA ASSOCIAÇÃO DE PECTINASE, INVERTASE E GLICOSE ISOMERASE NA QUALIDADE DO SUCO DE BANANA

The association of 0,03 % v/w pectinase (Clarex), 0,6 % v/w invertase (Invertase-S) and 0,5 % w/w glucose isomerase (Taka-sweet) in industrialized banana (Musa cavendishii) pulp, under conditions of hydrolysis 40oC, 15 minutes, was observed and compared to other three enzymatic treatements: 0,03 % v/w pectinase (Clarex); 0,03 % v/w pectinase (Clarex) associated to 0,6 % v/w invertase (Invertase-S); and 0,03 % v/w pectinase (Sigma) associated to 0,03 % cellulase (Sigma) to determine the quality using a group of physical, physico-chemical, chemical, microbiological and sensory properties of the banana juices obtained. These properties had not differ significantly in function of pectinases and celulase employed. The addition of invertase had increased sweetness and decreased viscosity in juice. On the other side, the addition of glucose isomerase in inverted juice was not able in increasing significantly fructose content.

Quality evaluation of DNA obtained from stored human saliva and its applicability to identification in Forensic Dentistry

PURPOSE: This study evaluated the quality of DNA obtained from stored human saliva and its applicability to human identification. METHODS: The saliva samples of 20 subjects, collected in the form of saliva in natura and from mouth swabs and stored at -20ºC, were analyzed. After 7 days, the DNA was extracted from the 40 saliva samples and subjected to PCR and electrophoresis. After 180 days, the technique was repeated with the 20 swab samples. RESULTS: The first-stage results indicated that DNA was successfully extracted in 97.5% of reactions, 95% of saliva in natura and 100% of swab saliva samples, with no statistically significant difference between the forms of saliva. In the second phase, the result was positive for all 20 analyzed samples (100%). Subsequently, in order to analyze the quality of the DNA obtained from human saliva, the SIX3-2 gene was tested on the 20 mouth swab samples, and the PCR products were digested using the MbO1 restriction enzyme to evaluate polymorphisms in the ADRA-2 gene, with positive results for most samples. CONCLUSION: It was concluded that the quantity and quality of DNA from saliva and the techniques employed are adequate for forensic analysis of DNA.

Effects of a novel calcium aluminate cement on the early events of the progression of osteogenic cell cultures

The present study evaluated the progression of osteogenic cell cultures exposed to a novel calcium aluminate cement (CAC+) in comparison with the gold standard mineral trioxide aggregate (MTA). Cells were enzimatically isolated from newborn rat calvarial bone, plated on glass coverslips containing either CAC+ or a control MTA samples in the center, and grown under standard osteogenic conditions. Over the 10-day culture period, roundening of sample edges was clearly noticed only for MTA group. Although both cements supported osteogenic cell adhesion, spreading, and proliferation, CAC+-exposed cultures showed significantly higher values in terms of total cell number at days 3 and 7, and total protein content and alkaline phosphatase activity at day 10. The present in vitro results indicate that the exposure to CAC+ supports a higher differentiation of osteogenic cells compared with the ones exposed to MTA. Further experimental studies should consider CAC+ as a potential alternative to MTA when the repair of mineralized tissues is one of the desired outcomes in endodontic therapy.

Effect of insertion method on knoop hardness of high viscous glass ionomer cements

The aim of this study was to assess the Knoop hardness of three high viscous glass ionomer cements: G1 - Ketac Molar; G2 - Ketac Molar Easymix (3M ESPE) and G3 - Magic Glass ART (Vigodent). As a parallel goal, three different methods for insertion of Ketac Molar Easymix were tested: G4 - conventional spatula; G5 - commercial syringe (Centrix) and G6 - low-cost syringe. Ten specimens of each group were prepared and the Knoop hardness was determined 5 times on each specimen with a HM-124 hardness machine (25 g/30 s dwell time) after 24 h, 1 and 2 weeks. During the entire test period, the specimens were stored in liquid paraffin at 37ºC. Significant differences were found between G3 and G1/G2 (two-way ANOVA and Tukey's post hoc test; p<0.01). There was no significant difference in the results among the multiple ways of insertion. The glass ionomer cement Magic Glass ART showed the lowest hardness, while the insertion technique had no significant influence on hardness.

Aplicação de indentação instrumentada na caracterização mecânica de poliuretana derivada de óleo de mamona

Neste trabalho são investigadas as propriedades mecânicas de poliuretana derivada do óleo de mamona, utilizando a técnica de indentação instrumentada com penetradores de geometrias piramidal e esférica. Foi analisada a influência da forma do penetrador utilizado nos ensaios de indentação instrumentada para se obter valores das propriedades mecânicas de polímero derivado de óleo de mamona. Os penetradores utilizados são de pontas piramidais dos tipos Berkovich e canto de cubo e esférico de raio igual a 150 μm em um Nanoindenter XP TM com cargas aplicadas entre 1 e 200 mN. As penetrações variam de acordo com o formato do penetrador, sendo maiores para pontas agudas. A dureza e o módulo de elasticidade foram determinados, utilizando o método de Oliver e Pharr. Verificou-se que os valores medidos para a dureza são maiores para penetradores mais agudos. Os valores obtidos com a ponta piramidal Berkovich foram de 0,14 GPa para pequenas penetrações e 0,12 GPa para maiores penetrações. Já os valores obtidos com ponta canto de cubo foram 25 a 30% maiores. Isso está relacionado com os volumes das regiões que apresentam deformações plásticas elevadas, no caso de penetradores agudos comparados com os volumes das regiões que sofrem deformações viscoelásticas. A viscosidade aparente determinada, utilizando penetrador esférico em testes de força aplicada constante, é igual a (22 ± 2) × 10(12) Pa.s.

Marcador in vitro da resposta glicêmica dos alimentos como ferramenta de auxílio à prescrição e avaliação de dietas

As dietas de baixo índice glicêmico e baixa carga glicêmica têm sido associadas à redução do risco de doenças crônicas. Por esse motivo há um interesse crescente na sua aplicação para avaliação e orientação nutricional. No entanto, existem limitações quanto ao uso de dados publicados de índice glicêmico e carga glicêmica, pela variedade e formas de processamento dos alimentos vegetais existentes. Devido à dificuldade de realização de ensaios in vivo, uma vez que são custosos, trabalhosos, invasivos e necessitam de período considerável de experimentação, foram desenvolvidas metodologias in vitro que, a partir da velocidade de digestão dos carboidratos, permitem estimar o índice glicêmico dos alimentos de forma prática, simples e econômica. O presente trabalho apresenta o uso de um marcador in vitro, o índice de hidrólise, na estimativa do índice glicêmico e da carga glicêmica, o método mais empregado por pesquisadores brasileiros, visando à sua aplicação por profissionais da área de Nutrição. Os cálculos e as interpretações para estimativa do Índice glicêmico e da carga glicêmica são apresentados por meio de um exemplo prático com alguns alimentos brasileiros e com o grão de amaranto submetido a diferentes processamentos. Na ausência de dados referentes à resposta glicêmica do alimento de interesse, os valores do marcador in vitro podem ser utilizados para estimar o índice glicêmico e a carga glicêmica dos alimentos. Porém, este marcador não deve ser utilizado indiscriminadamente, uma vez que leva em consideração apenas os fatores intrínsecos aos alimentos que influenciam o aproveitamento dos carboidratos disponíveis.

Alterações na estrutura anatômica da madeira de cavacos de eucalyptus grandis em três condições de desfibramento para a confecção de painéis MDF

A utilização da madeira de eucalipto na confecção de painéis MDF é recente, tornando-se necessário entender as modificações em sua estrutura anatômica durante as etapas do processo industrial, notadamente no desfibramento dos cavacos. Com esse objetivo, neste estudo foram aplicadas três condições diferenciadas de desfibramento dos cavacos, alterando-se (i) o tempo de aquecimento, (ii) as pressões de digestão e de desfibramento e (iii) a energia específica de desfibramento, sendo avaliadas as características anatômicas dos componentes celulares da madeira. O aumento da intensidade de refino dos cavacos de madeira reduziu o comprimento médio das fibras e aumentou o porcentual de fibras quebradas, corroborando as imagens de microscopia eletrônica de varredura, além da diminuição do número dos vasos e de células de parênquima. Essa condição de desfibramento mais intensa promoveu, também, um característico escurecimento da coloração da polpa composta pelos elementos celulares da madeira. A aplicação de variáveis de desfibramento mais brandas aumentou a presença de feixes de fibras e do número de vasos e de parênquima, resultando em uma polpa de coloração mais clara. As alterações das características morfológicas dos componentes celulares da madeira dos cavacos de eucalipto, após o tratamento de desfibramento, relacionaram-se com as etapas do processo operacional e com a qualidade tecnológica dos painéis de fibras MDF.