Influencia de cinco técnicas enológicas en parámetros relacionados con la acidez y el color en vinos tintos de Mencía

Se ha estudiado la influencia de cinco técnicas (metodología de elaboración, tipo de recipiente de conservación y tiempo de conservación del vino en rama, temperatura de conservación y tiempo de conservación del vino embotellado) sobre parámetros fisico-químicos y descriptores sensoriales ligados a la acidez y al color en vinos tintos jóvenes de la variedad Mencía en la DO. Valdeorras (Ourense, Galicia). Los resultados muestran que los 19 parámetros estudiados son muy sensibles a las técnicas estudiadas. Tres de las cinco técnicas afectan (p<0,05) a los 19 parámetros y las otras dos (p<0,05) a diez de ellos. La maceración prefermentativa en frio y la conservación del vino en barrica aumentaron la acidez, pero la elaboración tradicional, la conservación del vino en depósito, la conservación del vino en botella durante tres meses y el empleo de una temperatura de conservación del vino embotellado baja y constante fueron más adecuadas para el color. Esto hace necesario establecer condiciones muy concretas para cada técnica según el parámetro considerado.

Estudo teórico de intermediários tetraédricos acidez / basicidade e estereosseletividade enzimáticos

The present work aimed first, the theoretical study of tetrahedral intermediate stability formed from carbonyl addition reactions using the second (MP2) and third (MP3) order Møller–Plesset perturbation theory. Linear correlations between electronic energy difference of reactions with Wiberg Indexes and C-O bond lengths were obtained, and was observed that the stability of adducts formed depends directly of electronic density involved between these atoms. The knowing of electronic parameters of these structures has an important hole due to the large use on reactions that in his course forms this tetrahedral intermediate. Employing the ONIOM (B3LYP:AMBER) methodology, was evaluated the stereoselectivity of a enzymatic reaction between CAL B enzyme and a long chain ester. In this study, were obtained the electronic energies of ground state and intermediate state of transesterification rate-determing step from two possible proquirals faces Re and Si. The objective was study the enantioselectivity of CAL B and rationalizes it using quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). A theoretical study employing inorganic compounds was performed using ab initio CBS-QB3 method aiming to find a link between thermodynamic and equilibrium involving acids and bases. The results observed showed an excellent relationship between difference in Gibbs free energy, ΔG of acid dissociation reaction and ΔG of hydrolysis reaction of the corresponding conjugate base. It was also observed, a relationship between ΔG of hydrolysis reaction of conjugate acids and their corresponding atomic radius showing that stability plays an important role in hydrolysis reactions. The importance of solvation in acid/base behavior when compared to theoretical and experimental ΔG´s also was evaluated.

Remoção de corantes utilizando tensoativos: extração por ponto de nuvem e floculação iônica

The textile sector is one of the main contributors to the generation of industrial wastewaters due to the use of large volumes of water, which has a high organic load content. In these, it is observed to the presence of dyes, surfactants, starch, alcohols, acetic acid and other constituents, from the various processing steps of the textiles. Hence, the treatment of textile wastewater becomes fundamental before releasing it into water bodies, where they can cause disastrous physical-chemical changes for the environment. Surfactants are substances widely used in separation processes and their use for treating textile wastewaters was evaluated in this research by applying the cloud point extraction and the ionic flocculation. In the cloud point extraction was used as surfactant nonylphenol with 9.5 ethoxylation degree to remove reactive dye. The process evaluation was performed in terms of temperature, surfactant and dye concentrations. The dye removal reached 91%. The ionic flocculation occurs due to the presence of calcium, which reacts with anionic surfactant to form insoluble surfactants capable of attracting the organic matter by adsorption. In this work the ionic flocculation using base soap was applied to the treatment of synthetic wastewater containing dyes belonging to three classes: direct, reactive, and disperse. It was evaluated by the influence of the following parameters: surfactant and electrolyte concentrations, stirring speed, equilibrium time, temperature, and pH. The flocculation of the surfactant was carried out in two ways: forming the floc in the effluent itself and forming the floc before mixing it to the effluent. Removal of reactive and direct dye, when the floc is formed into textile effluent was 97% and 87%, respectively. In the case where the floc is formed prior to adding it to the effluent, the removal to direct and disperse dye reached 92% and 87%, respectively. These results show the efficience of the evaluated processes for dye removal from textile wastewaters.

Estudo de métodos de tratamento de efluentes (troca iônica e eletroquímico) separados e sequenciais para eliminação de derivados de petróleo

The produce of waste and the amount of the water produced coming from activities of petroleum production and extraction has been a biggest challenge for oil companies with respect to environmental compliance due to toxicity. The discard or the reuse this effluent containing organic compounds as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) can cause serious environmental and human health problems. Thus, the objective this paper was study the performance of two process (separately and sequential) in one synthetic effluent for the benzene, toluene and xylene removal (volatile hydrocarbons presents in the produced water) through of electrochemical treatment using Ti/Pt electrode and exchange resin ionic used in the adsorption process. The synthetic solution of BTX was prepared with concentration of 22,8 mg L-1, 9,7 mg L-1 e 9,0 mg L-1, respectively, in Na2SO4 0,1 mol L-1. The experiments was developed in batch with 0.3 L of solution at 25ºC. The electrochemical oxidation process was accomplished with a Ti/Pt electrode with different current density (J = 10, 20 e 30 mA.cm-2). In the adsorption process, we used an ionic exchange resin (Purolite MB 478), using different amounts of mass (2,5, 5 and 10 g). To verify the process of technics in the sequential treatment, was fixed the current density at 10 mA cm-2 and the resin weight was 2.5 g. Analysis of UV-VIS spectrophotometry, chemical oxygen demand (COD) and gas chromatography with selective photoionization detector (PID) and flame ionization (FID), confirmed the high efficiency in the removal of organic compounds after treatment. It was found that the electrochemical process (separate and sequential) is more efficient than absorption, reaching values of COD removal exceeding 70%, confirmed by the study of the cyclic voltammetry and polarization curves. While the adsorption (separately), the COD removal did not exceed 25,8%, due to interactions resin. However, the sequential process (electrochemical oxidation and adsorption) proved to be a suitable alternative, efficient and cost-effectiveness for the treatment of effluents petrochemical.

Efeito da força iônica nas propriedades de fluidos de perfuração aquosos à base de polímeros carboxilados e sulfatados

In the well drilling operations problems caused by contamination of the drilling fluid are common. The dissolution of ions from the geological formations affects the rheological and filtration properties of the fluids. These ions shield the charges of ionic polymers, leading to its precipitation. In this work was performed a detailed study on the stability of the properties of aqueous solutions and aqueous drilling fluids in the presence of sulphated and carboxylated polymers, using carboxymethylcellulose and kappa-carrageenan as polymer compounds carboxylated and sulfated model, respectively. The effects of ionic strength of the aqueous medium containing Na+, Mg2+ and Ca2+ on rheological properties of the polymer and drilling fluids solutions were evaluated by varying the concentration of salts, pH and temperature. It was observed that the fluids with κ-carrageenan suffered less influence against the contamination by the ions at pH 9 to 10, even at higher concentrations, but higher influence on pH> 11. The fluids containing carboxymethylcellulose were more sensitive to contamination, with rapid reduction in viscosity and significant increase of the filtrate volume, while the fluid based polymer sulfated kappa-carrageenan showed evidence of interaction with cations and preserve the rheological properties and improved stability the volume of filtrate.

Efeito da força iônica nas propriedades de fluidos de perfuração aquosos à base de polímeros carboxilados e sulfatados

In the well drilling operations problems caused by contamination of the drilling fluid are common. The dissolution of ions from the geological formations affects the rheological and filtration properties of the fluids. These ions shield the charges of ionic polymers, leading to its precipitation. In this work was performed a detailed study on the stability of the properties of aqueous solutions and aqueous drilling fluids in the presence of sulphated and carboxylated polymers, using carboxymethylcellulose and kappa-carrageenan as polymer compounds carboxylated and sulfated model, respectively. The effects of ionic strength of the aqueous medium containing Na+, Mg2+ and Ca2+ on rheological properties of the polymer and drilling fluids solutions were evaluated by varying the concentration of salts, pH and temperature. It was observed that the fluids with κ-carrageenan suffered less influence against the contamination by the ions at pH 9 to 10, even at higher concentrations, but higher influence on pH> 11. The fluids containing carboxymethylcellulose were more sensitive to contamination, with rapid reduction in viscosity and significant increase of the filtrate volume, while the fluid based polymer sulfated kappa-carrageenan showed evidence of interaction with cations and preserve the rheological properties and improved stability the volume of filtrate.

Remoção de fenol de efluentes aquosos utilizando floculação iônica

Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society. Despite its derivatives present numerous applications in industrial processes, there are many undesirable by-products during this process, one of them is water separated from oil, called water production, it is constituted by pollutants difficult to degrade. In addition, the high volume of generated water makes its treatment a major problem for oil industries. Among the major contaminants of such effluents are phenol and its derivatives, substances of difficult natural degradation, which due their toxicity must be removed by a treatment process before its final disposal. In order to facilitate the removal of phenol in wastedwater from oil industry, it was developed an extraction system by ionic flocculation with surfactant. The ionic flocculation relies on the reaction of carboxylate surfactant and calcium íons, yielding in an insoluble surfactant that under stirring, aggregates forming floc capable of attracting the organic matter by adsorption. In this work was used base soap as ionic surfactant in the flocculation process and evaluated phenol removal efficiency in relation to the following parameters: surfactant concentration, phenol, calcium and electrolytes, stirring speed, contact time, temperature and pH. The flocculation of the surfactant occurred in the effluent (initial phenol concentration = 100 ppm) reaching 65% of phenol removal to concentrations of 1300 ppm and calcium of 1000 ppm, respectively, at T = 35 °C, pH = 9.7, stirring rate = 100 rpm and contact time of 5 minutes. The permanence of the flocs in an aqueous medium promotes desorption of the phenol from the flake surface to the solution, reaching 90% of desorption at a time of 150 minutes, and the study of desorption kinetics showed that Lagergren model of pseudo-first order was adequate to describe the phenol desorption. These results shows that the process may configure a new alternative of treatment in regard the removal of phenol of aqueous effluent of oil industry.

Remoção de fenol de efluentes aquosos utilizando floculação iônica

Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society. Despite its derivatives present numerous applications in industrial processes, there are many undesirable by-products during this process, one of them is water separated from oil, called water production, it is constituted by pollutants difficult to degrade. In addition, the high volume of generated water makes its treatment a major problem for oil industries. Among the major contaminants of such effluents are phenol and its derivatives, substances of difficult natural degradation, which due their toxicity must be removed by a treatment process before its final disposal. In order to facilitate the removal of phenol in wastedwater from oil industry, it was developed an extraction system by ionic flocculation with surfactant. The ionic flocculation relies on the reaction of carboxylate surfactant and calcium íons, yielding in an insoluble surfactant that under stirring, aggregates forming floc capable of attracting the organic matter by adsorption. In this work was used base soap as ionic surfactant in the flocculation process and evaluated phenol removal efficiency in relation to the following parameters: surfactant concentration, phenol, calcium and electrolytes, stirring speed, contact time, temperature and pH. The flocculation of the surfactant occurred in the effluent (initial phenol concentration = 100 ppm) reaching 65% of phenol removal to concentrations of 1300 ppm and calcium of 1000 ppm, respectively, at T = 35 °C, pH = 9.7, stirring rate = 100 rpm and contact time of 5 minutes. The permanence of the flocs in an aqueous medium promotes desorption of the phenol from the flake surface to the solution, reaching 90% of desorption at a time of 150 minutes, and the study of desorption kinetics showed that Lagergren model of pseudo-first order was adequate to describe the phenol desorption. These results shows that the process may configure a new alternative of treatment in regard the removal of phenol of aqueous effluent of oil industry.

Acidez titulable del suelo a pH = 7, al filtrar el extracto y controlar el pH con electrodo

Generalmente, al determinar la acidez titulable a pH7 (AT_pH7) se coloca al suelo en una solución tampón de pH=7 y la acidez liberada se mide con álcali. No hay información comparativa de diferentes métodos analíticos utilizados en Uruguay. Se cuantificó la AT_pH7 por tres procedimientos: a) se agitó la mezcla acetato de calcio:suelo y se dejó reposar 16 horas, se filtró el extracto y la titulación a pH = 7 se controló con electrodo (AT_pH7_fil); b) igual al anterior pero se tituló el sobrenadante del extracto, sin filtrar (AT_pH7_sob); c) se hicieron cuatro extracciones sucesivas con acetato de bario, se filtró el extracto y se controló el pH = 7 con fenolftaleína (AT_pH7fen) como indicador. Consideramos los valores AT_pH7fen como referencia. Al comparar AT_pH7_sob con AT_pH7_fil consideramos a los primeros como indicador de referencia. El ajuste entre AT_pH7_sob y AT_pH7_fil fue satisfactorio. La diferencia promedio fue de 0,36 meq.100g-1, pero hubo diferencias de -1,00 a 1,70 meq.100g-1. No existió sesgo en las diferencias. Algunas fuentes de acidez pudieron permanecer en el sedimento y no fueron evaluadas al titular el sobrenadante. Las mediciones AT_pH7_fil sobreestimaron 0,73 meq.100g-1 el promedio de AT_pHfen. Los valores promedio de AT_pH_sob y AT_pHfen no difirieron. Las muestras tuvieron la misma clasificación acorde a su saturación en bases independientemente del método utilizado. Ni la medición del pH = 7 con electrodo en vez de con fenolftaleína, ni el mayor tiempo de extracción, ni tampoco la utilización de acetato de calcio como extractante introdujeron significativos errores de interpretación. El método AT_pH_fil tuvo precisión y exactitud aceptables.

Purificação, modelagem e simulação da adsorção de bioprodutos por troca iônica em coluna de leito expandido

A produção de proteínas através de microrganismos tornou-se uma técnica muito importante na obtenção de compostos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia. Extratos brutos nos quais as proteínas são obtidas são geralmente complexos, contendo sólidos e células em suspensão. Usualmente, para uso industrial destes compostos, é necessário obtê-los puros, para garantir a sua atuação sem interferência. Um método que vem recebendo destaque especialmente nos últimos 10 anos é o uso da cromatografia de troca iônica em leito expandido, que combina em uma única etapa os passos de clarificação, concentração e purificação da molécula alvo, reduzindo assim o tempo de operação e também os custos com equipamentos para realização de cada etapa em separado. Combinado a este fato, a última década também é marcada por trabalhos que tratam da modelagem matemática do processo de adsorção de proteínas em resinas. Está técnica, além de fornecer informações importantes sobre o processo de adsorção, também é de grande valia na otimização da etapa de adsorção, uma vez que permite que simulações sejam feitas, sem a necessidade de gasto de tempo e material com experimentos em bancada, especialmente se é desejado uma ampliação de escala. Dessa forma, o objetivo desta tese foi realizar a modelagem e simulação do processo de adsorção de bioprodutos em um caldo bruto na presença de células, usando inulinase e C-ficocianina como objeto de estudo e purificar C-ficocianina utilizando resina de troca iônica em leito expandido. A presente tese foi então dividida em quatro artigos. O primeiro artigo teve como objeto de estudo a enzima inulinase, e a otimização da etapa de adsorção desta enzima em resina de troca iônica Streamline SP, em leito expandido, foi feita através da modelagem matemática e simulação das curvas de ruptura em três diferentes graus de expansão (GE). As máximas eficiências foram observadas quando utilizadas maiores concentrações de inulinase (120 a 170 U/mL), e altura de leito entre 20 e 30 cm. O grau de expansão de 3,0 vezes foi considerado o melhor, uma vez que a produtividade foi consideravelmente superior. O segundo artigo apresenta o estudo das condições de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica, onde foi verificado o efeito do pH e temperatura na adsorção e após construída a isoterma de adsorção. A isoterma de adsorção da C-ficocianina em resina Streamline Q XL feita em pH 7,5 e a 25°C (ambiente), apresentou um bom ajuste ao modelo de Langmuir (R=0,98) e os valores qm (capacidade máxima de adsorção) e Kd (constante de equilíbrio) estimados pela equação linearizada da isoterma, foram de 26,7 mg/mL e 0,067mg/mL. O terceiro artigo aborda a modelagem do processo de adsorção de extrato não clarificado de C-ficocianina em resina de troca iônica Streamline Q XL em coluna de leito expandido. Três curvas de ruptura foram feitas em diferentes graus de expansão (2,0, 2,5 e 3,0). A condição de adsorção de extrato bruto não clarificado de C-ficocianina que se mostrou mais vantajosa, por apresentar maior capacidade de adsorção, é quando se alimenta o extrato até atingir 10% de saturação da resina, em grau de expansão 2,0, com uma altura inicial de leito de 30 cm. O último artigo originado nesta tese foi sobre a purificação de C-ficocianina através da cromatografia de troca iônica em leito expandido. Uma vez que a adsorção já havia sido estudada no artigo 2, o artigo 4 enfoca na otimização das condições de eluição, visando obter um produto com máxima pureza e recuperação. A pureza é dada pela razão entre a absorbância a 620 nm pela absorbância a 280 nm, e dizse que quando C-ficocianina apresenta pureza superior a 0,7 ela pode ser usada em como corante em alimentos. A avaliação das curvas de contorno indicou que a faixa de trabalho deve ser em pH ao redor de 6,5 e volumes de eluição próximos a 150 mL. Tais condições combinadas a uma etapa de pré-eluição com 0,1M de NaCl, permitiu obter C-ficocianina com pureza de 2,9, concentração 3 mg/mL, e recuperação ao redor de 70%.

Biodiesel a partir de óleos de alta acidez: desenvolvimento de um processo catalítico homogêneo

O presente trabalho visa o desenvolvimento de um processo para a produção de biodiesel partindo de óleos de alta acidez, aplicando um processo em duas etapas de catálise homogênea. A primeira é a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4, ocorrendo no meio de triglicerídeos e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes, ocorrendo no meio dos ésteres alquílicos da primeira etapa e catalisada com álcali (NaOH) e álcool etílico ou metílico. A reação de esterificação foi estudada com uma mistura modelo consistindo de óleo de soja neutro acidificado artificialmente com 15%p de ácido oleico PA. Este valor foi adotado, como referência, devido a certas gorduras regionais (óleo de mamona advinda de agricultura familiar, sebos de matadouro e óleo de farelo de arroz, etc.) apresentarem teores entre 10-20%p de ácidos graxos livres. Nas duas etapas o etanol é reagente e também solvente, sendo a razão molar mistura:álcool um dos parâmetros pesquisados nas relações 1:3, 1:6 e 1:9. Outros foram a temperatura 60 e 80ºC e a concentração percentual do catalisador, 0,5, 1,0 e 1,5%p, (em relação à massa de óleo). A combinatória destes parâmetros resultou em 18 reações. Dentre as condições reacionais estudadas, oito atingiram acidez aceitável inferior a 1,5%p possibilitando a definição das condições para aplicação ótima da segunda etapa. A melhor condição nesta etapa ocorreu quando a reação foi conduzida a 60°C com 1%p de H2SO4 e razão molar 1:6. No final da primeira etapa foram realizados tratamentos pertinentes como a retirada do catalisador e estudada sua influência sobre a acidez final, utilizando-se de lavagens com e sem adição de hexano, seguidas de evaporação ou adição de agente secante. Na segunda etapa estudaram-se as razões molares de óleo:álcool de 1:6 e 1:9 com álcool metílico e etílico, com 0,5 e 1%p de NaOH assim como o tratamento da reação (lavagem ou neutralização do catalisador) a 60°C, resultando em 16 experimentos. A melhor condição nesta segunda etapa ocorreu com 0,5%p de NaOH, razão molar óleo:etanol de 1:6 e somente as reações em que se aplicaram lavagens apresentaram índices de acidez adequados (<1,0%p) coerentes com os parâmetros da ANP.

Desenvolvimento e implementação de uma abordagem CTSA do conceito de acidez no ensino da física e química

A emergência de questões tecnológicas, sociais e ambientais transformam o ensino das ciências num enorme desafio. A escassez e a contaminação da água, resultante de actividades antropogénicas, perspectiva-se hoje como um problema de futuro. Este tema, parte integrante do programa de Química do 11o Ano, inspirou uma intervenção didáctica baseada numa metodologia de resolução problemas que se pode enquadrar numa abordagem do tipo CTSA. A intervenção proposta, a partir de uma saída de campo que se concretizou na Mina de S. Domingos, teve por objectivos melhorar as aprendizagens realizadas pelos alunos e promover a mudança de atitudes face ao Ambiente e ao consumo de água em particular. Os dados recolhidos, analisados segundo métodos qualitativos e quantitativos, revelaram melhores conhecimentos e atitudes mais favoráveis relativamente à Ciência e à disciplina de Física e Química, e face ao Ambiente e ao consumo de água, reforçando a importância deste tipo de abordagens. ABSTRACT; The emergent technology, social and environmental issues are making the science teaching a huge challenge. The shortage and the contamination of water, as result of anthropogenic activities, are faced today like a future problem. This theme is part of the Chemistry subject curriculum of the eleventh grade level and it inspired a didactic intervention based upon a problem solving methodology that can be framed in a STSE approach. The goals of the proposed intervention, taking Mina de S. Domingos for a field trip, meant to improve the students' learnings and to promote a change of attitudes in relation to the environment and to the water consumption, in particular. The collected data, analyzed according to qualitative and quantitative methods, showed better knowledge and more favorable attitudes towards Science and Physics and Chemistry, as well as regarding the environment and water consumption, enhancing the importance of this kind of approach.

Análise por meio de espectroscopia de emissão óptica das espécies ativas em nitretação iônica e gaiola catódica

Plasma process like ionic nitriding and cathodic cage plasma nitriding are utilized in order to become hard surface of steels. The ionic nitriding is already accepted in the industry while cathodic cage plasma nitriding process is in industrial implementation stage. Those process depend of plasma parameters like electronic and ionic temperature (Te, Ti), species density (ne, ni) and of distribution function of these species. In the present work, the plasma used to those two processes has been observed through Optical Emission Spectroscopy OES technique in order to identify presents species in the treatment ambient and relatively quantify them. So plasma of typical mixtures like N2 H2 has been monitored through in order to study evolution of those species during the process. Moreover, it has been realized a systematic study about leaks, also thought OES, that accomplish the evolution of contaminant species arising because there is flux of atmosphere to inside nitriding chamber and in what conditions the species are sufficiently reduced. Finally, to describe the physic mechanism that acts on both coating techniques ionic nitriding and cathodic cage plasma nitriding

Implicações do uso de lodo de esgoto como fertilizante em culturas anuais: acidez do solo.

A utilização de lodo de esgoto na agricultura traz o benefício da reciclagem da energia (representada pela matéria orgânica) e dos nutrientes nele contidos, em especial o nitrogênio, pelo seu valor econômico. E traz como riscos a possibilidade de contaminação ambiental com nitrato, metais pesados e, ou produtos orgânicos tóxicos. Em solos com pH próximos à neutralidade a solubilidade de elementos tóxicos às plantas ou aos animais é baixa, e ocorrem condições biológicas favoráveis à decomposição do resíduo. No entanto, a mineralização dos lodos de esgoto induz à acidificação do solo, devido principalmente à formação de ácidos orgânicos e à ocorrência de reações de nitrificação. Por estas razões a acidez deve ser monitorada, com o objetivo de verificar quando é necessária a calagem. Considerando-se estes aspectos, apresentam-se neste trabalho dados de pH de experimento conduzido em campo, com duas aplicações sucessivas de lodo de esgoto, em dois cultivos de milho. Avaliaram-se duas doses do resíduo, um de origem urbana e outro de origem urbano-industrial. A quantidade de lodo a aplicar foi calculada em função do N potencialmente disponível às plantas e da recomendação agronômica de adubação nitrogenada para milho, critério utilizado por órgãos ambientais para evitar lixiviação de nitrato no perfil do solo; estudando-se também o dobro dessa dose. Os resultados evidenciaram diferentes potenciais de acidificação para os dois lodos de esgoto. Na primeira aplicação, o lodo de esgoto urbano acidificou o solo na dose recomendada (1N) e na dose 2N; o lodo de esgoto urbano-industrial acidificou o solo somente na dose 2N. A reaplicação dos dois lodos acidificou o solo, tanto na dose recomendada quanto no dobro da mesma. Verificou-se, assim, que o potencial acidificante do lodo de Franca pode ser um fator mais restritivo que o teor de N quando se calculam doses ambientalmente seguras a aplicar em solos.