Avaliação da reutilização de água residual tratada para consumo humano por processos de separação por membranas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Engenharia Sanitária

Desenvolvimento de membranas catalíticas poliméricas para a metanólise de ácidos gordos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Preparação de novas membranas com MOF’s para aplicação em processos de captura de CO2

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Preparação de membranas compósitas PVA/Hidrotalcite. Estudo do efeito da carga da hidrotalcite e da reticulação do polímero

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Desenvolvimento de membranas catalíticas poliméricas bifuncionais: aplicações à síntese da cânfora

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Preparação de novas membranas com MOF’s e líquidos iónicos para aplicação em processos de captura de CO2

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Optimização da produção biológica de polihidroxialcanoatos por aplicação de processos de separação com membranas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Desenvolvimento de membranas catalíticas ácidas para a metanólise do ácido palmítico: estudo do efeito da reticulação

A produção de biodiesel tem sido afectada, ao nível dos custos de produção, pela falta de matérias-primas adequadas que não entrem em competição com a indústria alimentar. A matéria-prima original para a produção de biodiesel é o óleo de soja alimentar, porém a sua utilização origina problemas significativos a nível político e económico. Desta forma, a indústria do biodiesel encontra-se empenhada na modificação para matériasprimas alternativas e de baixo custo. Contudo, estas matérias-primas apresentam elevados níveis de ácidos gordos livres, sendo por isso necessária a eliminação dos ácidos gordos livres. Neste trabalho experimental é proposta a metanólise do ácido palmítico catalisada por membranas poliméricas catalíticas ácidas, utilizadas num reactor de membrana com pervaporação simultânea. Este processo é uma alternativa á destilação reactiva visto que permite a integração da reacção e da separação numa única operação, pelo que é possível a optimização energética, a maximização da conversão e a eliminação de solventes de extracção. Foi efectuado o estudo cinético da reacção de esterificação catalisada pelo catalisador KIT-6 sulfonado. Este catalisador foi caracterizado por titulação ácido-base. Prepararam-se membranas catalíticas compósitas por dispersão do KIT-6 sulfonado em matrizes de poli(álcool vinílico) reticulado com glutaraldeído ou hexametilenodiisocianato. As membranas foram caracterizadas por medição de ângulos de contacto, percentagem de inchamento e por FTIR. Os efeitos do tipo de reticulante e da percentagem de reticulação nas propriedades de transporte e de sorção das membranas, foram estudados em reactor bacth, com as membranas cortadas em pedaços. Os elevados períodos de indução apresentados pelas curvas cinéticas obtidas sugerem que a água formada na reacção afecta de forma pronunciada as propriedades de transporte das membranas. Esta hipótese foi suportada pelo bom ajuste dum modelo cinético-difusional aos pontos experimentais. Por fim, foi testada uma membrana em reactor de membrana com pervaporação simultânea, utilizando azoto seco como gás de varrimento.

Modelización de procesos de membranas aplicados a alimentos modelos y derivados

El presente grupo ha recorrido ya un largo camino trabajando en el estudio de sistemas enzimáticos, diseño y simulación de biorreactores con enzimas en soluble e inmovilizadas, comprobando la seria dificultad de separación y eliminación de las mismas en la etapa final del proceso, así como las problemáticas de preparación y uso de las enzimas inmovilizadas en los mas diversos tipos de soportes. En este estudio se investigo la aplicación de ultrafiltración y ósmosis inversa en soluciones modelo de zumos para su clarificación y concentración, también en la eliminación de melanoidinas en concentrados de zumos. A partir de esta investigación se elaboraron membranas con enzimas pectinoliticas inmovilizadas. Al igual que se determino las condiciones óptimas de aplicación en sistemas modelo a escala de laboratorio y planta piloto.

Clarificação e concentração de suco de caju por processos com membranas

Os processos de separação por membranas têm sido estudados como alternativa aos processos térmicos de conservação de alimentos, por serem conduzidos em condições amenas de temperatura, permitindo, assim, a preservação de compostos termosensíveis como as vitaminas, por exemplo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da microfiltração e da osmose inversa para a obtenção de suco de caju clarificado e concentrado. O processamento consistiu de três etapas principais: o tratamento enzimático do suco integral; a microfiltração para obtenção do suco clarificado; e a concentração do suco clarificado por osmose inversa. Para o tratamento enzimático, utilizou-se um complexo pectinolítico durante 1 hora. A clarificação foi conduzida em uma unidade de microfiltração tubular e, em seguida, foi utilizado um sistema de osmose inversa, do tipo quadro e placas, para concentrar o suco clarificado. Os fluxos médios de permeado obtidos foram de 184,0 e 11,3L/hm² para a microfiltração e a osmose inversa, respectivamente. Os taninos, responsáveis pela adstringência do suco, foram retidos pela membrana de microfiltração e, por isso, não foram detectados nos sucos clarificado e concentrado. O suco clarificado contendo 12,1° Brix foi concentrado até 28,6° Brix. A vitamina C aumentou de 162mg/100g no suco clarificado para 372mg/100g, no concentrado.

Microfiltração do soro de leite de búfala utilizando membranas cerâmicas como alternativa ao processo de pasteurização

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de uma membrana cerâmica (0,8 µm de porosidade) na filtração de soro de leite de búfala (SLB) e comparar a qualidade microbiana e nutricional do filtrado com aquela do soro proveniente do processo de pasteurização (65 ºC, 30 minutos). Foram realizadas sete repetições em que as amostras de SLB colhidas, antes e após a filtração (SF) ou pasteurização (SP), foram caracterizadas quanto ao pH, densidade (d), acidez lática (ºD), umidade (U), extrato seco total (EST), teor de gordura (TG), lactose (Lac) e proteínas (Pro), e também quanto ao número de bactérias aeróbias mesófilas. As amostras in natura de SLB apresentaram médias de pH = 6,31, acidez = 10,00, U = 89,60, EST = 10,40, d = 1,027, P = 1,19%, Lac = 5,84%, e G = 1,20%. Os resultados indicaram que houve uma redução de carga microbiana média de 4,04 x log UFC.mL-1 em AS para 1,50 x log UFC.mL-1 nas amostras de SP e para 0,70 x log UFC.mL-1 nas amostras de SF. Portanto, a microfiltração por membrana cerâmica foi mais eficiente que o processo de pasteurização lenta em relação à redução de carga microbiana.

Estudo da influência das monocloraminas sobre as membranas de poliamida da osmose inversa

A tecnologia de separação por membranas, especialmente a osmose inversa, está sendo usada atualmente como uma alternativa de produção de águas com maior qualidade e, também, como processo de tratamento de águas industriais para reuso. Entretanto, a utilização das membranas é limitada pela sua vida útil e varia conforme a natureza e quantidade de impurezas presentes nos efluentes e a freqüência de limpeza. Algumas impurezas também podem propiciar o desenvolvimento de microorganismos nos canais de escoamento e na superfície das membranas que, em maior ou menor grau, irão contribuir para a degradação das membranas, fenômeno este conhecido como biofouling. Para prevenir o biofouling é necessário um eficiente processo de desinfecção da corrente de alimentação do sistema de osmose inversa, com o objetivo de promover a morte dos microorganismos e oxidar a matéria orgânica. A cloração é a prática adotada em muitas indústrias, mas o cloro pode causar danos ambientais, perigos à saúde na indústria e também pode trazer prejuízos às membranas de poliamida, amplamente utilizadas na osmose inversa. É necessário encontrar um agente menos agressivo ao ambiente e que possa ser mantido em baixas concentrações na corrente de alimentação da osmose inversa sem danificar as membranas de poliamida Neste contexto, o presente trabalho, teve como objetivo estudar o efeito das monocloraminas sobre as membranas de poliamida na osmose inversa e comparar o desempenho das membranas com resultados observado na literatura para outros oxidantes. A cloramina inorgânica é um oxidante mais fraco que o cloro livre, mas é capaz de reduzir a população total das bactérias a um nível aceitável. Diversos experimentos foram realizados em uma unidade de bancada de osmose inversa utilizando soluções de monocloraminas e membranas de poliamida. Também foi estudado o efeito catalítico dos íons ferro e alumínio nas reações que levam à degradação das membranas pelo agente oxidante. Os resultados indicam que houve uma degradação das membranas de poliamida pelas monocloraminas evidenciada pelo aumento do fluxo permeado e redução da retenção salina, porém com um comportamento muito menos agressivo que o observado com o cloro e dióxido de cloro nas mesmas condições experimentais. O efeito catalítico dos metais estudados não pôde ser confirmado já que foi observado um aumento da concentração de ferro durante os experimentos causada pela oxidação das partes metálicas da unidade de osmose inversa devido a alta concentração de monocloraminas.

Modificação de membranas de quitosana por plasma para uso biológico

Chitosan membranes have been modified by plasma, utilizing the following gases: nitrogen (N2), methane (CH4), argon (Ar), oxygen (O2) and hydrogen. The modified membranes by plasma were compared to the unmodified ones. The membranes were characterized by absorption assay, contact angle, atomic force microscopy (AFM). Also, permeability assay of sodium sulfamerazine from such membranes were carried out. Through the absorption assay and contact angle it was possible to obtain information of the wettability of the membranes and what changes the plasma treatment can promote in relation to it. The plasma treatment using oxygen promoted increase of the wetability and swelling while the samples treated with methane decrease of the wetability and swelling. Through the Optical Emission Spectroscopy (OES) it was possible to identify which species were present in the plasma during the treatment. And through the AFM analysis it was possible to observe the changes nanotopography occurred on the surface of the samples. Permeability assay were archived for all treated membranes and compared to no treated ones. Due to that assay it was possible verify which the plasma treatment increased the permeability spectrum of the membranes which has varied from 1,4548 *10-5cm2.min-1 to 2,7713*10-5cm2.min-1. Chitosan membranes with permeability varied are importance in systems drug delivery, to liberate a wide variety of drugs

Anodização para obtenção de membranas cerâmicas

This a study on the achievement of alumina membranes by the method of anodizing. From this method got up a layer of aluminum oxide on the anodic metal, who presented the basic properties necessary for the application as a support for the production and acquisition of nanomaterials, such as porosity nano and resistance to high temperature, and other properties, as resistance to corrosion, and chemical, high ranking of the structure and pore size of the pores. The latter, ranging from 10 to 100nm depended on the electrolyte used, which in this study was the H2SO4. To remove all remaining aluminum, it is a bath of dissolution with HCl and CuCl where the residual aluminum has been withdrawn, and the deep pores were opened after chemical treatment with NaOH. After the dissolution, the membranes were calcined at temperatures of 300, 600 and 900° C, and sintered at temperatures of 1200 and 1300º C to win mechanical strength, porosity and observe the desired crystallization. Then went through analyses of composition through X-ray diffraction and morphology of the microstructure through a scanning electron microscope. The method was effective for obtaining alumine membranes applied in the processes of production of materials in nano