Estudo dos parâmetros de extração de fenol de efluentes aquosos por um tensoativo não iônico

Environmental sustainability has become one of the topics of greatest interest in industry, mainly due to effluent generation. Phenols are found in many industries effluents, these industries might be refineries, coal processing, pharmaceutical, plastics, paints and paper and pulp industries. Because phenolic compounds are toxic to humans and aquatic organisms, Federal Resolution CONAMA No. 430 of 13.05.2011 limits the maximum content of phenols, in 0.5 mg.L-1, for release in freshwater bodies. In the effluents treatment, the liquid-liquid extraction process is the most economical for the phenol recovery, because consumes little energy, but in most cases implements an organic solvent, and the use of it can cause some environmental problems due to the high toxicity of this compound. Because of this, exists a need for new methodologies, which aims to replace these solvents for biodegradable ones. Some literature studies demonstrate the feasibility of phenolic compounds removing from aqueous effluents, by biodegradable solvents. In this extraction kind called "Cloud Point Extraction" is used a nonionic surfactant as extracting agent of phenolic compounds. In order to optimize the phenol extraction process, this paper studies the mathematical modeling and optimization of extraction parameters and investigates the effect of the independent variables in the process. A 32 full factorial design has been done with operating temperature and surfactant concentration as independent variables and, parameters extraction: Volumetric fraction of coacervate phase, surfactant and residual concentration of phenol in dilute phase after separation phase and phenol extraction efficiency, as dependent variables. To achieve the objectives presented before, the work was carried out in five steps: (i) selection of some literature data, (ii) use of Box-Behnken model to find out mathematical models that describes the process of phenol extraction, (iii) Data analysis were performed using STATISTICA 7.0 and the analysis of variance was used to assess the model significance and prediction (iv) models optimization using the response surface method (v) Mathematical models validation using additional measures, from samples different from the ones used to construct the model. The results showed that the mathematical models found are able to calculate the effect of the surfactant concentration and the operating temperature in each extraction parameter studied, respecting the boundaries used. The models optimization allowed the achievement of consistent and applicable results in a simple and quick way leading to high efficiency in process operation.

Avaliacao de dados de secagem de suspensoes de polpas de frutas em leito de jorro com alimentacao intermitente

The objective of this work was the development and improvement of the mathematical models based on mass and heat balances, representing the drying transient process fruit pulp in spouted bed dryer with intermittent feeding. Mass and energy balance for drying, represented by a system of differential equations, were developed in Fortran language and adapted to the condition of intermittent feeding and mass accumulation. Were used the DASSL routine (Differential Algebraic System Solver) for solving the differential equation system and used a heuristic optimization algorithm in parameter estimation, the Particle Swarm algorithm. From the experimental data food drying, the differential models were used to determine the quantity of water and the drying air temperature at the exit of a spouted bed and accumulated mass of powder in the dryer. The models were validated using the experimental data of drying whose operating conditions, air temperature, flow rate and time intermittency, varied within the limits studied. In reviewing the results predicted, it was found that these models represent the experimental data of the kinetics of production and accumulation of powder and humidity and air temperature at the outlet of the dryer

Modelagem e simulação da solubilização da parafina em tubos circulares e em regime laminar

O óleo produzido nos novos campos de petróleo está cada vez mais parafínico e viscoso, com isso, à medida que o óleo é escoado, parafinas são depositadas sobre as paredes internas do tubo, e ao longo do tempo, tendem a reduzir drasticamente a área transversal ao escoamento. Visando estudar o processo de solubilização da parafina em dutos, esse trabalho objetiva desenvolver modelos matemáticos que represente o processo, com base nos fenômenos envolvidos no mesmo tais como transferência de massa, transferência de energia e equilíbrio sólido-líquido, implementando-os em um ambiente de desenvolvimento VBA (Visual Basic) for Excel ®. O presente trabalho foi realizado em quatro etapas: i) modelagem dos fenômenos de transferência de calor e massa, ii) modelagem da rotina dos coeficientes de atividade através do modelo UNIFAC e modelagem do sistema de equilíbrio sólido-líquido; iii) modelagem matemática do processo de solubilização e cálculo da espessura da parafina ao longo do tempo; iv) implementação dos modelos em um ambiente de desenvolvimento VBA for Excel® e criação de um simulador com uma interface gráfica, para simular o processo de solubilização da parafina depositada em dutos e sua otimização. O simulador conseguiu produzir soluções bastante adequadas, mantendo continuidade das equações diferenciáveis do balanço de energia e de massa, com uma interpretação física viável, sem a presença de dissipação de oscilações nos perfis de temperatura e massa. Além disso, esse simulador visa permitir a simulação nas diversas condições de escoamento, bem como compreender a importância das variáveis (vazão, temperatura de entrada, temperatura externa, cadeia carbônica do solvente). Através dos resultados foram possíveis verificar os perfis de temperatura, fração molar e o de solubilização

Extração supercrítica do óleo de linhaça: construção do extrator, estudo de parâmetros de processo, avaliação química e antioxidante do produto

The aim of the present study was to extract vegetable oil from brown linseed (Linum usitatissimum L.), determine fatty acid levels, the antioxidant capacity of the extracted oil and perform a rapid economic assessment of the SFE process in the manufacture of oil. The experiments were conducted in a test bench extractor capable of operating with carbon dioxide and co-solvents, obeying 23 factorial planning with central point in triplicate, and having process yield as response variable and pressure, temperature and percentage of cosolvent as independent variables. The yield (mass of extracted oil/mass of raw material used) ranged from 2.2% to 28.8%, with the best results obtained at 250 bar and 50ºC, using 5% (v/v) ethanol co-solvent. The influence of the variables on extraction kinetics and on the composition of the linseed oil obtained was investigated. The extraction kinetic curves obtained were based on different mathematical models available in the literature. The Martínez et al. (2003) model and the Simple Single Plate (SSP) model discussed by Gaspar et al. (2003) represented the experimental data with the lowest mean square errors (MSE). A manufacturing cost of US$17.85/kgoil was estimated for the production of linseed oil using TECANALYSIS software and the Rosa and Meireles method (2005). To establish comparisons with SFE, conventional extraction tests were conducted with a Soxhlet device using petroleum ether. These tests obtained mean yields of 35.2% for an extraction time of 5h. All the oil samples were sterilized and characterized in terms of their composition in fatty acids (FA) using gas chromatography. The main fatty acids detected were: palmitic (C16:0), stearic (C18:0), oleic (C18:1), linoleic (C18:2n-6) and α-linolenic (C18:3n-3). The FA contents obtained with Soxhlet dif ered from those obtained with SFE, with higher percentages of saturated and monounsaturated FA with the Soxhlet technique using petroleum ether. With respect to α-linolenic content (main component of linseed oil) in the samples, SFE performed better than Soxhlet extraction, obtaining percentages between 51.18% and 52.71%, whereas with Soxhlet extraction it was 47.84%. The antioxidant activity of the oil was assessed in the β-carotene/linoleic acid system. The percentages of inhibition of the oxidative process reached 22.11% for the SFE oil, but only 6.09% for commercial oil (cold pressing), suggesting that the SFE technique better preserves the phenolic compounds present in the seed, which are likely responsible for the antioxidant nature of the oil. In vitro tests with the sample displaying the best antioxidant response were conducted in rat liver homogenate to investigate the inhibition of spontaneous lipid peroxidation or autooxidation of biological tissue. Linseed oil proved to be more efficient than fish oil (used as standard) in decreasing lipid peroxidation in the liver tissue of Wistar rats, yielding similar results to those obtained with the use of BHT (synthetic antioxidant). Inhibitory capacity may be explained by the presence of phenolic compounds with antioxidant activity in the linseed oil. The results obtained indicate the need for more detailed studies, given the importance of linseed oil as one of the greatest sources of ω3 among vegetable oils

Dehydration of dedo de moça pepper: kinetics and phytochemical concentration

A pimenta vermelha é rica em vitamina C e outros fitoquímicos e pode ser consumida como produto desidratado. A avaliação das melhores condições de secagem pode garantir melhor qualidade do produto. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da temperatura do ar de secagem (55, 65, 75 ºC) sobre a cinética de secagem, conteúdos de vitamina C e fenólicos totais e cor do produto desidratado, comparando-os à pimenta in natura. A desidratação foi feita por convecção forçada em estufa. A cinética de secagem foi determinada por pesagens periódicas até peso constante. A umidade da pimenta in natura foi de aproximadamente 86%. As curvas de secagem foram ajustadas por três modelos diferentes, avaliados na literatura. O modelo de Page apresentou o melhor ajuste para este processo. A análise de variância mostrou que a temperatura de secagem influenciou significativamente (p < 0,05) os parâmetros de qualidade (conteúdo de vitamina C, conteúdo de fenólicos totais, cor) da pimenta desidratada quando comparados aos da pimenta in natura. Após a secagem, a retenção de vitamina C aumentou com a redução da temperatura de secagem. de maneira geral, a qualidade do produto foi favorecida na secagem com menor temperatura, devido à redução nas perdas de compostos bioativos.

Efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera no posicionamento GNSS no Brasil

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) transmite seus sinais em duas freqüências, o que permite eliminar matematicamente os efeitos de primeira ordem da ionosfera através da combinação linear ionosphere free. Porém, restam os efeitos de segunda e terceira ordem, os quais podem provocar erros da ordem de centímetros nas medidas GPS. Esses efeitos, geralmente, são negligenciados no processamento dos dados GPS. Os efeitos ionosféricos de primeira, segunda e terceira ordem são diretamente proporcionais ao TEC presente na ionosfera, porém, no caso dos efeitos de segunda e terceira ordem, comparecem também o campo magnético da Terra e a máxima densidade de elétrons, respectivamente. Nesse artigo, os efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera são investigados, sendo que foram levados em consideração no processamento de dados GPS na região brasileira para fins de posicionamento. Serão apresentados os modelos matemáticos associados a esses efeitos, as transformações envolvendo o campo magnético da Terra e a utilização do TEC advindo dos Mapas Globais da Ionosfera ou calculados a partir das observações GPS de pseudodistância. O processamento dos dados GPS foi realizado considerando o método relativo estático e cinemático e o posicionamento por ponto preciso (PPP). Os efeitos de segunda e terceira ordem foram analisados considerando períodos de alta e baixa atividade ionosférica. Os resultados mostraram que a não consideração desses efeitos no posicionamento por ponto preciso e no posicionamento relativo para linhas de base longas pode introduzir variações da ordem de poucos milímetros nas coordenadas das estações, além de variações diurnas em altitude da ordem de centímetros.

Especificação do tipo intervalar parametrizado em CASL

The interval datatype applications in several areas is important to construct a interval type reusable, i.e., a interval constructor can be applied to any datatype and get intervals this datatype. Since the interval is, of certain form, a set of elements limited for two bounds, left and right, with a order notions, then it s reasonable that interval constructor enclose datatypes with partial order. On the order hand, what we want is work with interval of any datatype like this we work with this datatype then. it s important to guarantee the properties of the datatype when maps to interval of this datatype. Thus, the interval constructor get a theory to parametrized interval type, i.e., a interval with generics parameters (for example rational, real, complex). Sometimes, the interval application in some algebras doesn t guarantee the mainutenance of their properties, for example, when we use interval of real, that satisfies the field properties, it doesn t guarantee the distributivity propertie. A form to surpass this problem Santiago introduced the local equality theory that weakened the notion of strong equality, and thus, allowing some properties are local keeped, what can be discard before. The interval arithmetic generalization aim to apply the interval constructor on ordered algebras weakened for local equality with the purpose of the keep their properties. How the intervals are important in applications with continuous data, it s interesting specify that theory using a specification language that supply a system development using intervals of form disciplined, trustworth and safe. Currently, the algebraic specification language, based in math models, have been use to that intention often. We choose CASL (Common Algebraic Specification Language) among others languages because CASL has several characteristics excellent to parametrized interval type, such as, provide parcialiy and parametrization

Métodos estatísticos recursivos aplicados ao problema de estimação de vazão de gás em plantas de Plunger-lift

This work has as main objective to find mathematical models based on linear parametric estimation techniques applied to the problem of calculating the grow of gas in oil wells. In particular we focus on achieving grow models applied to the case of wells that produce by plunger-lift technique on oil rigs, in which case, there are high peaks in the grow values that hinder their direct measurement by instruments. For this, we have developed estimators based on recursive least squares and make an analysis of statistical measures such as autocorrelation, cross-correlation, variogram and the cumulative periodogram, which are calculated recursively as data are obtained in real time from the plant in operation; the values obtained for these measures tell us how accurate the used model is and how it can be changed to better fit the measured values. The models have been tested in a pilot plant which emulates the process gas production in oil wells

Germinação de sementes de Drymaria cordata (L.) Willd. ex Roem & Schult.: efeito do potencial hídrico

Modelos matemáticos baseados no conceito de graus dia (thermal-time) e Ψw dia (hydrotime) podem ser usados para a elaboração de modelos mais gerais sobre a germinação e emergência de plântulas no campo, podendo ser uma importante ferramenta para estudos sobre a biologia de plantas daninhas e seu controle. Neste trabalho, avaliou-se a germinação de sementes de D. cordata em resposta ao potencial hídrico (Ψw), usando-se o modelo Ψw dia. Tanto a germinabilidade como a velocidade de germinação decresceram linearmente com a redução do Ψw, atingindo valores próximos a zero em -0.8 MPa. em temperatura ótima, a taxa de queda na germinação foi maior em comparação com as temperaturas sub- e supra-ótima. O Ψw base (Ψwb) mediano foi similar entre as temperaturas sub-ótima (19 ºC) e supra-ótima (32 ºC), mas foi maior (menos negativo) à temperatura ótima (25 ºC), mostrando que sementes de D. cordata são menos sensíveis à redução do potencial hídrico à 19 ºC do que à 25 ºC. O Ψw dia foi maior para sementes germinadas à temperatura sub-ótima do que à temperatura ótima, mostrando que a velocidade de germinação num dado potencial hídrico é maior em temperatura ótima. A quantidade de Ψw dia necessária para a germinação foi maior em temperatura supra-ótima do que em temperatura ótima, e menor em temperatura supra-ótima do que em sub-ótima. em geral, Ψw dia foi relativamente constante entre as diferentes sub-populações. O modelo de Ψw dia pode descrever bem o efeito do potencial hídrico sobre as curvas de germinação (porcentagem acumulada x tempo), especialmente às temperaturas sub-ótima e supra-ótima.

Análise de consistência de iogurte: correlação entre medida sensorial e instrumental

O efeito das variáveis independentes: soro desmineralizado em pó (0,0; 1,5 e 3,0 %), cultura láctica (1,0; 2,0 e 3,0 %) e temperatura de tratamento da mistura (85; 90 e 95°C) foi estudado nas respostas consistência sensorial e instrumental do iogurte. A metodologia de superfície de resposta foi usada para efetuar tratamentos estatísticos dos experimentos e desenvolver modelos matemáticos da relação entre as variáveis e as respostas. A consistência instrumental e sensorial apresentaram resultados semelhantes e correlacionáveis entre si, r = 0,65 (p < 0,01), ambas foram maiores quando aumentou-se a temperatura da mistura e diminuiu-se o teor de soro desmineralizado em pó.

Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

Mathematical models for Isoptera (Insecta) mound growth

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

Modelo agrometeorológico na estimativa da produtividade de duas variedades de café arábica considerando a variabilidade espacial

The purpose of this study was to estimate the varieties of coffee Arabic Catucáand Catuaí productivity, in Zona da Mata, Minas Gerais, through agrometeorological mathematical models, considering the spatial variability of productivity in the area. The samplings were georrefered building an irregular grid, totalizing 50 samplings per area. After that, geostatic analysis was made to quantify spatial dependence degree of the real values and the estimated productivity. According to the classification, the models superestimated the productivity for the two varieties.

Influência da ionosfera no posicionamento GPS: estimativas dos resíduos no contexto de duplas diferenças e eliminação dos efeitos de 2ª e 3ª ordem

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT