Processo de microfiltração tangencial para retenção de microorganismos em estruturas microporosas à base de (alfa)-alumina - prata metálica, mediante impregnação por solução portadora de nanopartículas de prata - ISP

Processo de microfiltração tangencial para retenção de microrganismos em estruturas microporosas à base de a-alumina - prata metálica, mediante Impregnação por Solução Portadora de nano-partículas de prata - ISP. Trata-se a presente invenção de um processo de microfiltração tangencial para retenção/eliminação da bactéria Escherichia coli em estruturas microporosas à base de a- alumina (AI~ 2~O~ 3~) - prata metálica, empregados em tratamento de águas residuárias, mediante Impregnação por Solução Portadora de nanopartículas de prata, com o objetivo de desenvolver uma tecnologia relevante para melhorar o desempenho do processo de retenção de microrganismos.

Estudo teórico-experimental do processo de microfiltração de partículas de sílica em suspensão aquosa

Cada vez mais muitos processos industriais convencionais de separação, tais como destilação, centrifugação e extração com solventes, entre outros, estão sendo substituídos pelos processos de separação por membranas em virtude desses apresentarem vantagens em relação aos processos convencionais, além de serem considerados uma tecnologia limpa. Entre estas vantagens pode-se citar a economia de energia, pois não envolvem mudança de fase; a possibilidade de processamento de substâncias termolábeis, pois podem operar à temperatura ambiente; a maior seletividade; a facilidade de scale – up, pois são modulares e não extensivos em mão de obra, entre outros. Uma característica limitante destes processos é a existência de uma camada de elevada concentração de partículas ou moléculas que se forma próxima à superfície da membrana e que ocasiona uma redução no fluxo permeado, podendo modificar as características de retenção da membrana. Este fenômeno é conhecido como polarização por concentração. O entendimento dos mecanismos de polarização é considerado de grande importância neste campo e o estudo e validação de modelos matemáticos preditivos torna-se necessário para se obter sucesso na aplicação dos processos com membranas no meio industrial O objetivo geral deste trabalho consiste na análise teórico-experimental do processo de microfiltração tangencial com suspensão aquosa de partículas de sílica. O objetivo específico é a utilização de dados experimentais para a estimação de um parâmetro do modelo matemático que descreve o perfil de concentração na superfície da membrana ( membrana). A configuração tangencial implica que a alimentação, contendo as partículas a serem removidas ou concentradas, flui paralelamente à superfície da membrana reduzindo, assim, o fenômeno de polarização por concentração. Os experimentos foram efetuados em uma unidade de bancada de microfiltração tangencial, também conhecido como fluxo cruzado, em um módulo para membrana plana com canal de escoamento retangular sob condições de escoamento laminar. Os seguintes parâmetros foram variados durante os experimentos: pressão transmembrana, velocidade tangencial e concentração de partículas de sílica Os dados experimentais foram utilizados em uma modelagem matemática, baseada nas equações fundamentais da mecânica dos fluidos e da transferência de massa, que considera as propriedades físicas da suspensão, viscosidade dinâmica e difusividade mássica, variáveis com a concentração de sílica para se estimar a concentração máxima de sílica junto à superfície da membrana. Esta modelagem engloba os parâmetros operacionais, bem como as características da membrana nesta única variável. Com a finalidade de se verificar como a concentração máxima sobre a membrana é afetada pelas condições operacionais e, conseqüentemente, como esta afeta o fluxo permeado, a concentração máxima sobre a superfície da membrana é apresentada em função das condições operacionais variadas durante os experimentos de microfiltração. Finalmente, após a estimação desta variável, pôde-se concluir que ela é influenciada pelas condições operacionais típicas do processo de microfiltração tangencial, tais como velocidade tangencial de escoamento, pressão através da membrana e concentração da alimentação.

Tangential microfiltration of orange juice in bench pilot

O objetivo deste trabalho foi introduzir a técnica de microfiltração tangencial (MFT) na produção de suco de laranja. O suco microfiltrado (SMFT) foi comparado química e sensorialmente com um suco pasteurizado (testemunha). Utilizou-se um piloto de MFT munido de quatro membranas (0,1, 0,2, 0,8 e 1,4mm) cerâmicas monotubulares dispostas em série, cada uma delas com superfície de 0,005m². Suco de laranja comercial flash pasteurizado foi usado como produto inicial. O trabalho experimental foi dividido em três fases: a) caracterização do piloto de MFT; b) otimização das condições operacionais; c) produção do SMFT. Na fase de otimização, a membrana de 0,8mm apresentou os melhores fluxos de permeado, seguidas pelas de 1,4, 0,1 e 0,2mm. Para garantir a esterilidade do permeado, a membrana de 0,1mm foi escolhida para a terceira fase do trabalho. Na produção do SMFT, o suco de laranja foi peneirado para separar uma parte de sua polpa, sendo em seguida microfiltrado. Depois, a polpa foi misturada ao retentato e a mistura pasteurizada. O SMFT foi obtido adicionando a mistura pasteurizada ao permeado. O SMFT apresentou teor de sólidos solúveis (°Brix), polpa, pH e acidez titulável semelhante ao suco inicial pasteurizado (testemunha); embora, tenha perdido maior quantidade (28%) de vitamina C. de acordo com os provadores do painel, o suco testemunha apresentou melhores características sensoriais em relação ao SMFT, por apresentar maior intensidade de odor e sabor frutoso.

Crescimento de Rubrivivax gelatinosus em efluente industrial de abate e processamento de tilápias

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Secagem de biomassa bacteriana: rendimento, recuperação e produtividade

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Recuperação de biomassa bacteriana produzida no tratamento de efluente industrial

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Flotação por ar dissolvido aplicado à separação de microalgas cultivadas em fotobiorreator, alimentado com vinhaça pré-tratada físico-quimicamente, com vistas à exploração de seu potencial bioenergético

Apesar de ser considerado um combustível sustentável, o etanol, produzido a partir da cana de açúcar, deixa um passivo de grandes proporções durante seu processo produtivo, a vinhaça, que vem sendo depositada nas próprias lavouras de cana de açúcar. É gerada na proporção de 12 litros para cada litro de etanol produzido em média, sendo rica em diversos nutrientes, os quais podem ser aproveitados para diversos fins como, por exemplo, meio de cultivo para microalgas. A presente pesquisa avaliou em uma primeira etapa a clarificação da vinhaça por um processo de coagulação com auxílio de um polímero catiônico, seguida de uma etapa de microfiltração tangencial em filtro de fibras ocas, o que permitiu uma redução superior a 77% para a cor aparente, de 99% para a turbidez e de 20% para a DQO, facilitando a utilização deste efluente para o cultivo de microalgas. Numa segunda etapa, foi avaliado o cultivo da microalga Chlorella vulgaris, em escala de bancada e operação em batelada, em meio preparado a partir da diluição da vinhaça em água de poço profundo, obtendo um aumento na biomassa produzida, determinado em termos de clorofila-a, em concentrações de vinhaça inferiores a 7,5% utilizando inóculo da ordem de 106 indivíduos. Tais dados permitiram a realização de ensaios de cultivo em escala contínua, com fotobiorreatores em escala piloto, gerando assim a biomassa utilizada nas próximas fases do estudo, que avaliaram a separação da biomassa gerada pelo processo de flotação por ar dissolvido. Os ensaios inicialmente realizados em escala de bancada e operados em batelada permitiram identificar as condições ótimas de operação, as quais foram então avaliadas em um flotador operando em fluxo contínuo. Tal flotador permitiu a obtenção de um lodo com teor de sólidos superior a 2%, o qual foi submetido à um processo final de desaguamento por centrifugação. Os ensaios de desaguamento, permitiram verificar que a utilização do mesmo polímero utilizado na etapa de clarificação permite a obtenção de um lodo mais estável, quando comparado com a não utilização de produto químico, na dosagem de polímero catiônico de 6 g.kg-1. A conclusão deste trabalho permitiu verificar a possibilidade de utilização da vinhaça como meio de cultivo de microalgas, reduzindo assim um dos impactos causados pela produção de etanol. Além disso foi possível verificar o potencial da FAD, para o espessamento de biomassa produzido em fotobiorreatores.

Reaproveitamento de meio de cultivo de Arthrospira platensis tratado por processos de microfiltração e ultrafiltração

Micro-organismos fotossintetizantes, incluído aqui o gênero Arthrospira, vêm sendo amplamente produzidos em larga escala em vários países, detendo um mercado que gera mais de 1 bilhão de dólares ao ano. A produção industrial utiliza grande volume de água com alta concentração salina para produzir milhares de toneladas de biomassa microalgal. É crescente a utilização de tratamento de águas por processo de separação por membranas, demonstrando ser uma técnica que gera água de ótima qualidade, de instalação compacta e de fácil automação. No presente trabalho, foi avaliada esta tecnologia para o reaproveitamento do meio de cultura em novos cultivos de micro-organismos fotossintetizantes, visando contribuir para a sustentabilidade deste processo produtivo. O efluente do cultivo de Arthrospira platensis oriundo de processo descontínuo em minitanques foi submetido a tratamento por membranas de filtração tangencial, incluindo microfiltração (MF) (porosidades de 0,65 µm e de 0,22 µm) e ultrafiltração (UF) (peso molecular de corte de 5.000 Da), em pressões transmembrana (TMP) de 22,5 a 90 kPa. Os processos de MF levaram a reduções médias de 53,9±1,3 % e 93,1±1,1 % de matéria orgânica natural (NOM) e pigmentos nos meios residuais, respectivamente. Com o uso de processos de UF, cujos meios foram previamente tratados por MF (0,22 µm e 22,5 kPa), as reduções médias de NOM e pigmentos foram de 57,2±0,5 % e 94,0±0,8 %, respectivamente. Os processos de MF com TMP de 22,5 kPa levaram a concentrações celulares máximas (Xm) equivalentes às obtidas com meio novo. O uso de membrana de 0,65 µm e TMP de 22,5 kPa levou a uma perda média de 2,9 %, 22,7 % e 16,4% dos nutrientes carbonato, fosfato e nitrato, respectivamente, mas a correção desses valores aos mesmos do meio padrão levou à obtenção dos mais altos valores de Xm (3586,6±80 mg L-1), produtividade em células (505,0±11,6 mg L-1 d-1) e fator de conversão de nitrogênio em células (29,6±0,7 mg mg-1). O teor protéico da biomassa foi estatisticamente igual ao da biomassa obtida de cultivo com meio padrão novo. Os dados deste trabalho evidenciam que processos de filtração por membrana são promissores para o reuso de meio de micro-organismos fotossintetizantes.

Investigação de novas ferramentas estatísticas e utilização de microcontrolador no monitoramento da queima na retificação plana tangencial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ultra e micro filtração para clarificação de suco de yacon (Polymnia sonchifolia) na obtenção de xarope rico em frutanos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Otimização da retificação tangencial plana de compósitos plásticos reforçados com fibras de carbono

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Controle de qualidade em microfiltração marginal

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Uso das técnicas de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT) e ultrafiltração com fluxo tangencial no estudo da labilidade de Al(III) e Cu(II) em sistemas aquáticos

Pós-graduação em Química - IQ