Otimização de estruturas de destilação azeotrópica com recurso a planeamento experimental

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

PPO Reaction Scale-up

O óxido de polifenileno com a marca comercial PPO® é uma das resinas principais produzidas na SABIC IP e o ingrediente principal do plástico de engenharia com a marca registada, Noryl®. A equipa de tecnologia de processo de PPO® desenvolve uma série de novos produtos em reactores de pequena escala, tanto em Selkirk como em Bergen op Zoom. Para se efectuar uma transição rápida da escala laboratorial para a fábrica, é necessário um conhecimento completo do reactor. O objectivo deste projecto consiste em esboçar linhas gerais para o scale-up de novos produtos de PPO1, do laboratório para a escala industrial, baseado no estudo de um tipo de PPO, PPO 803. Este estudo pode ser dividido em duas fases. Numa primeira fase, as receitas e os perfis da reacção são comparados, de onde se retiram as primeiras conclusões. Posteriormente, com base nestas conclusões, é realizado um planeamento experimental. O estudo inicial sugeriu que a receita, a temperatura inicial do reactor e a velocidade do agitador poderiam influenciar o tempo da reacção bem como a queda da velocidade intrínseca do polímero (IV drop). As reacções experimentais mostraram que a receita é o principal factor que influencia, tanto o tempo de reacção, como a queda de viscosidade intrínseca. O tempo de reacção será tanto maior quanto menor a agitação devido à má dispersão do oxigénio na mistura. O uso de temperaturas iniciais elevadas conduz a uma queda maior da viscosidade intrínseca devido à desactivação do catalisador. O método experimental utilizado no laboratório de Bergen op Zoom é um bom exemplo, simulador, do procedimento utilizado na fábrica.

Simulação da produção de Paraxileno

O trabalho tem como objectivo a simulação e verificação do funcionamento de 3 colunas de destilação, a T-0303, a T-0306 e a T-0307, integrantes do processo de produção de p-xileno, baseado nos dados relativos ao ano de 2008, existente na refinaria da Galp no Porto. A abordagem consistiu em utilizar o AspenPlus quer para a simulação quer para a optimização, sendo esta última complementada com um planeamento experimental e optimização no Minitab15. O critério de optimização foi estabelecido a partir de uma análise ao processo actual, na qual se averiguou que se poderia, no limite: produzir mais 15,30ton.ano-1 de p-xileno no conjunto de colunas T-0306 e T-0307; remover mais 1,36ton.ano-1 de dessorvente na coluna T-0303 e diminuir a energia necessária para o processo. Da optimização à coluna T-0303, obteve-se uma melhoria de remoção de 0,34ton.ano-1 de dessorvente, e uma diminuição na energia necessária para 333,24.106kWh por ano. Para obter esta optimização houve necessidade de ultrapassar em 109,852kW a potência da bomba P0306A/S e alterou-se a razão de refluxo na base para 46,1. A optimização conjunta das colunas T-0306 e T-0307 apenas possibilita uma melhoria de p-xileno de 3,4ton.ano-1. De uma optimização individual da coluna T-0307, mantendo a coluna T-0306 nas condições actuais, obteve-se uma melhoria na produção de p-xileno de 14,62ton.ano-1. Neste ensaio as potências do condensador E-0314, do reebulidor E-0306 e da bomba P0314A/S excedem, as actuais em, respectivamente, 35,71kW, 35,74kW e 0,12kW. Enquanto para a situação actual o custo de p-xileno equivale a 722,17€.ton-1, para a optimização simultânea da coluna T-0303 e T-0307, é de 723,39€.ton-1 e para a optimização de apenas da coluna T-0307 é de 722,81€.ton-1. Perante um preço de venda actual de pxileno de 749,10€.ton-1 todas as situações são favoráveis. Em suma, é possível uma optimização processual mas o custo por tonelada de pxileno fica superior ao actual.

Simulação de processos de adsorção recorrendo ao Aspen Chromatography

As operações de separação por adsorção têm vindo a ganhar importância nos últimos anos, especialmente com o desenvolvimento de técnicas de simulação de leitos móveis em colunas, tal como a cromatografia de Leito Móvel Simulado (Simulated Moving Bed, SMB). Esta tecnologia foi desenvolvida no início dos anos 60 como método alternativo ao processo de Leito Móvel Verdadeiro (True Moving Bed, TMB), de modo a resolver vários dos problemas associados ao movimento da fase sólida, usuais nestes métodos de separação cromatográficos de contracorrente. A tecnologia de SMB tem sido amplamente utilizada em escala industrial principalmente nas indústrias petroquímica e de transformação de açúcares e, mais recentemente, na indústria farmacêutica e de química fina. Nas últimas décadas, o crescente interesse na tecnologia de SMB, fruto do alto rendimento e eficiente consumo de solvente, levou à formulação de diferentes modos de operação, ditos não convencionais, que conseguem unidades mais flexíveis, capazes de aumentar o desempenho de separação e alargar ainda mais a gama de aplicação da tecnologia. Um dos exemplos mais estudados e implementados é o caso do processo Varicol, no qual se procede a um movimento assíncrono de portas. Neste âmbito, o presente trabalho foca-se na simulação, análise e avaliação da tecnologia de SMB para dois casos de separação distintos: a separação de uma mistura de frutose-glucose e a separação de uma mistura racémica de pindolol. Para ambos os casos foram considerados e comparados dois modos de operação da unidade de SMB: o modo convencional e o modo Varicol. Desta forma, foi realizada a implementação e simulação de ambos os casos de separação no simulador de processos Aspen Chromatography, mediante a utilização de duas unidades de SMB distintas (SMB convencional e SMB Varicol). Para a separação da mistura frutose-glucose, no quediz respeito à modelização da unidade de SMB convencional, foram utilizadas duas abordagens: a de um leito móvel verdadeiro (modelo TMB) e a de um leito móvel simulado real (modelo SMB). Para a separação da mistura racémica de pindolol foi considerada apenas a modelização pelo modelo SMB. No caso da separação da mistura frutose-glucose, procedeu-se ainda à otimização de ambas as unidades de SMB convencional e Varicol, com o intuito do aumento das suas produtividades. A otimização foi realizada mediante a aplicação de um procedimento de planeamento experimental, onde as experiências foram planeadas, conduzidas e posteriormente analisadas através da análise de variância (ANOVA). A análise estatística permitiu selecionar os níveis dos fatores de controlo de modo a obter melhores resultados para ambas as unidades de SMB.

Otimização da extração sólido-líquido de antioxidantes de subprodutos florestais pelo método de superfície de resposta

Portugal continental apresenta uma vasta área florestal, que representa cerca de 35,4% da ocupação total do solo, com predominância de espécies como o eucalipto (Eucalyptus globulus) e o pinheiro-bravo (Pinus pinaster). Estas espécies apresentam uma elevada importância a nível económico, designadamente devido à sua ampla utilização, nomeadamente na indústria de celulose e papel, gerando elevadas quantidades de resíduos. Este resíduo de biomassa florestal é utilizado, na sua totalidade, para a geração de energia, na forma de eletricidade ou aquecimento. No entanto, existem outras opções viáveis, a nível económico, tais como a valorização destes subprodutos como fonte de compostos polifenólicos tornando-os, assim, um produto de valor acrescentado. A extração de compostos fenólicos de subprodutos florestais, como folhas de eucalipto e agulhas de pinheiros tem vindo a aumentar devido, principalmente, à substituição de antioxidantes sintéticos, contribuindo para a valorização de subprodutos florestais. Contudo, apesar de todas as potenciais aplicações e vantagens, apenas algumas centenas de espécies aromáticas identificadas são utilizadas à escala comercial. Neste trabalho foi avaliada a capacidade antioxidante de subprodutos da floresta, otimizando as condições de extração através do estudo dos fatores: tempo de extração, temperatura e composição de solvente através do método de superfície de resposta. O planeamento experimental utilizado teve como base um planeamento de compósito central e a avaliação do perfil de antioxidantes das matrizes analisadas foi realizada através de métodos de quantificação total, como o teor fenólico total, a atividade anti-radicalar – método do DPPH (radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) e o método de FRAP. Estes métodos analíticos convencionais foram modificados e, devidamente validados, para a análise em leitor de microplacas. Verificou-se que os extratos de pinheiro e de eucalipto, tanto as amostras verdes com as amostras, apresentam uma promissora capacidade antioxidante. O planeamento fatorial aplicado permitiu otimizar as condições de extração em relação às matrizes verdes. Contudo, o mesmo não se verificou em relação às matrizes secas. A composição (% de água) é sem dúvida o fator com mais efeito em todas as amostras (coeficientes de primeira e segunda ordem no modelo). Também a temperatura foi identificada como um fator com efeito significativo sobre os sistemas em análise.

Optimization of lipase production from yeasts strains isolated from olive mil wastewater

Dissertação submetida à Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências para a obtenção do Grau de Mestre em Microbiologia Aplicada.

Produção enzimática de biodiesel a partir de resíduos agro-industriais usando a lipase imobilizada de origem microbiana

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Planeamento da Alta Hospitalar do Idoso em Ortotraumatologia

Neste artigo os autores contextualizam a problemática do planeamento da alta hospitalar: os seus objectivos, as fases em que será desenvolvido e constituição da equipa. Reflectindo sobre as dificuldades da equipa de enfermagem do Serviço, criou-se um "Projecto de Planeamento de Alta Hospitalar". O Projecto é operacionalizado em várias fases: (1) preenchimento de um instrumento de colheita de dados inicial; (2) aplicação posterior da Escala de CADEM (adaptada) para avaliar défices no auto-cuidado do doente; (3) planeamento de estratégias de intervenção; (4) validação do planeamento com o doente/família; (5) desenvolvimento de actividades adequadas à situação (encaminhamento/referenciação a outros técnicos, ensinos programados, etc.). Finalmente, é dado a conhecer o estudo experimental realizado na unidade, análise dos dados e conclusões obtidas.

Planeamento integrado de alta hospitalar nos idosos

RESUMO: O planeamento da alta hospitalar representa um momento crucial no internamento de pessoas idosas, que muitas vezes regressam ao domicílio com necessidades complexas ao nível dos cuidados. No entanto, não existe um planeamento de alta universal, tornando prioritário o desenvolvimento de estratégias nesse sentido. Após revisão de literatura foi formulado um modelo de análise, com as dimensões e indicadores críticos para a problemática em estudo. Objectivo: Este estudo teve como objectivo analisar as repercussões que um planeamento de alta hospitalar integrado pode ter na satisfação e no bem-estar dos doentes e famílias, tendo impacto ao nível da redução das reincidências hospitalares. Métodos: Foi seleccionada uma amostra no Serviço de Medicina 1B do Centro Hospitalar Lisboa Norte, dividida aleatoriamente em dois grupos. O grupo controlo teve um planeamento de alta de acordo com os padrões habituais, enquanto o grupo experimental foi alvo de um planeamento de alta integrado, com enfoque na informação e clarificação nos cuidados pós alta, e com recurso à entrega de um documento de orientação para a alta. Foi realizado um contacto telefónico de follow-up um mês após a alta, para realização de um questionário telefónico. Resultados: Os participantes do grupo experimental revelaram ter tendência para estar mais bem preparados para a alta hospitalar e regresso ao domicílio, valorizando de forma mais positiva o processo de internamento e alta, bem como a auto-percepção de bem-estar. Conclusões: Apesar da limitação da dimensão da amostra, os resultados apontam no sentido de que os procedimentos do planeamento integrado de alta hospitalar têm um impacto positivo ao nível da satisfação e sentimento de bem-estar global dos idosos no regresso ao domicílio, influenciando na redução das reincidências hospitalares.------------ ABSTRACT: The hospital discharge planning represents a crucial moment in the hospitalization of the elderly, whom very often return home with very complex caring needs. However, there is no universal discharge planning as such, thus becoming mandatory to develop planning strategies. Upon review of reference literature, an investigational model was developed, that features the key indicators and dimensions of the subject matter. Aim: The aim of this study was to analyze how hospital discharge planning promotes the satisfaction and well-being of patients and their families, reducing the number of hospital readmissions. Methods: A sample population was selected from the 1B Internal Medicine Service of Centro Hospitalar Lisboa Norte, which was divided in two random groups. The control group experienced a standard discharge, whereas the experimental group underwent a planned integrated discharge, which focused on the clarification of the post-discharge caring needs. A discharge guidance document was produced and handed to the patients. One month after discharge, a follow-up telephone call was made. Results: The experimental group turned out to be better prepared for hospital discharge and to return home, positively valuing hospitalization and hospital discharge, as well as their perception of their own well-being. Conclusions: The integrated hospital discharge planning had a positive impact on patient satisfaction and global well-being upon their return, and effectively reduced the number of hospital readmissions.

Um buraco na boca: edição crítica do romance experimental de António Aragão

Este projecto apresenta uma edição crítca do romance Um buraco na boca, de António Aragão, elaborada a partr dos testemunhos disponíveis na tradição impressa. É feita uma súmula do percurso e obra do autor, com destaque para as suas criações no campo da fcção. Associado a esse trabalho, apresenta-se uma proposta de defnição do conceito de romance experimental e respectvo mapeamento das produções que encaixam no modelo proposto. Faz-se ainda um comentário sobre os actuais desafos da Crítca Textual na era digital, tendo em vista o planeamento de uma edição electrónica de Um buraco na boca

Planeamento de Experiências: Modelos e desafios dos Planos em Blocos Incompletos

O principal objetivo de um Planeamento de Experiências reside essencialmente na procura de relações entre variáveis e na comparação de níveis de fatores, recorrendo ao tratamento estatístico dos dados recolhidos. A utilização de blocos no Planeamento de Experiências é fundamental, pois permite reduzir ou eliminar a variabilidade introduzida por fatores que podem influenciar a experiência mas que não interessam e/ou não foram explicitamente incluídos durante o planeamento. Neste trabalho apresentamos os resultados do estudo e investigação dos Planos em Blocos Incompletos Equilibrados (BIBD), Planos em Blocos Incompletos Equilibrados com repetição de blocos (BIBDR) e Planos em Blocos Incompletos com blocos de diferentes dimensões (VBBD). Exploramos algumas propriedades e métodos de construção destes planos e ilustramos, sempre que possível, com exemplos. Tendo como base o planeamento em blocos, apresentamos uma aplicação dos BIBDR na área da Educação com o objetivo de comparar cinco domínios do pensamento algébrico de uma amostra de alunos do 1º ano do ensino superior em Cabo Verde. Para a análise dos dados da amostra foi utilizado o software R, versão 2.12.1. Pudemos constatar que existem diferenças significativas entre alguns dos domínios do pensamento algébrico, nomeadamente entre os domínios da Generalização da Aritmética e Tecnicismo Algébrico com os restantes domínios. Recomendamos a escolha de uma amostra mais representativa constituída por alunos de todas as instituições superiores de Cabo Verde.

Planeamento de experiências : modelos e desafios dos planos em blocos incompletos

The main purpose of an Experimental Design resides mainly in the search for relationships between variables and in comparing levels of factors, using statistical treatment of collected data. The use of blocks in Experimental Design is essential because it allows reducing or eliminating the variability introduced by factors that can influence the experience but are not of main interest and/or were not explicitly included during experiments. In this work we present the results of the study and research of Balanced Incomplete Block Designs (BIBD), Balanced Incomplete Block Designs with repeated blocks (BIBDR) and the Incomplete Blocks Designs with blocks with different dimensions (VBBD). We explore some properties and construction methods of such designs and illustrate, when possible, with examples. Based on Block Designs, we present an application of BIBDR in Education, with the aim of comparing five domains of algebraic thinking in a sample of 1st year students of higher education in Cape Verde. For the analysis of sample data, the software R was used, version 2.12.1. We observed that significant differences exist between some of the domains of algebraic thinking, especially among the domains of Generalization of Arithmetic and Algebraic Technicality with the remaining areas. For a more representative sample, we recommend a bigger sample consisting of students from all higher institutions of Cape Verde.

Planeamento de experiências : modelos e desafios dos planos em blocos incompletos

The main purpose of an Experimental Design resides mainly in the search for relationships between variables and in comparing levels of factors, using statistical treatment of collected data. The use of blocks in Experimental Design is essential because it allows reducing or eliminating the variability introduced by factors that can influence the experience but are not of main interest and/or were not explicitly included during experiments. In this work we present the results of the study and research of Balanced Incomplete Block Designs (BIBD), Balanced Incomplete Block Designs with repeated blocks (BIBDR) and the Incomplete Blocks Designs with blocks with different dimensions (VBBD). We explore some properties and construction methods of such designs and illustrate, when possible, with examples. Based on Block Designs, we present an application of BIBDR in Education, with the aim of comparing five domains of algebraic thinking in a sample of 1st year students of higher education in Cape Verde. For the analysis of sample data, the software R was used, version 2.12.1. We observed that significant differences exist between some of the domains of algebraic thinking, especially among the domains of Generalization of Arithmetic and Algebraic Technicality with the remaining areas. For a more representative sample, we recommend a bigger sample consisting of students from all higher institutions of Cape Verde.

Planeamento de experiências : modelos e desafios dos planos em blocos incompletos.

O principal objetivo de um Planeamento de Experiências reside essencialmente na procura de relações entre variáveis e na comparação de níveis de fatores, recorrendo ao tratamento estatístico dos dados recolhidos. A utilização de blocos no Planeamento de Experiências é fundamental, pois permite reduzir ou eliminar a variabilidade introduzida por fatores que podem influenciar a experiência mas que não interessam e/ou não foram explicitamente incluídos durante o planeamento. Neste trabalho apresentamos os resultados do estudo e investigação dos Planos em Blocos Incompletos Equilibrados (BIBD), Planos em Blocos Incompletos Equilibrados com repetição de blocos (BIBDR) e Planos em Blocos Incompletos com blocos de diferentes dimensões (VBBD). Exploramos algumas propriedades e métodos de construção destes planos e ilustramos, sempre que possível, com exemplos. Tendo como base o planeamento em blocos, apresentamos uma aplicação dos BIBDR na área da Educação com o objetivo de comparar cinco domínios do pensamento algébrico de uma amostra de alunos do 1º ano do ensino superior em Cabo Verde. Para a análise dos dados da amostra foi utilizado o software R, versão 2.12.1. Pudemos constatar que existem diferenças significativas entre alguns dos domínios do pensamento algébrico, nomeadamente entre os domínios da Generalização da Aritmética e Tecnicismo Algébrico com os restantes domínios. Recomendamos a escolha de uma amostra mais representativa constituída por alunos de todas as instituições superiores de Cabo Verde

Cytogenetic And Morphologic Approaches Of Hybrids From Experimental Crosses Between Triatoma Lenti Sherlock & Serafim, 1967 And T. Sherlocki Papa Et Al., 2002 (hemiptera: Reduviidae).

The reproductive capacity between Triatoma lenti and Triatoma sherlocki was observed in order to verify the fertility and viability of the offspring. Cytogenetic, morphological and morphometric approaches were used to analyze the differences that were inherited. Experimental crosses were performed in both directions. The fertility rate of the eggs in crosses involving T. sherlocki females was 65% and 90% in F1 and F2 offspring, respectively. In reciprocal crosses, it was 7% and 25% in F1 and F2 offspring, respectively. The cytogenetic analyses of the male meiotic process of the hybrids were performed using lacto-acetic orcein, C-banding and Feulgen techniques. The male F1 offspring presented normal chromosome behavior, a finding that was similar to those reported in parental species. However, cytogenetic analysis of F2 offspring showed errors in chromosome pairing. This post-zygotic isolation, which prevents hybrids in nature, may represent the collapse of the hybrid. This phenomenon is due to a genetic dysregulation that occurs in the chromosomes of F1. The results were similar in the hybrids from both crosses. Morphological features, such as color and size of connexive and the presence of red-orange rings on the femora, were similar to T. sherlocki, while wins size was similar to T. lenti in F1 offspring. The eggshells showed characteristics that were similar to species of origin, whereas the median process of the pygophore resulted in intermediate characteristics in the F1 and a segregating pattern in F2 offspring. Geometric morphometric techniques used on the wings showed that both F1 and F2 offspring were similar to T. lenti. These studies on the reproductive capacity between T. lenti and T. sherlocki confirm that both species are evolutionarily closed; hence, they are included in the brasiliensis subcomplex. The extremely reduced fertility observed in the F2 hybrids confirmed the specific status of the species that were analyzed.