Testing of Vacuum Drum Filter

Tämän diplomityön tavoitteena oli testata ja optimoida erään alipainerumpusuodattimen toimivuutta, ja lisäksi maksimoida tuottavuus ja vertailla erilaisten pesumenetelmientehokkuutta. Testilietteiden ¿ rautarikasteen ja täyteainepastan ¿ karakterisointi oli myös tärkeää. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin lyhyesti neste-kiintoaine-erotuksen teoriaa, erityisesti alipainesuodatusta ja alipainerumpusuodattimia. Lisäksi käsiteltiin kapillaarisuodatuksen toimintaperiaatteita sekä selvitettiin kaivosteollisuuden veden talteenottokeinoja, kiintoainejäämien käsittelymenetelmiä ja Chilen kaivosteollisuuden nykytilaa. Työn kokeellinen osa suoritettiin käyttämällä raskaita ja kiintoainepitoisuuksiltaan korkeita lietteitä, eli rautarikastetta ja täyteainepastaa. Kokeet suoritettiin erityisellä alipainerumpusuodattimella, joka oli muokattu perinteisestäpäältä syötettävästä alipainerumpusuodattimesta. Kokeissa tutkittiin pyörimisnopeuden ja erilaisten pesumenetelmien vaikutusta kakun kosteuteen ja suodatuskapasiteettiin. Koelietteiden karakterisointi suoritettiin analysoimalla partikkelikokojakauma, kiintoainepitoisuus, metallipitoisuus ja koostumus. Kokeiden perusteella havaittiin, että rummun pyörimisnopeudella ja lietteen kiintoainepitoisuudella on merkittävä vaikutus suodatuskapasiteettiin ja kakun kosteuspitoisuuteen. Havaittiin myös, että kakun kosteuspitoisuuksissa ja rummun suodatuskapasiteeteissa oli eroja, kun verrattiin eri suodatinväliaineen pesumenetelmiä. Täten oikean pesumenetelmän valinta on tärkeää, ja sillä pystytään lisäämään suodatinväliaineen käyttöikää.

Comparison of serum hepatitis B virus replication markers in patients with chronic hepatitis B: studies on HBeAg/Anti-HBe system, viral dna polymerase and HBV-DNA

The detection of HBV-DNA in serum by molecular hybridization is the most sensitive and specific marker of replication and infectivity of hepatitis B virus and currently is proposed as a routine diagnostic technique in the follow-up of HBV - related diseases. Comparing different techniques already described, we found that direct spotting of serum samples on nitrocellulose membranes under vacuum filtration, followed by denaturing and neutralizing washes is more practical, simple, sensible and reproducible. DNA polymerase assay using phosphonoformic acid as specific viral inhibitor has shown 86.8% of concordance with HBV-DNA detection, and so, it is an useful alternative in the follow-up of hepatitis B chronic patients. We found 19.2% HBeAg positive samples with no other markers of viral replication and no anti-HBe positive sample had detectable HBV-DNA. Discordance between the 2 systems have been extensively described, and we confirm this for the first time in our country. Molecular biological techniques are essential to determine the replication status of chronic hepatitis B patients.

Nauhasuodatukseen vaikuttavien parametrien tutkiminen

Nauhasuodattimia käytetään teollisuuden aloilla, joissa suodatettavan suspension määrä vaihtelee laajalti ja suodinkakun peseytyminen on tärkeää. Oikean kangasrakenteen valinnalla voidaan kasvattaa suodatuskapasiteettia ja parantaa suodatustulosta. Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia metallisulfidisakan nauhasuodatukseen liittyviä parametreja suodatuksen parantamiseksi. Tavoitteena oli löytää sopiva kangas ja ajoparametrit kloridin pesemiseksi suodinkakusta mahdollisimman tarkasti ja samalla säilyttää hyvä suodospuhtaus. Suodatuskapasiteetin kasvattaminen oli myös toivottavaa. Kirjallisuusosassa keskityttiin kakkusuodatuksen teoriaan, nauhasuodatukseen ja tutustuttiin hieman nauhasuodatukseen liittyvään laskentaan. Uusia kehitteillä olevia suodatusta parantavia menetelmiä käsiteltiin myös kirjallisuusosassa. Kokeellisessa osassa tutkittiin koesuunnittelua hyväksi käyttäen metallisulfidisakan suodatukseen vaikuttavienparametrien vaikutusta. Testattavia parametreja olivat mm. alipaine, lietteen kiintoainepitoisuus, syötön ja pesuveden määrä. Kokeet osoittivat, että kankaan rakenteella ei ole suurta vaikutusta pesutulokseen. Pesuilla ei myöskään voida kokonaan poistaa suodinkakussa olevaa kloridia. Tulosten perusteella kokeissa käytetyillä kudotuilla kankailla päästiin yhtä hyviin kuin huopakankaalla. Suodattimen toiminnan kannalta paras tilanne on, jos suodattimelle tulevan lietteen kiintoainepitoisuus pysyy melko vakiona. Suodattimella käytettävän kankaan käyttöikää kasvattaa kankaan hyvä kulutuskestävyys, kakun irtoaminen helposti kankaan pinnalta ja kankaan pysyminen huokoisena kankaan pesujen ansiosta.

Suodattimen simulointi Aspen Plus simulointiohjelmistolla

Tässä työssä tutkittiin Aspen Plus-ohjelmiston soveltuvuutta suodattimen simulointiin. Tämän työn kirjallisuusosassa on esitelty eri suodatusmekanismit sekä joitain prosessisimulointiin soveltuvia ohjelmistoja lähdekirjallisuuden perusteella. Kokeellisessa osassa on tutkittu Aspen Plus-ohjelmiston soveltuvuutta suodattimen simuloimiseen. Simulointi suoritettiin käyttäen Aspenin suodatinmoduulin suunnittelumallia. Lähtökohtana käytettiin buchnersuppilolla ZnS-suspensiolle tehtyä koesuodatusta, jonka perusteella saatiin lähtöparametrien, kuten kakun- ja kankaan vastusten arvot. Simuloinnissa mitoitettiin samalle kapasiteetille rumpusuodatin, jonka suodatuspinta-alaa ja kiintoainekakun tilavuutta verrattiin koesuodatuksen vastaaviin arvoihin. Lisäksi vastaava simulointi suoritettiin filtration-and-separation.com sivuston omaa vakiopaineisen vakuumisuodattimen simulointiin tarkoitettua laskentapohjaa käyttäen, jonka tuloksia verrattiin myös Aspenilla saatuihin simulointituloksiin.

Superkondensaattoreiden valmistus selluloosageeleistä ja hiilimustasta

Tässä työssä tavoitteena oli selvittää selluloosageelien soveltuvuutta superkondensaattorien elektrodimateriaaliksi. Superkondensaattoreiden elektrodit valmistetaan yleensä hyvin huokoisesta hiilimateriaalista. Näin ollen selluloosageeliin joukkoon sekoitettiin sähkönjohtavuutta parantamaan hiilimustaa. Kirjallisessa osassa keskityttiin superkondensaattorin toimintaperiaatteeseen, rakenteeseen ja yleisimmin käytössä oleviin elektrodimateriaaleihin. Yksityiskohtaisemmin paneuduttiin selluloosan käyttöön superkondensaattorien rakennemateriaalina. Kokeellisessa osassa valmistettiin erilaisia selluloosageelejä ja tämän jälkeen elektrodeja hiilimusta-selluloosageeli-seoksesta. Eri sekoitustapojen vaikutusta elektrodin sähköisiin ominaisuuksiin tarkasteltiin sekoittamalla hiilimustaa selluloosageeliin kahdella eri tavalla; korkeapainehajottajalla ja sekoittimella. Tämän lisäksi selvitettiin myös eri kuivaustapojen ja kuivauslämpötilojen vaikutusta elektrodiarkkien ominaisuuksiin. Arkkien sähköiset ominaisuudet määritettiin syklistä voltammetriaa (SV) käyttäen. Saavutetut tulokset osoittivat, että selluloosageelin valmistus on yksi kriittisimmistä kohdista elektrodimateriaalin valmistuksessa. Riittävä entsyymikäsittely vaaditaan, jotta saadaan muodostettua sopiva geeli, johon hiilimusta-partikkelit saadaan takertumaan. Hiilimustan sekoitustavalla sekä elektrodiarkin kuivauslämpötilalla ja – tavalla on myös suuresti vaikutusta elektrodin sähköisiin ominaisuuksiin.

Microencapsulation of babassu coconut milk

The objective of this study was to obtain babassu coconut milk powder microencapsulated by spray drying process using gum Arabic as wall material. Coconut milk was extracted by babassu peeling, grinding (with two parts of water), and vacuum filtration. The milk was pasteurized at 85 ºC for 15 minutes and homogenized to break up the fat globules, rendering the milk a uniform consistency. A central composite rotatable design with a range of independent variables was used: inlet air temperature in the dryer (170-220 ºC) and gum Arabic concentration (10-20%, w/w) on the responses: moisture content (0.52-2.39%), hygroscopicity (6.98-9.86 g adsorbed water/100g solids), water activity (0.14-0.58), lipid oxidation (0.012-0.064 meq peroxide/kg oil), and process yield (20.33-30.19%). All variables influenced significantly the responses evaluated. Microencapsulation was optimized for maximum process yield and minimal lipid oxidation. The coconut milk powder obtained at optimum conditions was characterized in terms of morphology, particle size distribution, bulk and absolute density, porosity, and wettability.

Étude de films de nanotubes de carbone dans le domaine de fréquences térahertz : propriété antiréfléchissante

Les expériences de spectroscopie ont été réalisées en collaboration avec Jean-François Allard du groupe de Denis Morris de l'Université de Sherbrooke.

Avaliação de meios filtrantes primários em filtro contínuo de tambor rotativo a vácuo para lodo de caldo de cana

Este estudo teve o objetivo de avaliar o comportamento de treze tipos de meios filtrantes primários desenvolvidos para uso na filtração a vácuo de lodo de caldo de cana, simulando as operações de formação e desidratação da torta em filtros contínuos de tambor rotativo a vácuo, empregados nas indústrias de açúcar e álcool do Brasil. Para tanto, foi desenvolvida uma planta-piloto anexa ao filtro de tambor rotativo a vácuo, na qual foram realizados todos os ensaios, com o objetivo de refletir a realidade das variáveis operacionais durante uma safra sucroalcooleira. Os resultados são apresentados, comparando-se as taxas de filtração, variando a pressão de formação da torta, temperatura e concentração de auxiliar filtrante, mostrando ao usuário um novo caminho para o melhoramento quantitativo e qualitativo, sem aumentar a área nominal da unidade de filtração.

Produção de biomassa por fungos Filamentosos em meio de vinhaça de cana-de-açúcar suplementado com melaço

Three species of filamentous fungi, Aspergillus niger, Penicillium fellutanum and Mucor hiemalis, were selected and cultivated in vinasse media with different addition of molasses, pasteurized to 85°C for 30 minutes and with pH = 5.0. The microorganisms, previously adapted to the respective medium for 48 hours, from a solution of 107 spores.ml-1, were cultivated in pure and mixed cultures in Erlenmeyer vessel of 500ml, to 30°C, with constant agitation of 170 rpm, for 24, 48 and 72 hours, with four repetition for each samples. The biomass was separated by vacuum filtration in filter Whatman #1 and dried in oven at 105°C until right weight, the obtained liquid was submited to COD analysis. The datas were statistically analysed using a response surface methodology, to improve the effect on the molasses proportion and culture time, in the biomass production by microorganism in research. According to the obtained results (5.02% of molasses, 55.59h, 70% of spores solution of A. niger and 30% of spores solution of P. fellutanum), cultivating was carried out in Microferm Fermentor New Brunswick for 48 hours at 300 rpm, aired at 1v/v/m, using 5 liters of medium added with 5.0% of molasses on the conditions above described. The average of the results obtained (6.81g.l-1) was higher than the confidence interval (5.937 ; 6.369) and was inside the prediction interval (4.471 ; 7.834) both of them significant at 95% by the statistical test employed.

Avaliação química e biológica do fungo endofítico Schizophyllum commune isolado de Alchornea glandulosa

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados com a alga vermelha Dichotomaria marginata (Galaxauraceae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção e purificação de L (+) ácido lático por Lactobacillus rhammosus utilizando processo de batelada alimentada

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

Sistemas de filtragem aplicados em processos fabris automotivos

The present work resulted from a study about coolant filtration systems in industries with metalworking process in large scale. The filtration and element filter world markets move billions of Reais per year and have a promissory future considering that with the global requirements of sustainable economic development, many companies invest in new filtering technology. Either known as coolant or cutting fluid, it is used to lubricate e cool parts during machining and is necessary due to the high volume demanded in the several machining operations and to the high cost of the product. Therefore, there is the need for recycling the product after its use. The work shows the technology and fundamentals of filtration as well as different filtering elements, filtration systems and scale contamination used in the industry. Also, there is a differentiation between filtration of the surface type (cake) and depth filtration and shows the basic theory of filtration by mathematic models in different operational conditions. Ultimately, project criteria for a coolant filtration system selection is shown followed by technical-operational details of a real vacuum filtration system and a case study aiming the operational cost reduction of the system

Investigating the influence of surfactants on the stabilization of aqueous reduced graphene oxide dispersions and the characteristics of their composite films

The stabilization of reduced graphene oxide (RGO) sheets in aqueous dispersion using a wide range of surfactants of anionic, non-ionic and zwitterionic type has been investigated and compared under different conditions of pH, surfactant and RGO concentration, or sheet size. The observed differences in the performance of the surfactants were rationalized on the basis of their chemical structure (e.g., alkylic vs. aromatic hydrophobic tail or sulfonic vs. carboxylic polar head), thus providing a reference framework in the selection of appropriate surfactants for the processing of RGO suspensions towards particular purposes. RGO-surfactant composite paper-like films were also prepared through vacuum filtration of the corresponding mixed dispersions and their main characteristics were investigated. The composite paper-like films were also electrochemically characterized. Those prepared with two specific surfactants exhibited a high capacitance in relation to their surfactant-free counterpart.

Single-walled carbon nanotube buckypapers as electrocatalyst supports for methanol oxidation

This work studies the use of various single-walled carbon nanotube (SWCNT) buckypapers as catalyst supports for methanol electro-oxidation in acid media. Buckypapers were obtained by vacuum filtration from pristine and oxidized SWCNT suspensions in different liquid media. Pt–Ru catalysts supported on the buckypapers were prepared by multiple potentiostatic pulses using a diluted solution of Pt and Ru salts (2 mM H2PtCl6 + 2 mM RuCl3) in acid media. The resulting materials were characterized via SEM, TEM, EDX and ICP-OES analysis. Well dispersed rounded nanoparticles between 2 and 15 nm were successfully electrodeposited on the SWCNT buckypapers. The ruthenium content in the bimetallic deposits was between 32 and 48 at. %, while the specific surface areas of the catalysts were in the range of 72–113 m2 g−1. It was found that the solvent used to prepare the SWCNT buckypaper films has a strong influence on the catalyst dispersion, particle size and metal loading. Cyclic voltammetry and chronoamperometry experiments point out that the most active electrodes for methanol electro-oxidation were prepared with the buckypaper supports that were obtained from SWCNT dispersions in N-methyl-pyrrolidone.