Produção de hidrogénio por fotoeletrólise da água – aproveitamento do subproduto oxigénio

A noção de Economia relativa ao Hidrogénio no vocabulário dos líderes políticos e empresariais tem vindo a mudar sobretudo pela preocupação da poluição global, segurança energética e mudanças climáticas, para além do crescente domínio técnico dos cientistas e engenheiros. O interesse neste composto, que é o elemento mais simples e abundante no universo, está a crescer, devido aos avanços tecnológicos das células de combustível – as potenciais sucessoras das baterias dos aparelhos portáteis eletrónicos, centrais elétricas e motores de combustão interna. Existem métodos já bem desenvolvidos para produzir o hidrogénio. Contudo, destacase a eletrólise da água, não só por ser um método simples mas porque pode utilizar recursos energéticos renováveis, tais como, o vento ou os painéis fotovoltaicos, e aumentar a sua eficiência. Os desafios para melhorar a utilização deste método consistem em reduzir o consumo, a manutenção e os custos energéticos e aumentar a confiança, a durabilidade e a segurança. Mais ainda, consistem em rentabilizar o subproduto oxigénio pois é um gás industrial e medicinal muito importante. Neste trabalho, estudou-se a viabilidade económica da instalação de uma unidade de produção de hidrogénio e oxigénio puros por eletrólise da água, utilizando como fonte energética a energia solar, na empresa Gasoxmed – Gases Medicinais S.A., pretendendo num futuro próximo, comercializar o hidrogénio como fonte de energia, e por outro lado, aproveitar o subproduto oxigénio para utilização industrial. Projetou-se assim uma unidade utilizando um eletrolisador da marca Proton, modelo C30, com capacidade de produção gasosa de 3 kg/h (30 m3/h) de hidrogénio e 20 kg/h (15 m3/h) de oxigénio. Os gases produzidos são comprimidos num compressor da marca RIX a 200 bares para posterior armazenamento em cilindros pressurizados. Dimensionou-se ainda um sistema de miniprodução fotovoltaico com potência 250 kW para alimentar eletricamente a instalação. A realização do projeto na nova área de produção necessitará de 1.713.963€, os quais serão adquiridos por empréstimo bancário. Definiram-se todos os custos fixos associados ao projeto que perfazem um total de 62.554€/mês para os primeiros 5 anos (duração do crédito bancário) findo o qual diminuirão para 21.204€/mês. Da comercialização do hidrogénio, do oxigénio industrial e da eletricidade produzida no sistema de miniprodução de 250 kW, prevê-se um lucro mensal de 117.925€, perfazendo assim um total líquido mensal positivo de 55.371€ durante os primeiros 5 anos e a partir daí de 96.721€/mês, resultando uma amortização do investimento inicial no final do 3º ano.

Desenvolvimento de soluções para aproveitamento de subproduto da produção de Biodiesel e outras matérias-primas com acidez livre

A presente dissertação tem como objectivo o estudo de soluções para o aproveitamento de um subproduto com elevado teor em ácidos gordos livres (FFA) produzido na Unidade de Produção de Biodiesel da IBEROL, bem como a incorporação de matérias-primas alternativas de segunda geração. Para tal, foi elaborado um estudo de viabilidade económica assente em 5 propostas, solicitadas a 5 fornecedores, correspondendo cada uma delas a uma diferente tecnologia de pré-tratamento de matérias-primas com elevada acidez (A a E). Estabeleceram-se, previamente, critérios técnicos e económicos que permitiram avaliar as propostas e efectuar a sua hierarquização. Em seguida, foi realizada uma análise de sensibilidade a alguns parâmetros da qual resultaram 23 cenários, que se revelaram pouco influentes para a selecção do pré-tratamento, devido aos resultados negativos que apresentaram. Como tal, passou-se à análise de cenários estratégicos, da qual se concluiu que a instalação de um pré-tratamento só compensa para valores de incorporação de MPRs elevados. Com base na avaliação dos diferentes cenários acima mencionados, foi possível afirmar que as tecnologias C e D são as que apresentariam melhores resultados em termos económicos para a empresa. Contudo, devido à proximidade dos valores de VAL e Payback time obtidos em ambos os casos, é importante salvaguardar que existem grandes diferenças entre as duas tecnologias, no que toca às condições operatórias. Assim, pelos critérios técnicos, conclui-se que a redução do elevado teor de ácidos gordos livres presentes em matérias-primas como as gorduras animais e os óleos vegetais usados pode ser eficientemente levada a cabo pela tecnologia D, sem limitações no que diz respeito à acidez à entrada do processo, como as que se verificam na tecnologia C. Foi também estudada, a possibilidade de um revamping à Unidade de Neutralização e Desgomagem química da IBEROL para um aumento de capacidade de produção de óleo neutro. Após a realização de várias experiências, concluiu-se que seriam necessárias algumas alterações à unidade actual, executáveis com um baixo investimento, nomeadamente, uma intervenção para aumento do número de placas dos permutadores. Para as condições habituais (acidez e incorporação) de operação da neutralização e desgomagem química, prevê-se um aumento de capacidade de, aproximadamente,11%.

Subproduto da indústria de alumínio como amenizante de solos contaminados com cádmio e chumbo

A poluição do solo com elementos-traço tem sido motivo de preocupação nos últimos anos, o que justifica melhor conhecimento da disponibilidade desses elementos no ambiente, visando amenizar seus efeitos em áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um subproduto da indústria de alumínio como amenizante de solos contaminados com Cd e Pb. Foram utilizados um Neossolo Quartzarênico (930 g kg-1 de areia, 20 g kg-1 de silte e 50 g kg-1 de argila) e um Latossolo Vermelho (360 g kg-1 de areia, 100 g kg-1 de silte e 540 g kg-1 de argila) contendo 15 % de solo contaminado com Cd e Pb. Foram feitas cinco repetições testando-se o efeito da aplicação do subproduto in natura a 0; 0,25; 0,50; 1,00; e 2,00 %. Para comparação, utilizaram-se calcário, silicato e turfa a 0,25; 0,50; e 2,00 %, respectivamente, e cada um dos solos sem contaminação. Cultivou-se B. decumbens, fazendo coletas de lixiviado e determinando o pH e a CE. As concentrações de Cd e Pb foram avaliadas no lixiviado não-filtrado e filtrado (0,45 µm). Avaliaram-se a produção de matéria seca de raízes (MSR) e da parte aérea (MSPA) e as quantidades de Cd e Pb em ambas após digestão nitroperclórica. Os amenizantes contribuíram para aumentar o pH dos lixiviados do Neossolo Quartzarênico e do Latossolo Vermelho, tendo este último apresentado menores valores de condutividade eletrolítica quando comparado ao primeiro. Os teores de Cd nos lixiviados filtrados (fração solúvel) foram os mesmos dos lixiviados não-filtrados, enquanto os de Pb apresentaram diferenças. As produções de MSR e MSPA aumentaram com o aumento das taxas de aplicação do subproduto, e a quantidade de Cd na MSPA da B. decumbens foi maior que a de Pb.

Indicadores biológicos de dois solos com a incorporação de subproduto da agroindústria de café

A adição de subprodutos orgânicos ao solo pode ocasionar mudanças na dinâmica da matéria orgânica dele, influenciando a atividade e utilização do carbono pelos microrganismos presentes nele. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aplicação de doses crescentes de subproduto da agroindústria de café nos atributos biológicos de dois solos com textura distinta, em diferentes tempos de incubação. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2 × 8, sendo dois solos e oito doses de subproduto de café, com cinco repetições. Foram realizadas coletas de subamostras dos solos aos 30, 60, 90 e 125 dias após a incorporação do subproduto nesses. Nessas datas foram avaliados o carbono microbiano (C-CBM), a respiração basal microbiana (RBM) e o carbono orgânico total (COT). A adição do subproduto do café proporcionou aumentos nos valores de C-CBM, C-CO2 e COT dos dois solos utilizados. A maior atividade microbiana ocorreu no período de 30 dias, com maior liberação de C-CO2; o COT foi superior no solo argiloso por ele permitir maior proteção dos compostos orgânicos à decomposição pelos microrganismos.

Uso fertilizante do subproduto da agroindústria processadora de goiabas I: atributos químicos do solo

A utilização de fontes alternativas de nutrientes, provenientes especialmente de resíduos e subprodutos da agroindústria, pode ser estratégia importante na ciclagem de elementos essenciais, garantindo destino adequado de materiais que seriam descartados. Assim, objetivou-se avaliar a aplicação de doses do subproduto da indústria processadora de goiabas sobre a fertilidade de um Argissolo, sob pomar de goiabeiras. As doses de resíduo foram estabelecidas em função dos teores de N no material. O delineamento empregado foi o de blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro repetições, sendo as doses do resíduo (moído) iguais a: zero; 9; 18; 27 e 36 t ha-1 (peso do material seco). Foram feitas cinco aplicações do subproduto em: 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010. O subproduto da indústria processadora de goiabas promoveu alterações na fertilidade do solo do pomar. Com o aumento das doses, houve incremento das concentrações de fósforo no solo em todas as análises realizadas. As concentrações de manganês aumentaram, e houve redução do valor pH do solo nos últimos anos de condução do experimento. Observou-se, na camada subsuperfical (0,20-0,40 m), após a aplicação contínua do subproduto, aumento na concentração de fósforo em função das doses do subproduto.

Uso fertilizante do subproduto da agroindústria processadora de goiabas II: estado nutricional e produção de goiabas

O conhecimento sobre a dinâmica dos nutrientes provenientes da aplicação de resíduos orgânicos faz-se necessário, principalmente visando sua a reciclagem, considerando que a quantidade desses materiais tem aumentado rapidamente com o tempo. Assim, objetivou-se avaliar o estado nutricional e a produção de frutos de um pomar de goiabeiras, em função da aplicação do subproduto da indústria processadora de goiabas. O delineamento empregado foi o de blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro repetições, sendo as doses do subproduto (moído) iguais a zero; 9;18; 27 e 36 t ha-1 (peso do material seco). Foram feitas cinco aplicações do subproduto em 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010. Avaliou-se o estado nutricional das goiabeiras, via diagnose foliar (macro e micronutrientes), bem como a produção de frutos por seis safras consecutivas. A aplicação do subproduto da indústria processadora de goiabas promoveu alterações no estado nutricional e na produção de frutos. As doses do subproduto incrementaram os teores foliares de N, Mg e Mn da goiabeira. A produção de goiabas cresceu de forma linear em função das doses do subproduto. Os efeitos da aplicação do subproduto foram verificados primeiramente no solo, posteriormente nos teores foliares e, finalmente, na produção de frutos, ao longo das safras.

Caracterização de subproduto da indústria de alumínio e seu uso na retenção de cádmio e chumbo em sistemas monoelementares

The present work aimed to characterize an aluminum industry by-product in natura (L.A. nat) and after phosphate and thermal pretreatments; evaluate the adsorption/desorption capacity of Cd and Pb by this L.A. nat form and after the aforementioned pretreatments, comparing them with an in natura iron mining by-product (L.F. nat). The L.A. nat presented a high pH as well as a high Na concentration and also an oxide-rich mineralogy. Pretreatment of the by-product had no significant effect upon Cd and Pd adsorption/desorption. The L.A. nat performed better than the L.F. nat as an Cd and Pb adsorbent.

Aproveitamento de subproduto industrial de óleos vegetais para produção de riboflavina por Candida guilliermondii DM 644

A produção e consumo de alimentos industrializados têm aumentado a preocupação com suplementação e enriquecimento de alimentos com vitaminas e sais minerais, visando repor as possíveis perdas durante os processos de fabricação, principalmente das vitaminas hidrossolúveis, mais especificamente da vitamina B2 ou riboflavina. Assim sendo, a proposta deste trabalho foi utilizar como componente principal do meio, para produção da riboflavina, um subproduto do refino de óleos vegetais e o microrganismo Candida guillermondii DM 644. A produção da vitamina B2 foi realizada por fermentação em batelada utilizando Erlenmeyer. As condições empregadas foram agitação orbital, ausência de luz, 30°C, e 24h de incubação. A otimização da produção de riboflavina foi realizada através de Delineamento Fatorial Fracionário, para avaliar os efeitos da concentração de matéria graxa, fonte de nitrogênio, pH, velocidade de agitação, fonte de fósforo e extrato de levedura e as possíveis interações. A concentração máxima de riboflavina foi 19,12mg/mL. Os fatores mais importantes para produção de riboflavina foram a concentração de matéria graxa e a fonte de nitrogênio, enquanto que a fonte de fósforo e o extrato de leveduras não estimularam sua biossíntese. A máxima produção foi obtida com matéria graxa a 10g/L, uréia a 2,5g/L e pH 5,0. A velocidade de agitação (200 e 400rpm) não interferiu no processo biotecnológico.

Purificação do subproduto do processo de extração de esteviosídeo

O caramelo consiste no subproduto do processo de extração dos edulcorantes das folhas de Stevia rebaudiana Bertoni. Esse subproduto apresenta teores significativos dos edulcorantes esteviosídeo e rebaudiosídeo A não extraídos no processo e grande quantidade de compostos das folhas que lhe conferem, respectivamente, sabor doce e coloração escura. Desta forma, a retirada dos compostos das folhas presentes no caramelo torna possível seu reaproveitamento como edulcorante. Portanto, o caramelo foi purificado por meio de adsorção em zeólitas modificadas, CaX e MgX. Foram realizados dois experimentos: um teste de saturação dos adsorventes para avaliar sua capacidade adsortiva e um teste de máxima clarificação para determinar a máxima purificação alcançada por adsorção em zeólitas. Os resultados mostraram que CaX é o adsorvente mais eficaz. As zeólitas podem ser reutilizadas por até duas vezes, necessitando regeneração em seguida. O teste de máxima clarificação apresentou soluções quase límpidas, com altos níveis de clarificação (80-90% dos compostos com maior afinidade), mas elevadas retenções dos edulcorantes (~70%), pois as zeólitas conseguem reter grande parte dos pigmentos da solução de caramelo, arrastando também esteviosídeo e rebaudiosídeo A, com baixo rendimento de recuperação dos edulcorantes, mas considerado satisfatório tendo em vista que o caramelo, apesar de rico em edulcorantes, não tem aplicação atualmente.

Estudo termoanalítico, CLAE e francionamento físico e químico do subproduto industrial do milho

O fracionamento do farelo de milho desengordurado (fubá grosso), subproduto do processamento industrial do milho, para obtenção de frações de amido, proteínas e fibras, utilizando métodos físicos e químicos, foi investigado. O fracionamento do fubá grosso por meio de tratamento químico com soluções de bissulfito de sódio e de etanol, foi satisfatório, pois produziu fração de amido com aceitável rendimento; já o fracionamento físico não foi muito eficiente, visto que não produziu fração enriquecida de proteínas e amido. Tanto o fubá grosso como as frações obtidas, foram caracterizados por meio de CLAE (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência) e Análise Térmica (TG, DTG e DSC). O fubá grosso possui mais de 50% de amido (CLAE), e perda de 52% de sua massa entre 270 e 450ºC (TG e DTG). O estudo cinético, a partir de curvas DSC, mostrou que os processos de gelatinização da fração de amido e de desnaturação da fração de proteínas são eventos endotérmicos, com diferentes valores de entalpia e de energia de ativação.

Níveis do subproduto concentrado da produção de lisina em dietas com alto concentrado para tourinhos Santa Gertrudes em terminação

O experimento foi realizado objetivando-se caracterizar o subproduto concentrado da produção de lisina (SPL) e avaliar o desempenho e as características de carcaça de tourinhos Santa Gertrudes confinados recebendo níveis crescentes desse subproduto na dieta. O SPL resulta do processo de produção de lisina e é parcialmente seco. Apresentou aproximadamente 38% de matéria seca e 85% de proteína bruta na matéria seca, sendo que 79% desse nitrogênio encontrava-se na forma não-protéica. Não foram observados metais pesados em níveis tóxicos. Vinte e sete animais, com dez meses de idade e peso inicial de 242 kg, receberam silagem de milho, 80% de concentrado e 0; 4,5 ou 9,0% de SPL na matéria seca da dieta. O período experimental foi de 115 dias, após 56 dias de adaptação. A inclusão do SPL na dieta determinou efeito quadrático sobre o ganho de peso, o consumo diário de matéria seca, o peso final e o peso de carcaça; efeito linear decrescente sobre a eficiência alimentar e o rendimento de carcaça; e aumento da espessura de gordura de cobertura e do peso do fígado. Não foram observadas diferenças entre tratamentos para a área de olho de lombo. As diferenças no desempenho não foram associadas ao menor consumo de alimentos ou ao teor de enxofre das dietas. O nível de 3,7% de SPL na matéria seca da dieta foi considerado o máximo recomendado para tourinhos em terminação recebendo dietas com alto teor de energia, quando o ganho diário de peso esperado seria de 1,23 kg/animal.

Degradação de silagens de capim-elefante contendo subproduto do urucum

To evaluate the dry matter, neutral detergent fiber and crude protein in situ degradation of elephant grass silages with five levels (0; 4; 8; 12 and 16%, on a fresh matter basis) of annatto grain by-product (AGBP), this work was carried out. A split-plot design, consisting on the addition levels the plots and the incubation times the sub-plots, with four replicates, was adopted. For the silages making, the elephant grass was cut 70 days-old and mixed to the by-product, in 20 plastic drums. The samples were dried, grid in a bolter of 5 mm mesh, being used 3 g of samples in each nylon bag, for incubation in the rumem for 0; 6; 48 e 96 hours; 2 ram without defined breed were used. Was observed increased the disappearance of the DM until the level 13.37% of addition of (AGBP) the elephant grass silages for the incubation time 48 hours, this level was that presented the most disappearance DM. For the NDF the disappearance increased until 16% of addition. For the whole of parameters of degradation, was observed that the level of addition of 16% of (AGBP) presented the most values for the potential and effective degradability of variables in question. The inclusion of the annatto grain by-product for elephant grass silage results in greater potential and effective degradability.

Consumo e digestibilidade aparente de dietas com níveis crescentes do subproduto do caju em ovinos

The present study was conducted to evaluate the intake and digestibility of diets containing increasing levels of byproduct of cashew in sheep. The animals were distributed in a completely randomized design were evaluated in four levels (0%, 20%, 40%, 60%) by product of cashew with four replicates, making up 16 observations. The indicator used was the Purified Lignin and Enriched - LIPE ®. The scorer was orally administered directly into the mouth of the animals, in the form of capsules 250mg/animal/dia for a period of two days and five days of adaptation samples being the same supplied with the aid of a hose polyethylene and a device allowing the release of the capsule in the esophagus of sheep. With the estimate made by the indicator LIPE was observed a reduction for DM, OM, CP, NDF, EE, NFC and MM along the inclusion of byproduct of cashew. The results of nutrient digestibility were not satisfactory with the inclusion of byproduct of cashew, reducing linearly with the inclusion of the diets. The use of increasing levels of byproduct of cashew in the diets of sheep did not provide satisfactory results, it is not feasible to use the animals studied in this experiment

Efeito de aditivos no valor nutritivo de silagens feitas com subproduto da extração do palmito de pupunha (Bactris gasipaes H.B.K.)

O objetivo deste experimento foi determinar a qualidade e o valor nutritivo de silagens do subproduto da pupunha, produzidas com aditivos, conforme os tratamentos: T1 - Testemunha (sem aditivo); T2 - Adição de 2,5% de açúcar; T3 - Adição de 10,0% de polpa cítrica e T4 - Adição de 10,0% de milho moído, base da matéria natural. Verificou-se que a adição 10% de polpa cítrica (PC) ou milho moído (MM) elevou o teor de matéria seca da massa a ser ensilada, bem como da silagem, em 6,5 e 8,0 unidades percentuais, respectivamente. Silagens com aditivos apresentaram menores valores de nitrogênio amoniacal (N-NH3 / NT) e pH. O consumo de matéria seca foi maior para as silagens feitas com PC ou MM, atingindo 85 g/kg PV0,75 ou 2,1% do PV, contra 44,7 g/kgPV0,75 ou 1,12%, para as silagens sem aditivo ou com 2,5% de açúcar. O coeficiente de digestibilidade aparente da matéria seca, também foi superior para as silagens contendo 10% de PC ou MM (65,0%) em relação à média das demais (52,0%). A digestibilidade da parede celular não mostrou tendência definida em função dos tratamentos. A silagem de subproduto da pupunha feita com a adição de 10% de polpa cítrica ou milho moído, apresentou valor nutritivo semelhante às silagens de forrageiras convencionais.

Utilização de glicerina, subproduto do biodiesel, na alimentação de bovinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)