Engenharia Química

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Administração da produção: uma proposta de projeção do uso dos conceitos métodos, e ferramentas para a administração da produção, um estudo de caso na empresa do ramo saneante e veterinário
(2017-02) Polli, Michelen; Rosário, Cláudio Roberto Do; http://lattes.cnpq.br/3309090166138333; Rosário, Cláudio Roberto Do; Lagemann, Carlos Henrique; Borsoi, Cleide
A competitividade de mercado fez com que as organizações buscassem cada vez mais por alternativas viáveis para o sistema de produção e operações, envolvendo redução de custos, maior qualidade e flexibilidade. O sistema de produção e operações é estruturado dependendo de qual será a produção da empresa, qual será a demanda, o produto fabricado, e vários outros fatores que influenciam diretamente no sistema. A busca por melhorias na administração da produção tem aumentado na mesma proporção da competitividade global. Nesta direção, o presente trabalho analisa as ferramentas, métodos e técnicas disponíveis na literatura sobre administração da produção, e tem, como intenção, proporcionar a compreensão da organização da produção. Tendo em vista o cenário que a empresa em estudo está inserida, o planejamento e controle da produção torna-se importante quando bem aplicado. O presente trabalho objetiva apresentar um estudo de caso do processo de fabricação e comercialização de produtos saneantes e de uso veterinário em uma empresa de pequeno porte. O objetivo principal do trabalho é propor uma sistemática teórica/prática de projeção de um modelo de sistema produtivo adequado a realidade da empresa estudada. O trabalho está baseado no estudo do estado da arte na literatura e através da coleta e análise de dados da empresa, confrontado com as informações obtidas na literatura. As soluções propostas e os resultados do trabalho devem seguir o objetivo da empresa. Utilizou-se artigos datados a partir de 2006 até 2016 disponibilizados no site da Associação Brasileira de Engenharia de Produção (ABEPRO) restrito ao exame em artigos do tipo estudo de caso. O trabalho projeta a implantação de técnicas de administração da produção como forma de promover resultado eficaz em todo o sistema produtivo da empresa, bem como tornar a empresa mais competitiva.
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Análise de efluente bruto e proposta de estação de tratamento de efluentes em indústria cervejeira do Vale do Taquari
(2019-11) Cunha, Letícia Carolina Da; Lehn, Daniel; http://lattes.cnpq.br/5454474578459492
Mundialmente conhecida, a cerveja é uma bebida alcoólica que tem conquistado espaço no mercado, sendo o Brasil o terceiro maior produtor mundial. Indústrias do ramo cervejeiro buscam melhorias e aumento de volume de produção, o que acarreta em geração de resíduos da fabricação, e o tratamento e descarte correto destes são essenciais para redução dos impactos ambientais. Legislações específicas foram criadas para determinar padrões de lançamentos de efluentes nos corpos receptores. O presente trabalho realizou o estudo do processo produtivo de cerveja Pilsen em uma indústria do Vale do Taquari, caracterizando o efluente gerado através de análises físico-químicas, e verificando a performance do sistema de tratamento de efluentes atual da indústria. A partir da caracterização, foi realizado teste de tratamento preliminar do efluente e dimensionamento do processo de lodo ativado. Para a caracterização do efluente, foram feitas três campanhas de amostragem em três pontos do sistema de tratamento atual da fábrica e as determinações analíticas se deram em efluentes provenientes da etapa de produção da cerveja Pilsen e da etapa de limpeza da fábrica, sendo analisados teores de DBO5, DQO, sólidos sedimentáveis, pH, turbidez, fósforo total e nitrogênio total Kjeldahl. Para avaliar a eficiência de remoção de parte dos poluentes do efluente, testou-se a floculação a partir de ensaios de Jar Test, onde o efluente clarificado mostrou reduções expressivas de cor e turbidez e redução de DQO, indicando contribuição da floculação para alcançar os padrões de lançamento exigidos. O sistema de lodo ativado dimensionado a partir da caracterização do efluente bruto é composto de reator aeróbio de 56,23 m3, com tempo de retenção hidráulico de 4,32 dias, composto por sistema de aeração mecânica com dois aeradores superficiais. O decantador secundário dimensionado possui área superficial de 1,64 m2 e volume de 4,93 m3. Com este dimensionamento, estima-se que o sistema possa reduzir o valor de DBO5 inicial do efluente para 124,86 mg/L, que juntamente com ajustes no tratamento preliminar da empresa e a etapa de floculação, torna possível o atendimento dos padrões de lançamento exigidos pela legislação vigente.
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Avaliação da adsorção do cromo em efluente a partir de carvão ativado produzido com palito de erva-mate
(2023-12) Paes, Rafaela Klein; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Hoehne, Lucélia; Reisdorfer, Gustavo
A qualidade dos cursos de água vem sendo afetada de diversas maneiras sendo que a principal forma de poluição é através das indústrias, sobretudo pelo descarte incorreto dos resíduos tanto sólidos quanto líquidos. Estes efluentes líquidos podem concentrar metais pesados, com elevado potencial tóxico, como o cromo (Cr). Entre as diversas formas de tratamento destes efluentes está a adsorção com carvão ativado, porém o custo desse material é elevado e, por isso, estão surgindo diversas formas de desenvolvimento de carvão ativado, a partir da utilização de resíduos agroindustriais. Como no Rio Grande do Sul há predomínio do cultivo e do consumo de erva-mate, há elevada geração de resíduos e, portanto, buscando aproveitar os resíduos destas indústrias, aliando isto ao tratamento de efluentes, o objetivo deste estudo é caracterizar e obter resultados satisfatórios a partir de um carvão ativado produzido com os palitos de erva-mate, para a remoção do cromo de efluentes. Para isso, a metodologia utilizada consistiu em ativar o carvão fisicamente (CAF) com pirólise em mufla, a 700 ºC, por 45 min e quimicamente com cloreto de zinco (ZnCl2 ), hidróxido de sódio (NaOH) e ácido fosfórico (H3PO4 ), em proporção 1:1, sendo as amostras sintetizadas denominadas CAZnCl2 , CAH3PO4 e CANaOH e os resultados das análises de adsorção foram comparados ao carvão ativado comercial (CAC). Foram analisados diferentes pH, cujos resultados indicam que o melhor pH de adsorção é o 6, considerando-se a capacidade de adsorção, utilizando-se 0,2 g/L de carvão ativado no tempo de equilíbrio de 3 min, com maior capacidade de adsorção para CAH3PO4 e para CAZnCl2 . Já para as análises envolvendo a variação de concentração de cromo hexavalente (Cr (VI)), a partir de solução de efluente sintético, verificou-se que a maior eficiência foi obtida com CAH3PO4 na concentração de 1,77 mg/L Cr (VI), e durante a análise da variação do tempo de equilíbrio de adsorção, a amostra CAH3PO4 alcançou 90% de remoção de Cr (VI) com 5 min. Para a avaliação da eficiência do carvão ativado, foram elaboradas as isotermas de adsorção a partir dos modelos de Langmuir, Freundlich e de Brunauer, Emmett e Teller (BET), que constataram que o modelo de Freundlich foi o mais satisfatório para todas amostras analisadas. Através dos resultados obtidos, verifica-se que é possível desenvolver carvão ativado utilizando palitos de erva-mate, e que podem ser obtidos resultados satisfatórios na adsorção do Cr.
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Avaliação da atividade antioxidante DPPH e quelante da farinha e extrato do pseudofruto de Hovenia dulcis Thunberg obtido por ultrassom
(2020-11) Viciniescki, Renata Pelin; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760
A árvore Hovenia dulcis Thunberg (H. dulcis Thunb.), conhecida popularmente como uva japonesa, é um vegetal invasor que possui densa população na região sul do Brasil. Esta planta possui um pseudofruto rico em carboidratos e detentor de sabor doce, que pode ser utilizado na alimentação humana e animal, porém pouco explorado no país para fins alimentícios. Visando o proveito destes pseudofrutos, este trabalho busca extrair polissacarídeos que possam ser empregados em aditivos para a indústria alimentícia, apresentando atividade antioxidante DPPH (2,2-difenil-1- picrilhidrazila) e quelante. Para o estudo, os pseudofrutos foram obtidos na região serrana do Rio Grande do Sul, devidamente sanitizados e caracterizados de maneira físico-química. A extração do extrato foi realizada por método de ultrassom na condição de 550 W de potência, frequência do equipamento a 20 kHz, tempo de exposição de 50 minutos e temperatura de 60 oC no sonicador de ponteira. O material obtido na extração sofreu purificação por filtração. Com o extrato devidamente purificado, seus constituintes foram caracterizados bem como suas propriedades bioativas de antioxidante DPPH e quelante de Fe+2, análises igualmente realizadas para a farinha do pseudofruto. O extrato não apresentou polissacarídeos, apenas os monossacarídeos glicose e frutose, o que demonstra que a técnica de ultrassom nas condições utilizadas não foi eficiente na extração de polissacarídeos, já as análises de antioxidante DPPH e quelante Fe+2 também não apresentaram essas atividades bioativas. Já a farinha do pseudofruto apresentou atividade em ambas análises de antioxidantes, com IC50 (concentração do analito que induz metade do efeito máximo) de 3,36 (±0,01) mg.mL-1 para DPPH e 2,00 (±0,01) mg.mL-1 para quelante, valores próximos aos encontrados em literatura. Assim conclui-se que apesar do método e as condições de extração neste trabalho não resultarem na extração de polissacarídeos a farinha de pseudofruto da H. dulcis Thunb., apresenta atividade antioxidante DPPH e quelante de Fe+2.
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Avaliação da degradação de cefalexina por processo oxidativo avançado UV/H2O2 em solução aquosa
(2018-10-08) Altmayer, Taciélen; Reisdörfer, Gustavo; http://lattes.cnpq.br/6984133171974223
O desenvolvimento de processos de tratamento água e efluentes é fundamental para o bem-estar humano e ambiental. Os fármacos têm ganhado destaque como poluentes emergentes, pois mesmo em baixas concentrações trazem problemas ao meio ambiente. Dentre os fármacos estudados, os antibióticos são um dos mais preocupantes pois podem causar resistência bacteriana. Dentre os antibióticos, um dos mais utilizados atualmente é a cefalexina. Nesse segmento, destacam-se os Processos Oxidativos Avançados (POAs), em muitos casos considerados mais eficazes que processos convencionais. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar a degradação do antibiótico cefalexina em solução aquosa por meio de POA baseado na combinação entre lâmpada de mercúrio de radiação ultravioleta (UV) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Para isto utilizou-se um reator do tipo PFR (Plug Flow Reactor) de vidro, em combinação com três lâmpadas com radiação UV, protegidos por uma caixa de madeira. Diferentes pHs e concentrações de H2O2 foram avaliados. A concentração de cefalexina foi estabelecida em 30 ppm. O H2O2 foi adicionado na água junto com o analito. A cefalexina e H2O2 foram determinados por espectrofotometria de absorção molecular (UV). Depois de estabelecida a melhor condição foi realizado reciclo de 25, 50, 75 e 100% do experimento. Como resultados, tem-se que a melhor condição para degradação foi 70 ppm de H2O2 e pH 10. A partir dela, e considerando um reciclo de 100%, a melhor remoção foi de 26,14%. Assim, conclui-se que é possível degradar o antibiótico, contudo o ideal seria utilizar um reator de quartzo para melhor degradação da cefalexina.
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Avaliação da eficiência de processo oxidativo avançado, através da injeção de ozônio, na remediação da área contaminada por gasolina.
(2020-11) Ebeling, Jonas; Ethur, Eduardo Miranda; http://lattes.cnpq.br/0536800052883688
O aumento de casos de contaminação da água e do solo pelos petroderivados e a alta toxicidade destes produtos tornou imprescindível o desenvolvimento de técnicas, visando a atenuação do impacto ambiental. Dentre os diversos processos disponíveis para a remediação de sítios contaminados com hidrocarbonetos, os que utilizam oxidantes químicos se tornam os mais promissores, eficientes e rápidos para estabelecimento das concentrações de contaminantes em níveis aceitáveis perante as normativas vigentes. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do processo de remediação, através da técnica de injeção direta de Ozônio, em poços de monitoramento de posto revendedor com histórico de contaminação por Gasolina, durante o período de junho a outubro de 2020. Para verificação da eficiência do processo de ozonização, foram realizadas amostragens de água subterrânea nos pontos com maior concentração de benzeno verificada durante o monitoramento ambiental realizado em Janeiro de 2020 (PM01, PM03, PM13, PM16, PM21 e PM23), a cada 90 dias, tendo como finalidade a avaliação dos índices de Benzeno, Tolueno, Xileno e Etilbenzeno – série BTXE, presentes na água subterrânea contaminada e também avaliados in-situ, dados do comportamento do nível freático local e pH a cada 15 dias e a quantidade de oxidante dissolvido na água mensalmente. Como resultados dos trabalhos foram verificas reduções nas concentrações de Benzeno variando entre 79-100%, na de Tolueno (entre 80-100%), na de Etilbenzeno (entre 85-100%) e na de Xileno (entre 79-100%). Conclui-se desta forma que o processo operacional através da injeção de ozônio mostrou-se efetivo para mineralização dos compostos contaminantes da série BTXE, durante o período avaliado.
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Avaliação da produção de biogás a partir de resíduo sólido orgânico da indústria cervejeira
(2021-06) Endler, Isadora Arenhardt; Konrad, Odorico; http://lattes.cnpq.br/9946679953072196
A enorme variedade de cervejas e a grande busca da bebida têm aumentado o crescimento das indústrias cervejeiras. A alta produção de cerveja resulta em um enorme volume de resíduo dentro das indústrias, o qual necessita ser destinado de forma correta, para evitar impactos ao meio ambiente. Um dos resíduos gerados por essas indústrias é o resíduo sólido orgânico, mais conhecido como bagaço de malte, considerado uma ótima alternativa por contribuir com o aumento da energia renovável, pelo fato de possuir elevado teor de celulose. Uma técnica específica para o tratamento de resíduos sólidos é a digestão anaeróbia que auxilia na diminuição da emissão de gases efeito estufa. A digestão anaeróbia ocorre na ausência de oxigênio e é realizada em quatro etapas através de várias bactérias. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar a produção de biogás e metano a partir do resíduo sólido orgânico, o bagaço de malte, de uma indústria cervejeira localizada no Vale do Taquari, em escala laboratorial, através da digestão anaeróbia. As amostras foram submetidas ao experimento em triplicatas, por meio de reatores de 1000 mL, preenchidos com 500g de amostra (inóculo, celulose microcristalina e bagaço de malte), mantidos na incubadora bacteriológica a temperatura mesofílica de 35 oC. Para isso foram realizadas as análises de pH, sólidos totais, voláteis e fixos. O resultado dos sólidos voláteis do bagaço de malte foi de 96,67% e sólidos totais igual a 24,71%, consideradas porcentagens ótimas para a produção de biogás. O experimento obteve tempo de detenção de 26 dias, onde foi possível obter resultado satisfatório para o bagaço de malte. O volume de produção de biogás foi de 1.731,39 mL e produção de metano aproximadamente em 60%. Os resultados do potencial bioquímico de biogás e metano foi de 488,27 mLN/gSV e 265,12 mLN/gSV, respectivamente. Dessa forma, o substrato em questão tem alta capacidade de degradar a matéria orgânica e auxiliar na produção de energia renovável.
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Avaliação da proteção de folha de flandres com aplicação de diferentes revestimentos internos
(2024-12-05) Rosenbach, Guilherme; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Catto, André Luís; Hansen, Betina
A folha de flandres abrange grande parte do mercado que necessita de embalagens metálicas. Assim, aplicam-se revestimentos orgânicos, que são capazes não somente de proteger o produto, mas também a embalagem de possíveis degradações, pois a aplicação inadequada de revestimentos orgânicos em folhas de flandres pode causar problemas de corrosão. Essa corrosão aumenta a interação entre os constituintes da embalagem e o produto, o que pode resultar na deterioração da embalagem e ocasionar contaminação do produto pelos metais presentes. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar o desempenho de três revestimentos orgânicos aplicados à folha de flandres como uma barreira protetora em embalagens metálicas. Para desenvolvimento deste trabalho, foi realizada a aplicação industrial de três diferentes revestimentos orgânicos (epóxi, epóxi-fenólico e esmalte epóxi Vitalute 745 - griss) sobre a folha de flandres, em uma indústria localizada na cidade de Estrela, no Vale do Taquari, RS. Para a avaliação dos revestimentos foram realizados ensaios de cura utilizando o método de dissolução com solvente metil-etil-cetona, ensaios mecânicos como aderência do revestimento, teste de impacto e flexibilidade, além de ensaios de degradação à umidade por 24 horas em câmara úmida saturada de água. Além disso, foi realizada uma avaliação por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) após realização do ensaio eletroquímico através do Potencial de Circuito Aberto (OCP). Os revestimentos analisados apresentaram espessuras uniformes, com o epóxi-fenólico sendo o com a menor espessura e o epóxi, o mais espesso. A avaliação de cura revelou que o epóxi- fenólico apresentou maior perda de espessura em testes de dissolução por solvente, indicando menor resistência ao metil-etil-cetona em comparação aos outros revestimentos. Todos os vernizes atingiram a classificação máxima de adesão, sem trincas ou desplacamentos nos testes de impacto e cunha. A análise de degradação da umidade confirmou a integridade do substrato metálico, enquanto os ensaios eletroquímicos mostraram que o epóxi-fenólico apresentou a melhor resistência à corrosão, embora todos os revestimentos apresentem suscetibilidade à oxidação ao longo do tempo. O esmalte epóxi vitalure 745 - griss, apesar de um potencial de corrosão menos nobre, também demonstrou eficácia na proteção contra a corrosão. Em conclusão, Todos os revestimentos orgânicos analisados mostraram potencial para embalagens de esmaltes, vernizes e tintas à base de água, devendo a escolha considerar o acabamento e as especificidades do produto.
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Avaliação da redução de valores calóricos e teores alcoólicos na produção de cerveja artesanal light
(2019-06) Ruschel, Leonardo Schardong; Catto, André Luís; http://lattes.cnpq.br/5881191001091059
A cerveja é uma bebida obtida pela fermentação alcoólica cujo processo de elaboração é cada vez mais qualificado e melhor controlado. A produção artesanal utiliza técnicas que não necessitam de equipamentos com alta tecnologia, permitindo obter assim um produto final com mais sabor. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi de produzir uma cerveja artesanal light, buscando a redução do seu valor energético, do teor alcoólico e que tivesse boa aceitabilidade. O processo de produção da cerveja seguiu as seguintes etapas: moagem do malte, mosturação, filtração do mosto, fervura, tratamento do mosto, fermentação, maturação, clarificação, estabilização, carbonatação e envase. Para a obtenção das cervejas light foram realizadas cinco produções com diferentes quantidades de malte e lúpulo, sem alterar as quantidades de água e leveduras. O tipo de cerveja escolhido foi a Dry Stout, por ser de alta fermentação, encorpada e produzida a partir de malte torrado. Os ensaios de caracterização das cervejas foram realizados em triplicata, sendo avaliado o teor alcoólico, a umidade, cinzas, proteína, lipídios, carboidratos e posteriormente o valor energético, além de uma análise sensorial de cada cerveja produzida e avaliação de sua viabilidade econômica. Os resultados das análises físico-químicas comprovaram que dentre as 5 bateladas de diferentes concentrações de lúpulo e cevada produzidas, apenas a cerveja 5 (de menor densidade) se enquadrou na categoria de cerveja light. Houve também um indicativo de que com a redução dos valores calóricos, sucedeu-se uma redução dos teores alcoólicos. Com base nas análises sensoriais, verificou-se que de modo geral houve um pequeno decréscimo nas notas e na aceitação da cerveja 1 (maior densidade) em relação as demais cervejas, até a cerveja 5. O estudo também revelou que a produção de cerveja artesanal light é viável economicamente, pois os preços estipulados para o produto ficaram abaixo dos preços de venda de dois fornecedores consultados. Com isso, conclui-se que por meio da metodologia proposta é possível se obter uma cerveja artesanal light de boa aceitabilidade pelo público e custos abaixo do padrão, podendo trazer benefícios à saúde, sociais, econômicos e culturais.
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Avaliação da utilização de água ozonizada no processo de desinfecção de um sistema de ordenha
(2018-10-08) Weber, Bárbara; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760
O leite é um produto importante na dieta humana, além de ser a base para produção de outros alimentos. No Brasil, a pecuária leiteira possui um papel importante na economia, gerando empregos e insumos para outros ramos da indústria. A qualidade do produto fornecido ao consumidor é o principal aspecto da produção, e leva em consideração a saúde do animal, o processo de ordenha, as diferentes etapas da indústria e toda a cadeia de distribuição. O processo de ordenha é o ponto mais crítico e onde o risco de contaminações é evidente, por isso é essencial uma boa higienização do animal e dos equipamentos utilizados no processo. Assim, o objetivo desse trabalho consiste em avaliar a utilização de água ozonizada no processo de desinfecção de um sistema de ordenha canalizada na produção leiteira, comparando com o processo químico convencional. Foram avaliados os parâmetros microbiológicos de Contagem Bacteriana Total (CBT) e Contagem de Células Somáticas (CCS) do leite obtido nos processos citados, a fim de comparar os métodos, bem como foi avaliada a composição do leite. Também foi realizado um comparativo da viabilidade econômica e ambiental dos processos de desinfecção utilizados. Comparando os resultados obtidos para CBT verificou-se uma diminuição dos valores obtidos ao aplicar o sistema de desinfecção com água ozonizada, com uma concentração de 0,049 ppm. O processo utilizando água ozonizada também apresentou-se vantajoso economicamente e ambientalmente em comparação ao químico convencional. Com isso, a desinfecção dos sistemas de ordenha com água ozonizada torna-se viável na substituição de procedimentos que utilizam produtos químicos e geram efluentes danosos ao ambiente.
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Avaliação de processo de folheação em ouro isento de cádmio
(2021-12-15) Andrighi, Nicolas; Hoehne, Lucélia; http://lattes.cnpq.br/1088266827926373
Devido aos danos de saúde e problemas ambientais causados pelos metais cádmio (Cd) e chumbo (Pb) utilizados na produção de joias, semijoias e adornos, vem aumentando o número de pesquisas relacionadas à substituição desses metais. Dentre essas pesquisas, um banho de folheação 18 quilates (K) isento de Cd na composição de sua liga foi proposto, e está sendo usado em algumas empresas. No entanto, é necessário verificar sua eficiência em diferentes peças. Assim, este trabalho realizou a avaliação dos processos de folheação 18K com e sem Cd na composição de sua liga, analisando a resistência à corrosão e a dureza da eletrodeposição do processo de folheação, a fim de compará-los em anéis e pingentes. As peças que foram avaliadas passaram inicialmente pelo processo de preparação da superfície onde foi realizado o tratamento mecânico e químico. Com a superfície preparada para eletrodeposição as peças passaram pelos banhos de cobre (Cu) alcalino, Cu ácido, níquel (Ni), pré-ouro (Au), folheação e cor final. No processo de folheação 18K foi realizada a deposição de 7 e 15 milésimos de Au em anéis e pingentes onde metade das amostras foram folheadas pelo processo com Cd em sua liga e a outra metade foram folheadas pelo processo isento de Cd. A avaliação foi realizada por análises de resistência a corrosão através dos métodos de névoa salina, de imersão em uma solução corrosiva e de sudorese, já a análise de dureza foi realizadas através do método de durômetro de lápis Wilburn e a resistência à abrasividade foi avaliada através de testes tribológicos. Após a finalização dos testes, as peças passaram por uma avaliação por lente de aumento para melhor visualização dos danos causados, facilitando a comparação. Além disso, avaliou-se o custo dos processos realizando orçamentos com empresas que fornecem os processos. Os resultados obtidos mostram que a resistência à corrosão de ambos processos de folheação são equivalentes e que o processo isento de Cd possui menor resistência a abrasividade, porém os resultados foram aceitáveis. Porém o custo do investimento da empresa, para a montagem do processo isento de Cd é 5,76 vezes maior que o custo do processo tradicional. Dessa forma, o processo de folheação de Au isento de Cd está apto a ser utilizado pela indústria a fim de atender a portaria n° 123 do INMETRO.
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Avaliação do estágio ácido na etapa de pré-branqueamento em uma indústria produtora de celulose de eucalipto
(2019-11) Zambiasi, Guilherme Valduga; Catto, André Luís; http://lattes.cnpq.br/5881191001091059
O controle dos processos em uma planta industrial é fundamental para que se opere de maneira eficaz, consumindo o mínimo de matérias-primas e energia, para obter um produto de qualidade ao final da produção. A formação de produtos intermediários pode ser um problema em uma planta industrial, causando contratempos ao processo produtivo. A formação de ácidos hexenurônicos (HexAs) durante o cozimento da madeira, no processo de obtenção de celulose a partir da madeira de eucalipto, é um destes inconvenientes observados. Os ácidos hexenurônicos reagem com os agentes de branqueamento, causando seu maior consumo e aumentando significativamente os custos produtivos. Além disto, quando não removidos estes ácidos são identificados como uma das maiores causas da reversão de alvura na polpa celulósica branqueada. A remoção dos HexAs ocorre, principalmente, através de um processo de hidrólise ácida conhecido como estágio ácido, na qual os HexAs são transformados em ácidos menos reativos. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi avaliar a etapa de estágio ácido em uma indústria produtora de celulose branqueada de eucalipto. Através dos resultados observados verificou-se que o processo existente, em condições normais de operação, é responsável pela diminuição de mais de 50% do Número Kappa, indicando uma efetiva remoção dos HexAs. Em laboratório observaram-se as condições ótimas de operação, avaliando-se que tanto o pH quanto a temperatura e o tempo de retenção influem diretamente na eficiência do estágio ácido. Também pode-se observar que as os parâmetros ótimos de operação encontrados em laboratório se assemelham muito aos parâmetros encontrados no processo real, indicando que este já está otimizado. Outro tema abordado neste trabalho foi a influência econômica do estágio ácido, no qual percebeu-se que, se operando de otimizada, observam-se grandes benefícios financeiros, principalmente sob o espectro da redução de reagentes no processo.
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Avaliação do tratamento biológico por lodos ativados para oxidação aeróbica de efluentes com sulfeto
(2024-07) Santos, Laura Capelão Renner dos; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Lehn, Daniel Neutzling; Reisdorfer, Gustavo
O crescente consumo de defensivos agrícolas tem gerado grandes quantidades de efluentes industriais, especialmente das indústrias produtoras desses insumos. Esses efluentes, oriundos da limpeza de equipamentos, purificação de gases e laboratórios de controle de qualidade, contêm compostos orgânicos tóxicos, persistentes e substâncias sulfuradas, incluindo sulfeto de hidrogênio, que é tóxico, malcheiroso e corrosivo. O tratamento biológico por lodos ativados é uma alternativa eficiente e econômica para tratar esses efluentes, utilizando microrganismos e oxigênio para metabolizar e flocular a matéria orgânica. O oxigênio dissolvido é essencial nesse processo, pois permite a oxidação da matéria orgânica pelas bactérias aeróbias, reduzindo expressivamente a demanda biológica de oxigênio (DBO) e a demanda química de oxigênio (DQO). Desta forma, o presente estudo avaliou o tratamento biológico por lodos ativados, através da oxidação aeróbica, com a finalidade de promover a redução da concentração de sulfeto presente em um efluente oriundo de uma indústria de defensivos agrícolas. Para a realização do trabalho, foram realizadas cinco condições experimentais avaliando a influência do oxigênio dissolvido (OD) em uma planta piloto de lodos ativados. Foram avaliados os parâmetros de DQO, pH, sólidos suspensos totais e voláteis, nitrogênio amoniacal, fósforo, sulfato e sulfeto. Observou-se que o sistema apresentou uma maior eficiência de remoção de sulfeto para concentrações de OD acima de 4 mg/L. Em relação a DQO, mesmo o sistema apresentando concentrações de OD abaixo de 1 mg/L para o tanque de aeração 1, a sua eficiência de remoção não foi afetada, pois as concentrações de OD elevadas no tanque de aeração 2 supriram as necessidades do sistema. Portanto, conclui-se que, através dos resultados obtidos, que o sistema de tratamento por lodos ativados é eficiente para promover a oxidação aeróbica do sulfeto e a remoção da sua concentração no efluente tratado, atingindo uma eficiência de 99%. Além disso, o sistema também foi eficiente para remoção de DQO, atingindo percentuais de até 95%.
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Avaliação e dimensionamento de um sistema de transporte pneumático em uma indústria de leite em pó
(2019-01-16) Scheibel, Matheus; Catto, André Luís; http://lattes.cnpq.br/5881191001091059
O transporte de sólidos é uma operação unitária de grande importância nas indús-trias, a qual visa a movimentação de sólidos granulares ao longo das áreas de pro-dução. O estudo desta etapa produtiva pode causar grande impacto econômico além de proporcionar melhorias na qualidade do produto final. Atualmente, uma empresa produtora de leite em pó localizada no Vale do Taquari possui um sistema de transporte do produto final a partir de roscas helicoidais, onde ocorrem problemas principalmente na homogeneidade de distribuição às linhas de envase e também de contaminações ocasionadas pela fricção dos helicoides na proteção do transpor-tador. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é propor e desenvolver um novo siste-ma de transporte destinado à distribuição do leite em pó às linhas de envase da em-presa, onde o projeto consiste no planejamento e desenvolvimento teórico de um transportador pneumático com exaustores centrífugos e tubulações, bem como a comparação e análise de custo de energia elétrica entre o processo atual e o novo proposto. A partir da metodologia descrita para o dimensionamento do transportador pneumático, foi possível determinar as variáveis estruturais e de funcionamento, pontos importantes na caracterização da movimentação do leite em pó ao longo dos dutos de transporte e escolha de equipamentos que compõem o sistema. Com isso, os principais resultados obtidos para o novo sistema de transporte proposto são a velocidade de transporte, diâmetro de duto e potência do exaustor, onde se obteve valores de 18,47 m/s 273,73 mm e 2,13 hp respectivamente. Através destes resulta-dos, pode-se prever o funcionamento do sistema de transporte de sólido quanto a sua fluidização, determinar a dimensão do tubo de passagem da mistura de ar e só-lidos, e a potência do exaustor para que se tenha a vazão de ar adequada para o arreste do material particulado ao longo do transportador pneumático.
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Caracterização de mistura asfáltica com incorporação de borracha moída de pneus inservíveis com diferentes concentrações de óleo vegetal residual
(2023-12) Heberle, Gabriel; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Reisdorfer, Gustavo; Catto, Andre Luis
O asfalto convencional vem passando por modificações para fins de melhor resistência e durabilidade nos últimos anos. Alguns pesquisadores observaram que para uma melhor resistência a fissuras, podem ser adicionados ao cimento asfáltico de petróleo diferentes tipos de materiais como polímeros, fibras, borracha moída de pneus inservíveis, entre outros. A utilização de borracha moída, pode auxiliar na maior durabilidade a fissuras, modificando de forma negativa a viscosidade do material durante o processamento e quando adicionado ao ligante. Com isso, o objetivo deste estudo consiste em avaliar as características do ligante asfáltico com incorporação de borracha moída de pneus inservíveis na proporção de 21% em massa e diferentes concentrações de óleo vegetal residual, nas concentrações de 5, 10 e 15% em massa. As amostras foram obtidas por meio de processo de aquecimento do ligante, a aproximadamente 135 ºC, com agitação manual. Com o ligante na temperatura desejada, foram adicionadas as quantidades de borracha e após o óleo vegetal residual para cada amostra. Os ensaios de caracterização realizados foram: ponto de amolecimento, viscosidade de Brookfiled e teste de penetração. O cimento asfáltico de petróleo (cap) modificado com 21% de borracha e contendo 5% de óleo vegetal residual de soja foi a única amostra que apresentou redução na viscosidade, atendendo a norma do DNIT 095/2006, apresentando viscosidade de 115 cP, 51% menor que o cap convencional e teste de penetração abaixo do limite de 150 mm, suportando temperaturas de aquecimento superiores a 177 ºC. De modo geral verificou-se que 5% de óleo vegetal residual pode ser uma alternativa viável para utilização como aditivo redutor de viscosidade, reduzindo as rachaduras e o envelhecimento do cap.
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Concentração de proteínas do soro de queijo por ultrafiltração em planta piloto
(2023-12) Fiegenbaum, Tamara Inês; Lehn, Daniel Neutzling; http://lattes.cnpq.br/5454474578459492; Souza, Claucia Fernanda Volken de; Hoehne, Lucélia
Com o aumento da produção de alimentos para atender ao crescimento populacional, há maior geração de resíduos, mesmo que estes, proporcionalmente em relação à produção, tenham diminuído. Evidencia-se a necessidade da busca por alternativas capazes de reaproveitar as sobras de produção possibilitando a geração de outros produtos de características e funcionalidades distintas. Suplementos alimentares constituem uma opção de produção que pode utilizar determinados sobras de produção gerados na fabricação de queijos como insumos, dadas as características nutricionais dessas substâncias. Nesse contexto, surge o soro de queijo como fonte promissora de proteínas de alta qualidade nutricional e aminoácidos essenciais. Tendo em vista a importância que o suplemento possui na nutrição humana, técnicas e processos industriais estão sendo estudados para estimular o reaproveitamento de coprodutos gerados na produção de alimentos para servirem como ingredientes na fabricação de outros produtos com valor agregado. Em razão disso, o uso de processos de separação por membranas, como a ultrafiltração, aplicados ao soro de queijo de origem bubalina é uma alternativa para o reaproveitamento desse coproduto e pode ser utilizada para obter um concentrado proteico de qualidade. O presente trabalho teve como objetivo realizar a separação das proteínas do soro do queijo de origem bubalina in natura a fim de obter um concentrado proteico por meio da ultrafiltração usando duas plantas piloto distintas, visando avaliar a eficiência de ambas para a utilização do concentrado proteico na fabricação do suplemento alimentar tipo whey protein. Foram caracterizados por meio de análises físico-químicas em triplicata os soros in natura coletados, bem como os permeados e retentados obtidos, em termos de umidade, teores de proteínas, gordura, cinzas e carboidratos. O soro ácido apresentou uma concentração de proteínas de 18,38% (m/m) e o soro doce atingiu concentração de 14,34% (m/m). O soro doce foi utilizado na Planta Paillasse e o soro ácido na Planta Reseta com membranas semelhantes e condições operacionais similares. Ocorreram diferenças expressivas nos teores de gordura e proteínas nos retentados e permeados dos dois soros. Com os resultados obtidos, foi possível concluir que a Planta Reseta apresentou maior eficiência do que a Planta Paillasse, evidenciando que a membrana de ultrafiltração usada na primeira planta piloto está em melhores condições do que a segunda. O tempo de operação influi diretamente no grau de concentração proteica dos retentados. Nenhum dos retentados obtidos atingiu os 30% de concentração para ser considerado um concentrado proteico, exigindo-se maior tempo de separação. Recomenda-se o emprego da microfiltração ou centrifugação para remoção de gordura antes da ultrafiltração.
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Construção e avaliação de um concentrador solar cilindrico parabólico para aquecimento de água residencial
(2017-02) Kroth, Fabrício Augusto; Silva, Maria Cristina De Almeida; http://lattes.cnpq.br/9869060302961704
Dentre as causas que reforçaram a procura por fontes de energia renováveis, ressaltam-se a crise do petróleo dos anos 70, bem como os problemas ambientais gerados pela queima de combustíveis fósseis. A energia solar teve um grande avanço, tanto em relação à pesquisa, como à utilização, e já é possível encontrar diversos equipamentos para geração de eletricidade, ou mesmo, para o aquecimento de água em prédios e residências. Um exemplo é o concentrador solar cilíndrico parabólico, o qual é utilizado em diversas usinas para geração de energia elétrica de forma sustentável. Este trabalho apresenta o projeto, construção e avaliação de um protótipo deste concentrador para o aquecimento de água residencial, e a sua comparação com um coletor solar de tubos a vácuo de 5 m², encontrado no mercado brasileiro. Primeiramente realizou-se o teste com 500 mL de água pelo período de dez minutos com sistema aberto, obtendo até variação de temperatura de 33,7°C, após com sistema fechado obtendo uma variação de 52,4°C. A temperatura máxima da água obtida no protótipo foi de 65,4°C. Na comparação entre os sistemas o coletor de tubos a vácuo apresentou potência de 1,15 kW enquanto o protótipo apresentou 0,91 kW. A comparação foi realizada pelo sistema de termossifão e a temperatura da água no reservatório de 150 L do protótipo ficou em torno dos 30°C. O custo do protótipo foi de R$ 520,00, e com a instalação de um sistema de isolamento térmico na tubulação teria a capacidade de aquecer a água a mais de 40°C, fazendo com que o equipamento se tornasse viável para aplicação do aquecimento de água em residências sem o uso de aquecimento externo. Considerando o custo do kWh de R$ 0,70, o retorno do investimento seria em torno de sete meses.
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Degradação da amoxicilina por processo oxidativo avançado em operação contínua
(2019-12) Dahmer, Bruno Rampanelli; Reisdörfer, Gustavo; http://lattes.cnpq.br/6984133171974223
O uso indiscriminado e a presença de antibióticos no ambiente representa um grande risco para a saúde, principalmente por sua influência sobre a microbiota e sua associação ao aumento do número de microrganismos multirresistentes. A amoxicilina é um antibiótico de amplo-espectro, pertencente à classe das penicilinas, de grande uso na medicina humana e/ou veterinária. Devido a sua baixa metabolização no organismo, a amoxicilina muitas vezes está presente nos efluentes domésticos ou hospitalares. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos a construção de um protótipo de reator em fluxo com dióxido de titânio fixado ao leito e avaliar a degradação da amoxicilina por fotólise com diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio em meios ácido, neutro e alcalino. O protótipo de reator foi construído a partir de conduto de PVC seccionado longitudinalmente. Como resultados, a maior degradação (67%) foi obtida nas condições de 500 mg/L de peróxido de hidrogênio e pH 9, com tempo de residência de 20 minutos. O dióxido de titânio fixado ao leito apresentou baixa ou nenhuma atividade fotocatalítica, provavelmente devido a sua morfologia e granulometria. A toxicidade das soluções de amoxicilina tratadas com 500 mg/L de peróxido de hidrogênio, nas três condições de pH, foi testada frente Artemia salina. As amostras obtidas após o tratamento em meio neutro mostraram-se mais tóxicas que aquelas em meio alcalino e ácido.
Restrito
Degradação de norfloxacina utilizando processos oxidativos avançados
(2023-06) Barzotto, Henrique Panis; Hoehne, Lucélia; http://lattes.cnpq.br/1088266827926373; Kuhn, Daniel; Lehn, Daniel Neutzling
O aumento de micropoluentes em recursos naturais tornou-se uma preocupação global visto que podem ocasionar perigo dentro de um ecossistema aquático. Os processos convencionais utilizados por estações de tratamento de efluente e água não são eficazes na remoção destes micropoluentes em virtude de apresentarem uma baixa biodegradabilidade. Dentro deste grupo de micropoluentes, encontram-se os fármacos que são considerados compostos pseudos persistentes e seus metabólitos induzem um risco ao ecossistema natural. Devido a isso, o presente trabalho avaliou a degradação de Norfloxacina através de Processos Oxidativos Avançados (POAs), utilizando tratamento com Ultravioleta (UV) e combinado com UV/H2O2. A degradação ocorreu em reator do tipo batelada utilizando os dois processos, sendo realizada uma coleta de amostra para avaliação no espectrofotômetro de absorção molecular na região do UV/Vis em curtos intervalos de tempo. Os testes foram realizados em lâmpadas de 55 W e 95 W, com distância de 15 cm, 10 cm, 5 cm do reator e com variações do pH das soluções em 3,7 e 10. A melhor degradação encontrada foi com a lâmpada de 95W em uma distância de 5 cm com o pH ajustado em 3, com a adição de 1,5 mL peróxido de hidrogênio, com uma eficiência de 98,30%. Para avaliar a toxicidade da amostra, realizou-se o teste em sementes de alface, onde as mesmas cresceram, demonstrando que o tratamento com este tipo de POA pode ser utilizado, não sendo tóxicos para o vegetal avaliado.
Restrito
Degradação do micropoluente ibuprofeno usando Processo Oxidativos Avançados
(2023-06-19) Schweizer, Ytan Andreine; Hoehne, Lucélia; http://lattes.cnpq.br/1088266827926373; Souza, Claucia Fernanda Volken de; Kuhn, Daniel
O crescimento gradativo da população atrelado com a expansão industrial nas últimas décadas contribuíram para o aumento da poluição no meio ambiente. Estudos mostram sobre o surgimento de uma nova classe de contaminantes emergentes, os chamados micropoluentes (podem ser agrotóxicos, metais pesados, fármacos, hormônios e cosméticos). Esses têm seus efeitos pouco conhecidos, suas moléculas são estáveis o que os tornam bioacumulativos. O fármaco ibuprofeno é muito consumido nos dia atuais, ele é amplamente usado como analgésico, para o alívio dos sintomas de artrite, febre, dismenorreia e é classificado como um anti-inflamatório não esteroidais. Sua estrutura molecular é de difícil degradação, e os sistemas de tratamentos de água convencionais não os eliminam de uma forma eficiente. Dentro desse contexto, para a degradação deste fármaco, necessita de metodologias mais eficientes, por exemplo, como os processos oxidativos avançados (POAs). Dessa forma, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar a degradação do ibuprofeno utilizando POAs do tipo UV/H2O2 e UV/H2O2/Fe (Foto-Fenton) e somente UV. Para o UV, soluções de 21 g/L do fármaco foram inseridas próximo a um reator em batelada contendo uma lâmpada ultravioleta (UV), variando a potência da lâmpada, distância entre a lâmpada e o reator e pH da solução. Alíquotas foram coletadas a cada 2 min em um período de 15 min e foi avaliada a absorbância do fármaco no espectrofotômetro de absorção molecular da região do UV-Visível. Para os POAs, as soluções do micropoluente foram feitas e diferentes condições com quantidades de peróxido de hidrogênio e cloreto de ferro foram adicionadas e inseridas em um reator em batelada contendo uma lâmpada de 125 W com variações no tempo de degradação entre 15 a 45 min. Alíquotas foram coletadas ao final de cada degradação e foi avaliada a absorbância do fármaco da mesma forma que os demais tratamentos anteriores. Como resultado, a fotólise e o UV/H2O2 não degradam o fármaco, porém a metodologia Foto-Fenton se mostrou eficiente, degradando, em uma das condições dos testes, mais de 80% do ibuprofeno. A melhor condição de degradação do ibuprofeno entre as metodologias aplicadas foi avaliada com testes de toxicidade usando Lactuca sativa, o qual apresentou toxicidade. Dessa forma, torna-se importante avaliar todas as etapas e verificar se os tratamentos, por mais que apresentem degradação do micropoluente, sejam seguros a ponto de serem lançados em corpos hídricos.

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