Engenharia Química

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    Explorando o potencial do biocarvão de tabaco na agricultura: uma investigação sobre seu impacto como condicionante de solo
    (2024-07-22) Schmidt, Gabriele; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Catto, André Luis; Hoehne, Lucelia
    A produção de biocarvão é considerada uma alternativa promissora para o gerenciamento de resíduos industriais, oferecendo diversos benefícios para a agricultura e o meio ambiente. Através da pirólise de materiais orgânicos, como resíduos industriais, o biocarvão é gerado, sendo um material rico em carbono com propriedades promissoras para o solo. Portanto, o objetivo deste estudo foi utilizar resíduos de tabaco para produzir biocarvão e avaliar seu potencial como condicionador de solo. O biocarvão foi obtido através da técnica de pirólise em atmosfera inerte com gás nitrogênio (N₂), sendo utilizadas três temperaturas de pirólise diferentes: 300, 500 e 700 °C. O solo utilizado neste estudo foi obtido de uma propriedade localizada no interior de Venâncio Aires/RS. Foram adicionados, de forma manual, 10 g de biocarvão em 500 g de solo em base seca. As amostras de solo com e sem a incorporação do biocarvão, após 30 dias em temperatura de 25 °C e com umidade variando entre 60 e 80%, foram analisadas em relação às características químicas e físicas. O biocarvão demonstrou um aumento de 38% no rendimento a 300 °C em comparação com 700 °C. Em relação ao pH, todas as amostras apresentaram características alcalinas, variando entre 9,85 a 10,05. As análises químicas e físicas confirmaram a eficácia dos biocarvões aplicados ao solo como condicionadores, especialmente a amostra produzida a 700 ºC, que apresentou teores mais elevados de fósforo (P) (124,6 mg.dm-3) e potássio (K) (3355 mg.dm-3). Todas as amostras apresentaram níveis elevados de micronutrientes, o que é benéfico para as plantas, embora exija análises regulares para evitar possíveis danos a elas. Além disso, observou-se aumento nos parâmetros de Saturação da Capacidade de Troca Catiônica (CTC) por Bases e o índice SMP (Shoemaker, McLean e Pratt) com a temperatura, destacando novamente a amostra a 700 ºC como a mais adequada para melhorar as propriedades do solo, com uma Saturação da CTC por Bases de 96,5% e Índice SMP de 7,6. Concluiu-se que a utilização dos resíduos de tabaco para o desenvolvimento de biocarvão é uma alternativa sustentável e promissora, assim como a incorporação do biocarvão aplicado no solo se mostrou viável para atuar como condicionante de solo.
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    Avaliação do tratamento biológico por lofos 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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    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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    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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    DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE CERVEJA ARTESANAL PRODUZIDA COM ADITIVO AROMAZYME
    (2023-12) Zeni, Fabrício; Borsoi, Cleide; http://lattes.cnpq.br/5313130825028760; Lehn, Daniel Neutzling; Catto, André Luis
    A biotransformação do lúpulo é uma das maneiras de gerar um melhor aproveitamento deste importante insumo da cerveja, diminuindo custos de produção, além de conceber a bebida sabores especiais e aromas mais marcantes. A β-glicosidase é uma enzima que possui grande capacidade de promover a biotransformação, realizando a hidrólise de compostos ligados glicosidicamente em glicose e terpenos aromáticos. O Aromazyme da Lallemand Inc. é um preparado enzimático desta enzima específica, sendo indicado para a realização dessa transformação em cervejas. Dadas as informações apresentadas, este trabalho teve como objetivo a elaboração de dois lotes de 7,5 L de cerveja do tipo American Pale Ale produzidos com e sem o Aromazyme. As amostras foram desenvolvidas com matérias-primas como malte, água, lúpulo e levedura, além da adição de 0,4 g do composto enzimático na cerveja que recebeu a enzima. As bebidas foram caracterizadas por meio de análises físico-químicas (pH, determinação de sólidos solúveis, de amargor , de coloração, de teor alcoólico e de açúcares totais), além da identificação do perfil de voláteis por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrofotometria de Massa e dos parâmetros visual (cor), olfativa (aroma), gustativa (sabor e amargor), avaliação geral e intenção de compra através de análise sensorial. Quanto às análises físico-químicas, os resultados encontrados foram semelhantes na comparação entre as amostras, estando de acordo com os parâmetros definidos para o estilo no Beer Judge Certification Program. A amostra A1 apresentou 18; 6,3 e 11,19% de redução nas análises de sólidos solúveis, açúcares totais e amargor, respectivamente, e um aumento de 0,45% no pH e 3% na coloração, em comparação com a amostra sem aditivo. O teor alcoólico resultou em iguais valores para ambas amostras. Os voláteis identificados evidenciaram variações nos valores de áreas percentuais entre as cervejas, sendo que os compostos como acetato de isoamila, hexanoato de etila, linalol e octanoato de etila apresentaram aumentos de 12,48; 15,87; 3,08 e 7,35%, respectivamente, na cerveja com o aditivo em comparação com a amostra sem o Aromazyme. Em contrapartida, os componentes álcool feniletílico, citronelol e geraniol resultaram em aumentos de, respectivamente, 15,13; 27,41 e 3,66% na cerveja sem o Aromazyme frente a cerveja sem o aditivo. Quanto à análise sensorial, pode-se constatar que a aplicação do aditivo gerou alterações sensoriais entre as cervejas, sendo que o sabor, a intenção de compra e a avaliação final da amostra contendo o Aromazyme foi a preferida dos especialistas, enquanto o aroma e o amargor da cerveja sem o aditivo foi a melhor avaliada, indicando a preferência dos avaliadores pela bebida na qual utilizou-se o aditivo. Tais informações sugerem que a utilização do Aromazyme na produção de amostras de cerveja pode fornecer experiências sensoriais inovadoras, sem alterações das características básicas da bebida.