A celulose, considerada uma matéria-prima biodegradável praticamente inesgotável, tem sido alvo de diversos estudos, de modo a encontrar aplicações alternativas a matérias-primas convencionais. A sua derivatização à escala industrial ocorre majoritariamente de modo heterogêneo, o que dificulta o controle da reação. Esta limitação pode ser suprimida utilizando condições homogêneas. No entanto, a redução da cristalinidade da celulose não é um processo trivial, devido à sua estrutura supramolecular que impede a realização do processo em solventes convencionais. Neste trabalho foi estudado a redução da cristalinidade da celulose comercial e do bagaço de cana-de-açúcar, em diferentes tipos de misturas eutéticas: ácido lático/cloreto de trimetilamônio; ácido lático/glicina; glicerol/carbonato de potássio e glicerol/betaína, em um tempo de 2 a 4 horas com temperatura de 80 ºC e razões molares de 5:1 e 10:1. As celuloses submetidas ao procedimento foram analisadas por técnicas de espectroscopia de infravermelho (FTIR), Difração de Raios-X (DRX), microscopia eletrônica em varredura (MEV) e análise termogravimétrica (TG). As misturas eutéticas desenvolvidas em laboratório para o aumento da fase amorfa da celulose tiveram um resultado satisfatório no processo. Na celulose comercial com a mistura Ácido lático/Glicina obteve uma um aumento de 19,71% e a mistura Glicerol/Betaína 18,85%, um resultado superior em relação as misturas de comparação. Na celulose do bagaço de cana-de-açúcar a amorficidade em Ácido lático/Glicina aumentou em 19,23% e na mistura Glicerol/Betaína foi de 17,85%, também superior em relação as outras misturas já trabalhadas anteriormente. As misturas desenvolvidas em laboratório para elevar a fase amorfa das celuloses obtiveram um bom resultado em relação ao Índice de Cristalinidade (IC) da celulose, porém a mistura Ácido lático/Glicina, obteve um menor índice (5,6%) para a celulose comercial e (2,2%) para a celulose do bagaço de cana-de-açúcar, quando comparada com as celuloses não submetidas e submetidas a interação com Ácido lático/Cloreto de trimetilamônio.

Este trabalho objetiva verificar a influência do recobrimento biopolimérico de fécula de araruta, plastificado com glicerina, enriquecido com cera de abelha, óleo essencial de cravo e bicarbonato de sódio sobre as propriedades do papel kraft. A araruta tem rizomas com alto teor de fécula, produção de baixo custo e nenhuma restrição alimentar. A cera de abelha tende a melhorar as propriedades do material celulósico formando barreiras eficazes à umidade; a glicerina melhora as propriedades mecânicas; o eugenol, principal constituinte do óleo de cravo, tem grande capacidade antimicrobiana e o bicarbonato de sódio apresenta a característica de melhora as propriedades mecânicas das fibras. Para alcançar esse objetivo foram realizados ensaios de análise subjetiva, sensorial, teste de embalagem, propriedades específicas, de barreira, mecânicas, antimicrobianas, análise de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier e análise de degradação. O planejamento experimental 2⁴ e a análise dos dados foram realizados no Minitab Statistical Software, com nível de confiança, Z*, de 95%.  No teste de embalagem, a perda de massa dos frutos embalados no MR foi 3,7% (tomates-cerejas) e 65,5% (bananas-pratas) menor que a perda de massa dos frutos embalados no papel kraft sem recobrimento. A pesquisa sensorial indicou que o produto embalado no material recoberto preserva seu odor, textura e sabor; o material recoberto apresentou aumento de espessura em mais de 134%; aumento da densidade em mais de 122%; aumento da gramatura em mais de 196%;  aumento do teor de umidade em massa úmida em mais de 570% e em massa seca em mais de 517%; aumento de solubilidade em 220% e inchamento de 429%; diminuição em 24,6% do teor de massa seca; diminuição da taxa de permeabilidade ao vapor de água em mais de 34% e formação de barreira impermeável a óleos e gorduras; os ensaios mecânicos mostraram aumenta da resistência à tração, diminuição do módulo elástico e aumento da deformação/alongamento; 100% das amostras apresentaram propriedades antimicrobiana para fungos e leveduras; para Salmonella 60% das amostras são moderadamente sensíveis; 20% são sensíveis e 20% são resistentes; para E. coli, 20% é moderadamente sensível e 80% é resistente; a análise de degradação em solo mostrou que o material recoberto degrada totalmente após 60 dias. Conclui-se, portanto, que o papel kraft revestido com biofilme de fécula de araruta, glicerina, cera de abelha e óleo essencial de cravo apresenta potencial para produção de embalagens primárias e ativas.

O processo ASP (Álcali-Surfactante-Polímero) consiste na injeção de uma solução aquosa contendo uma substância alcalina, um surfactante e um polímero em um reservatório, com o objetivo de aumentar a recuperação de petróleo. A técnica combina algumas das características dos métodos miscíveis, devido às presenças de substâncias alcalinas e de surfactantes na sua composição, com as características da injeção de polímeros. No entanto, o custo de um projeto de injeção ASP é geralmente alto, devido à obtenção e quantidade dos compostos químicos utilizados. Outras técnicas de recuperação avançada de petróleo, como o biológico, também chamado de MEOR (Microbial Enhanced Oil Recovery), vêm se destacando por apresentar características físicas e químicas próximas a dos métodos químicos, permitindo o aumento na fração recuperada a níveis bem próximos. O presente trabalho visa estudar a eficiência de uma solução composta por álcali, biossurfactante e biopolímero (Bio-ASP), como fluido de recuperação avançada de petróleo e compará-la tecnicamente com a solução ASP convencional. Antes do desenvolvimento da parte experimental foi realizada uma prospecção tecnológica para mapear a utilização de fluidos que contém: surfactantes, polímeros, biossurfactantes, biopolímeros e a solução ASP, em processos EOR, utilizando palavras chaves e um código IPC. Os experimentos foram realizados em um core holder usando amostras de rocha da formação Botucatu. Os reservatórios de óleo simulados possuem permeabilidade média de 348 mD e temperatura de 60 ºC. O petróleo bruto foi adquirido do campo de Carmópolis, com 25,72 ºAPI. A água de produção sintética contendo 40.000 mg.L-1 de NaCl, e 13.000 mg.L-1 de Na2SO4 foi injetada através de uma bomba de HPLC para saturar as amostras de rocha e para recuperar o óleo na etapa secundária. Nos testes, avaliou-se a influência das concentrações dos compostos do fluido injetado, da tensão interfacial e da viscosidade na recuperação do óleo. Os fatores de recuperação de óleo na etapa secundária variaram entre 30-36% do OOIP, estes valores encontram-se dentro da faixa reportada pela literatura. A composição ótima do fluido Bio-ASP obteve uma fração recuperada de óleo de 63,15% na etapa avançada. De acordo com a prospecção tecnológica realizada a combinação de álcali, com um biossurfactante e um biopolímero se apresenta como um fluido inovador para ser utilizado em processos EOR. Desse modo, o presente estudo faz-se necessário por investigar a atuação de cada composto da solução Bio-ASP na recuperação avançada de petróleo (EOR). Além disso, os resultados obtidos nesse trabalho, torna o estudo bastante atrativo para uma possível aplicação em escala real.

Entende-se por compostos bioativos, moléculas com base em vegetais (plantas), que possuem efeitos benéficos para a saúde. Nesse grupo destaca-se os compostos fenólicos, que são substâncias amplamente distribuídas na natureza. Esse complexo grupo faz parte dos constituintes de uma variedade de vegetais, frutas e produtos industrializados. Várias são as técnicas de extração desses compostos. Entre esses métodos, o sistema aquoso bifásico (SAB) vem ganhando espaço cada vez mais como uma técnica de biosseparação considerada bastante eficiente. Vários são os solventes alternativos utilizados na separação de componentes com intuito de aumentar a eficiência do processo, entre esses constituintes do sistema extrativo inclui-se os líquidos iônicos que são compostos promissores, pois, através do estudo de sua estrutura e suas propriedades, pode-se desenvolver compostos que sejam ajustáveis às condições de trabalho e às necessidades requeridas. O presente estudo tem como objetivo estudar o efeito da temperatura e tamanho da cadeia alquílica dos ânios dos líquidos iônicos próticos (LIPs) em sistemas baseados em LIP ([2HEA][Ac], [2HEA][Pr], [2HEA][Bu] e [2HEA][Pe])+ACN+água. Diagramas de fases e tie-lines foram determinados para os sistemas bifásicos nas temperaturas de 15, 25 e 35°C. Os diagramas de fases para todos os sistemas tiveram suas regiões de formação de duas fases reduzidas com o aumento da temperatura. O aumento da cadeia alquílica e consequentemente da hidrofobicidade, fizeram com que diminuísse a região bifásica. Os dados de ELL foram correlacionados com os modelos NRTL e UNIQUAC, com resultados satisfatórios para o NRTL. Dados de partição para as biomoléculas comerciais presentes no óleo de cravo (eugenol, acetato de eugenila e α-humuleno). Nos sistemas propostos, o eugenol e o acetato de eugenila são particionados para a fase rica em LIP, enquanto que, o α-humuleno é particionad para a fase rica em ACN e podendo ser facilmente separado, auxiliando no processo de desterpenação. Também foi observado que o aumento da temperatura faz com que a recuperação das biomoléculas na fase do fundo aumente ou permaneça constante para valores similares de TLL. Além disso, eugenol e acetato de eugenila podem ser parcialmente isolados ( ) a 25°C. Por fim, altas valores de  foram alcançados utilizando SAB formado por [2HEA][Bu]+ACN+água (TLL ≈ 53 e 57,57 <  < 93,54). A simulação realizada a partir dos dados do estudo hidrodinâmico foram comparados com os dados da partição com erro varinado de 2,6 a 17,4% para os fenólicos e de 40 a 79% para o terpeno. Os LIPs podem ser usados como agente salting-out para formar sistemas bifásicos com ACN e separar biomoléculas. 

Musse Neto, G. J. Análise do ciclo de vida de acrilonitrila produzida a partir de glicerol. Dissertação (trabalho de conclusão de mestrado) - Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2023.

A acrilonitrila é um monômero negociado como commodity no mercado global e com aplicações em diversos setores industriais, produzido a partir da amoxidação do propeno.  Novas alternativas tecnológicas vêm sendo estudadas para minimizar os potenciais impactos do processo ao meio ambiente, reduzindo a utilização de derivados do petróleo através de matérias-primas renováveis e eco-friendly. Este trabalho propõe a aplicação da  análise de ciclo de vida em uma planta de acrilonitrila que utiliza glicerol como matéria-prima alternativa, visando avaliar os impactos ambientais gerados comparativamente a processo petroquímico comercial. O uso do glicerol, coproduto da produção de biodiesel, é avaliado com informações de bancos de dados estratégicos e documentos publicados, considerando sua origem no processo de produção de biodiesel de soja e óleos residuais com foco no estado do Mato Grosso. Os resultados mostram que as rotas de produção a partir do glicerol oriundo das rotas de biodiesel de soja e de óleos residuais apresentam emissões de GEE superiores ao processo SOHIO (acréscimo entre 6,84% e 276% kg CO₂-eq por kg acrilonitrila produzida a depender da rota). As categorias de consumo de água e escassez de recursos naturais mostram resultados favoráveis para a utilização da acrilonitrila. Os processos a partir da rota da soja e rota de óleos residuais economizam 2 litros e 5,9 litros de água por kg de acrilonitrila produzida, respectivamente. Por fim, a escassez de combustíveis fósseis pode reduzir 45,32% através da rota da soja e 35,52% para a rota de óleos vegetais residuais.

A  transição  para  uma  matriz  energética  mais  sustentável  e  com  menor  impacto  é  um objetivo  global,  e  as  bioenergias  desempenham  um  papel  significativo  nessa   transição. Encontrar  oportunidades  de  melhorias  na  produção  e  consumo  de  recursos  energéticos apoia  o  aumento  da  eficiência  de  energia  e  diminui  o  seu  impacto  no  ambiente.    Este estudo  realizou  a  Avaliação  de  Ciclo  de  Vida  (ACV)  para  identificar  a  demanda  energética  e  a  pegada  de  carbono  na  produção  de  biopetróleo  por  liquefação  hidrotermal (LHT). Foram consideradas as espécies Scenedesmus acutus  (SC),Chlorella vulgaris  (CV) e  Nannochloropsis  granulata  (NG)  para  a  comparação  de  três  cenários  de  produção  da biomassa de microalgas: alto teor de proteína (HP), alto teor de carboidrato (HC) e alto teor  lipídico  (HL).  O  fluxo  de  referência  foi  1  kg  de  biomassa  de  microalgas  em  sólidos totais  processados  em  LHT.  O  banco  de  dados  ecoinvent™ 3.6  e  métodos  de  avaliação para demanda de energia acumulada (CED) em megajoules (MJ) e potencial de aquecimento  global  (IPCC-2021  –  GWP  de  100  anos)  em  quilogramas  de  dióxido  de  carbono equivalente  (kg  CO_2eq   )  foram  usados  no  openLCA^® 1.11.0.   O  cenário  mais  favorável foi o NG-HL, que apresentou a menor demanda de energia e pegada de carbono,19,1 MJ kg⁻¹  e  0,85  kg  CO_2eq   /kg  de  biopetróleo,  respectivamente.   O  NG-HL  alcançou  o  maior rendimento de biopetróleo 68%m/m com 42,1 MJ kg⁻¹  PCS. Além disso, foram desenvolvidas  duas  análises  de  sensibilidade,  a  primeira  para  avaliar  o  efeito  do  tempo  antes  da colheita da biomassa de microalgas e uma segunda que visou compreender a influência da demanda de calor no LHT. O retorno sobre o investimento em energia (EROI) variou de 0,8  a  2,4  MJ  MJ⁻¹CED  nos  cenários  avaliados.  O  tempo  de  colheita  tardia  considerada na  análise  de  sensibilidade  aumentou  a  demanda  de  energia  em  84%  e  a  pegada  de  carbono em 70% em NG-HL. Além disso, a demanda de calor no LHT ´e um parâmetro chave no  desempenho  energético  e  ambiental  do  biopetróleo,  que  variou  de  -19–30%  na  análise de sensibilidade das categorias avaliadas ao mudar de 5,9 MJ kg⁻¹ em LHT para 3–10 MJ  kg⁻¹.   Foi  identificado  que  a  biomassa  de  microalgas  para  produção  de  bioeptróleo com  a  utilização  fonte  de  calor  residual  pode  reduzir  a  demanda  de  energia  e  a  pegada de carbono.  A abordagem proposta neste estudo apoia a tomada de decisão na LHT com base  na  composição  da  biomassa,  tempo  de  cultivo  antes  da  colheita  e  demanda  de  calor na LHT para reduzir a demanda de energia e a pegada de carbono de bioprodutos de microalgas.   Devido  `a  necessidade  de  otimização  de  parâmetros  técnicos,  como  a  eficiência  da  produção  e  custos  operacionais,  a  implementação  na  cadeia  de  abastecimento de  biopetróleo  a  partir  de  microalgas  enfrenta  desafios  em  escala  comercial,  que  reflete  a necessidade de estudos posteriores.

Reações químicas não apresentam conversão total das matérias primas, sendo importante recuperar e se possível reutilizá-las no processo industrial, de forma a reduzir emissões ao meio ambiente causados pelas substâncias não convertidas e  que são descartadas como resíduos sólidos, efluentes ou queima de vapores.

Esse trabalho visa a otimização operacional do processo de recuperação do monômero monocloreto de vinila (MVC) de uma corrente de ar e de nitrogênio em um sistema que consiste em três estágios de resfriamento utilizando condensadores. O MVC advém da reação de polimerização do policloreto de vinila (PVC) cuja conversão aproximada é de 85%. O MVC não convertido é encaminhado para um sistema onde é recuperado por condensação da corrente de gases para posterior uso como parte da carga inicial de uma nova batelada. Os gases não condensados são incinerados utilizando como combustível gás natural.

Para a avaliação do sistema foi adotado o software Aspen Plus® vs. 11 para a modelagem termodinâmica dos dados de equilíbrio referente ao ponto de orvalho em conjunto com dados compilados de trabalhos similares na literatura. A validação da simulação do sistema foi realizada em conjunto de dados de uma unidade real de produção de PVC, e com análise de sensibilidade paramétrica foram identificadas as variáveis que influenciam a condensação do MVC, permitindo a otimização através da estruturação de função objetivo. 

Após a identificação das otimizações possíveis de serem implantadas na unidade fabril, foi realizado plano de teste que em poucos meses trouxe capturas ambientais e econômicas. A melhoria implantada foi a elevação da pressão de operação da área, o que facilitou o processo de condensação do MVC em 7,5t em 3 meses, o que representou a redução de 13t de CO₂ equivalente, além da possibilidade de reduzir 53t CO₂ equivalente no ano e uma economia de R$ 75 mil por ano.

Para estudos futuros foi proposta modificação no sistema que possibilitaria reduzir a quantidade de nitrogênio encaminhado ao sistema de recuperação de monômero, consequentemente reduzindo a perda de MVC. A avaliação inicial demonstrou ser possível capturar 1.080t de CO₂ equivalente no ano e uma economia de R$ 1,6 milhões por ano, sendo por isso recomendado uma avaliação mais detalhada a partir de um estudo técnico e econômico.

No processo de produção de oxo-álcoois, os isômeros do butiraldeido, o isobutiraldeído (IBD) e o n-butiraldeído (NBD), são formados na etapa de hidroformilação e apresentam água na mistura que se origina da carga da unidade: propeno e gás de síntese . Esses aldeídos em mistura com água necessitam ser separados em uma coluna de destilação e apresentam um comportamento altamente não ideal, com ponto de azeótropo e formação de segunda fase líquida. Essas características afetam significativamente o processo de destilação, demandando um maior entendimento do que ocorre com a coluna de destilação para a obtenção da melhor configuração que resulte no menor consumo energético. O estudo foi conduzido  através da simulação da coluna, validadacom dados reais de uma planta industrial, seguida de uma análise de sensibilidade e otimização com metodologia de superfície de resposta. A simulação utilizou o modelo termodinâmico NRTL com a equação de estado Redlich-Kwong. As eficiências por seção de retificação e esgotamento foram calculadas tendo sido obtidos os valores de 66,66% e 59,24%, respectivamente, para baixa produção seguida de 65,60% e 54,41%, respectivamente,  para a alta produção que é a condição normal de operação da unidade. Os problemas causados pela elevada presença de água na coluna, como espuma tipo Ross e desvio de temperatura do prato sensível, podem ser reduzidos ou eliminados realizando a remoção da segunda fase líquida gerada nos sistemas de condensadores, o qual é predominantemente composto por água. Menores temperaturas no condensador com remoção da segunda fase líquida, reduz a concentração de água na seção de retificação, principalmente no topo, possibilitando um trabalho com maiores concentrações de água na alimentação, porém essa condição aumenta  o consumo energético. Maiores concentrações de água na alimentação, resulta em maior consumo energético, mas também contribui para a separação dos compostos isobutiraldeído e butiraldeído, possibilitando realizar ajustes na razão de refluxo para obter um balanço final de menor consumo energético. Os resultados obtidos na otimização energética indicam que para operação em baixa capacidade (x% da vazão normal de operação) não há redução no consumo energético devido ao elevador valor de razão de refluxo.   Para a produção em elevada capacidade que é a condição normal de operação, obteve-se como ponto ótimo de operação a concentração de 0,97% em massa de água na alimentação e temperatura no primeiro condensador de 46,36°C, com remoção total da segunda fase líquida formada no sistema de condensação. Nessas condições, obteve-se  uma economia de 5,0% no consumo energético, com redução de 8,0% na razão de refluxo, mantendo-se a especificação do produto. Essa redução na razão de refluxo  dá flexibilidade para um aumento de capacidade de produção da coluna de cerca de 8,5%. Em geral, os resultados demonstram que mesmo para sistemas complexos e consolidados é possível se obter benefícios dos estudos sistemáticos de modelagem, simulação e otimização.

A grande disponibilidade do glicerol oriundo do biodiesel aparece como uma oportunidade econômica para seu uso como matéria prima de baixo custo na obtenção de químicos de alto valor agregado. O 1,3-Propanodiol (1,3-PDO) é uma especialidade química de interesse comercial na produção de polímeros de alto desempenho, obtido a partir da glicose por um processo biotecnológico industrial .  O uso do glicerol  permite expandir as aplicações dando maior competitividade comercial ao  1,3-PDO  . Nesse contexto, este trabalho faz uma avaliação do mercado atual e perspectivas de crescimento para o glicerol, propõe um novo projeto de processo para produzir 1,3-PDO através da hidrogenólise do glicerol sobre um catalisador de Pt-S/MMT, seguido de uma avaliação econômica (EVTE) e ambiental (ACV) comparativa com o processo biotecnológico comercial existente. O processo catalítico foi desenvolvido utilizando como ferramenta o programa Aspen Plus® e a análise do ciclo de vida (ACV) foi realizada a partir da base de dados da Ecoinvent e simulada pelo SimaPro®, utilizando o TRACI e o Environment Footprint como métodos de avaliação dos impactos ambientais. O novo processo  atingiu um VPL/INV de 2,03 e uma TIR de 38%. A rota catalítica foi mais viável economicamente que rota biotecnológica. O custo de produção foi 18% menor na rota catalítica, resultante, principamnete,  do menor investimento para construção da nova planta e menor demanda de energia durante a operação. A rota catalítica proposta  resultou em menores impactos ambientais com diferencial na ecotoxicidade,  escassez de fontes fósseis e o uso da água. O ganho ambiental nessas categorias  está associado ao menor comsumo de gás natural e água. Verificou-se que a purificação do glicerol é a etapa do processo que mais contribui para os impactos ambientais devido ao uso do NaOH como catalisador homogêneo na produção de biodiesel e do glicerol. A substituição por um catalisador um catalisador heterogêneo, como a zeólita Y, pode aumentar o rendimento do processo e os diminuir os  impactos ambientais na separação do glicerol, com redução significativa da quantidade de resíduos gerados. O processo de  obtenção de 1,3-PDO a partir do glicerol tem escalabilidade e pode representar uma rota competitiva com a produção biotecnológica comercial,  tornando o produto uma commodity.

Água produzida (AP) é um efluente oriundo da extração de petróleo. Junto com o crescimento dessa exploração, há o aumento da preocupação ambiental dos órgãos responsáveis, especialmente em relação à qualidade das águas residuais descartadas deste tipo de atividade, que traz duas grandes problemáticas: sua composição, pois a mesma possui um alto teor de óleos e graxas (TOG) e de salinidade, e seu volume expressivo. Tais características dificultam sua disposição final, fazendo-se necessário gerenciar adequadamente a AP, ou seja, aplicar ações como caracterização, tratamento, descarte ou reinjeção. Este estudo propõe um tratamento de água produzida utilizando microemulsões (ME) com tensoativos de origem vegetal, com o objetivo de reduzir dois fatores principais, TOG e salinidade. A decisão de usar um tensoativo de origem vegetal como alternativa a um tensoativo a base de petróleo foi feita para reduzir os efeitos negativos do processo geral no meio ambiente. O sabão de coco, tensoativo usado na ME formulada, foi selecionado após testar uma variedade de tensoativos de origem vegetal. Os outros componentes usados na formulação da ME foram 2-butanol, como cotensoativo (C), hexano como fase oleosa e água salina a 2% de NaCl, como fase aquosa. O ponto de ME utilizado no tratamento da água foi definido pelo planejamento da mistura D-ótimo, composto por 85% C/T, 2,5% fase oleosa e 12,5% fase água, com razão C/T de 4. Além disso, utilizou-se um planejamento experimental fatorial completo com combinações de três variáveis (tempo, temperatura e porcentagem de microemulsão) e repetição do ponto central para selecionar a maior redução em TOG e salinidade e as melhores condições foram aplicadas na água produzida real. De acordo com os resultados, os valores de redução do TOG variaram de 90,97 a 97,78%, os valores reais variaram de 14,33 a 3,52 mg/L. Esses valores estão dentro dos limites estabelecidos pelos órgãos ambientais, CONAMA, US EPA e Comissão OSPAR, para o descarte de água produzida no mar. Além disso, a redução da salinidade variou de 44,37 a 52,17%, os valores reais variaram de 31660,35 a 27221,19 mg/L. A redução da salinidade da água sintética produzida tratada com microemulsão neste trabalho apresentou melhores resultados quando comparada a literatura que utilizou ME com tensoativo não biodegradável à base de petróleo em sua composição. Quanto a água produzida real (APR), a redução do TOG foi bem significativa, passando de 138,95 mg/L para 12,54 mg/L em média, atingindo uma redução de 90,98%. A redução de salinidade da APR também foi bastante significativa, passando de 49376,47 para 25905,88 mg/L, obtendo assim, uma redução de salinidade de 47,53%. Portanto, pode-se dizer que a utilização de um tensoativo de origem vegetal e biodegradável na formulação da microemulsão para o tratamento da água produzida é tão eficaz na redução do TOG e da salinidade quanto os tensoativos à base de petróleo, que são mais nocivos ao meio ambiente.

O mercado do ácido glucárico pode atingir o patamar de US$ 1,41 bilhões em 2028 devido à versatilidade de suas aplicações nas indústrias de alimentos, cuidados pessoais e fármacos, entre outras.  É obtido diretamente da glicose ou a partir do ácido glucônico, sobre catalisadores heterogêneos. O ácido glucônico tem mercado com patamar estimado em US$ 1,9 bilhões em 2028 e é utilizado como aditivo na indústria de alimentos, regulando a acidez e na indústria de produtos de limpeza. Neste trabalho, foi realizado um estudo do potencial do mercado dos ácidos glucônico e glucárico, uma avaliação crítica dos catalisadores heterogêneos, tecnologias e condições de operação de processo, tendo como matéria prima a partir da glicose. Foi avaliada a oxidação da glicose em uma única etapa reacional (one-pot) ao ácido glucárico e a oxidação parcial em duas etapas, obtendo na primeira etapa o ácido glucônico. Verificou-se que o ácido glucônico pode ser facilmente obtido empregando catalisadores contendo Au como fase ativa, suportados em materiais de carbono ou óxidos diversos atingindo rendimentos próximos a 100%, em meio fortemente básico (pH ≥ 9), e em condições brandas de temperatura e pressão. A reação one-pot da glicose ao ácido glucárico ocorre sobre catalisadores contendo Pt sobre diversos suportes, em pH levemente básico (pH = 7,2), elevadas pressões parciais de oxigênio (PO2 ≥ 10 bar) e temperaturas entre 353 e 373K, com rendimentos de até 82%, com formação de outros ácidos de menor valor agregado.  Sugere-se que o processo de produção do ácido glucárico possa ter maior rendimento e economicidade caso se utilize dois reatores em série, com a oxidação parcial da glicose ao ácido glucônico no primeiro reator e a reação de obtenção do ácido glucárico no segundo reator.

O biodiesel é um combustível renovável e, quando de origem vegetal, funciona como um aliado na captura de CO₂, oriundo da queima dos combustíveis. Porém, é susceptível a contaminação por umidade, microrganismos, traços de metais e entre outras impurezas, alterando suas propriedades iniciais. Por exemplo, o uso do biodiesel degradado em contato com peças e estruturas metálicas dos sistemas automotivos, podem ocasionar a corrosão. Como solução são acrescidos aditivos com efeitos antioxidante e anticorrosivo para melhorar a qualidade desse combustível. O efeito dos aditivos na estabilidade oxidativa e resistência à corrosão dos metais em meio a biodiesel, vem sendo amplamente investigado pela literatura acadêmica. No entanto, há informações limitadas sobre o efeito de aditivos de origem natural, oriundos de extratos vegetais, no incremento da resistência à corrosão do metal no biodiesel. O presente trabalho tem como objetivo investigar o efeito de aditivos multifuncionais tais como: extratos de alecrim, cúrcuma, gengibre, quebra-pedra e tomilho, adicionados ao biodiesel de soja (B100) em relação a corrosão e estabilidade oxidativa em contato com aço carbono (AISI 1020) puro, revestido com zinco por eletrodeposição e o mesmo revestimento imerso em ácido oxálico. O efeito dos aditivos na resistência à corrosão do aço foi avaliado por testes de imersão em B100 a 25 °C, ensaios eletroquímicos, difração de raios-X (DRX) e por microscopia óptica e eletrônico de varredura (MEV). O estudo dos aditivos na estabilidade oxidativa foi realizado através da obtenção do período de indução (PI) pelo método Rancimat. Os resultados obtidos indicam que os aditivos analisados aumentam a estabilidade oxidativa do biodiesel, bem como atuam como inibidores de corrosão. O extrato de cúrcuma foi o melhor aditivo em relação à estabilidade oxidativa, causando um aumento de 92% no período de indução do biodiesel. Já relacionado a corrosão, o extrato de gengibre foi o que apresentou melhor desempenho na média geral, onde para o substrato de aço obteve um incremento de 55,8% na eficiência de corrosão, no aço com revestimento de zinco obteve 94% e com tratamento no ácido oxálico obteve 95,6%. Conclui-se que o efeito dos aditivos na estabilidade oxidativa e na inibição da corrosão está relacionado à existência de oxigênio e a compostos fenólicos presentes na estrutura molecular das substâncias naturais.

As Ligas de Zn-Ni têm sido usadas para diminuir a taxa de corrosão de substratos de aço carbono. Elas são utilizadas em aplicações como revestimento de parafusos, peças roscadas, válvulas para gasodutos, trens de pouso de aeronaves, componentes de sistemas de freios e outros. No presente trabalho, foram produzidos, pela técnica de eletrodeposição, revestimentos de Zn-Ni contendo nanocristais de celulose (CNC) obtidos a partir da fibra de sisal. A obtenção dos nanocristais envolveu o branqueamento da fibra bruta de sisal e, em seguida, a hidrólise ácida para extrair os nanocristais. O efeito das concentrações do CNC-Sisal (0% V/V, 2% V/V, 3% V/V e 4% V/V) na morfologia e microestrutura do revestimento de Zn-Ni foi analisado através Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), difração de raios X e medições de rugosidade usando microscopia confocal. O efeito da adição de CNC-Sisal na eficiência da deposição galvanostática também foi analisado. Além disso, foi analisada a taxa de corrosão por perda de massa e por testes eletroquímicos. Também foi investigado, o efeito da adição de CNC-Sisal na microdureza do revestimento. Os resultados mostram que a adição de nanocristais altera a estrutura, a morfologia, aumenta a eficiência de corrente e a resistência à corrosão do revestimento Zn-Ni, sendo esses efeitos mais significativos com a adição de 2% V/V. Nesta concentração, a adição de CNC-Sisal diminuiu a rugosidade de 0,37 μm para 0,21 μm, a dimensão do cristalito de 57,4 nm para 48 nm e aumentou o coeficiente de textura correspondente ao plano (330) γ de 75% para 96%. Esta elevação do coeficiente de textura favorece a densidade de empacotamento do revestimento. Com relação à eficiência de corrente de deposição, observou-se que a adição de 2% V/V de CNC-Sif aumentou a eficiência de corrente de deposição do revestimento Zn-Ni de 85% para 93%. Além disso, verificou-se que esta concentração diminuiu a taxa de corrosão de de 0,146 ± 0,021 mm/ano para 0,036 ± 0,017 mm/ano e aumentou a resistência à polarização de 1083 ± 173 Ohm para 3485 ± 324 Ohm. Com relação à propriedade mecânica analisada, constatou-se que a adição dos nanocristais aumentou a microdureza do revestimento, na presença de 2 %v/v do CNC-Sisal, de 238 ± 12 HV para 336,3 ± 32 HV. Os resultados obtidos indicam que a adição do CNC-Sisal no recobrimento de Zn-Ni é promissora, pois reduz a energia consumida durante o processo de eletrodeposição além de aumentar a resistência à corrosão do depósito Zn-Ni e a microdureza do revestimento.

Este trabalho visou a modelagem termodinâmica dos gases ácidos com líquidos iônicos utilizando as equações de estado SRK (Soave-Redlich-Kwong), CPA (Cubic-Plus-Association) e PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory) para serem aplicadas para remoção de gases ácidos presentes no gás natural. A literatura já propôs uma metodologia de parametrização dos líquidos iônicos a partir de dados de densidade e velocidade do som usando a equação de estado GCsPC-SAFT (Group Contribution Simplified Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory). Desta maneira, neste presente estudo foram desenvolvidas rotinas em linguagem de programação em Python para a parametrização dos líquidos iônicos. Não foram apresentados na literatura estudos de equilíbrio com as equações de estado SRK, CPA e PC-SAFT e líquidos iônicos com o simulador de processos Aspen Plus. Nesse trabalho, foram realizadas implementações de novas substâncias (líquidos iônicos) no Aspen Plus, de maneira a avaliar as equações de estados presentes no simulador e, assim, realizar estudos com os líquidos iônicos individualizados e explorar os dados de equilíbrio com os hidrocarbonetos e gases ácidos com as equações preditivas e com correlação do parâmetro de interação binária. Sendo assim, verificou-se que a correlação das curvas de densidade e velocidade do som apresentaram limitações para acertar a inclinação das curvas dos líquidos iônicos puros; contudo, a PC-SAFT com o esquema associativo 4C apresentou melhor ajuste nas propriedades termofísicas, apresentando para o [EMIM][TfO] desvios de 0,16% para densidade e 0,53% para velocidade do som, enquanto o [OMIM][NTf2] foi 0,07% para a densidade e 0,75% para a velocidade do som. Quanto à previsão do equilíbrio de fases, para o líquido iônico [EMIM][TfO] com os dois gases ácidos, a CPA com o esquema associativo 2B apresentou os melhores resultados, assim como a PC-SAFT com o esquema 1A com o CO2 e a CPA com o esquema 2B para o H2S. Para sistemas binários, a parametrização dos dois componentes deve ser levada em conta, sendo importante também revisitar a parametrização dos componentes do gás natural quando necessário. De forma correlativa, se todos os dados experimentais de equilíbrio estiverem disponíveis, recomenda-se utilizar o modelo RK-Aspen com excelente desempenho e menor tempo computacional.

RESUMO
O glicerol é um insumo que possui aplicações como matéria-prima em diferentes processos industriais. Seu mercado foi avaliado em cerca de US$ 2,7 bilhões em 2020, com previsão de atingir US$ 4,6 bilhões em 2028, crescimento que está atrelado à demanda em indústrias alimentícias, farmacêuticas e de cosméticos. Sua principal origem é como subproduto da indústria de biodiesel, e devido ao crescimento dessa indústria, há no mercado um excedente de glicerol, resultando em sua desvalorização. Uma alternativa para aumentar o valor agregado desse insumo é a sua conversão em produtos químicos de alto valor agregado, a exemplo das reações de desidratação e hidrogenação, das quais podem ser obtidas o 1,2-PDO e 1,3-PDO, respectivamente. Os propanodióis possuem larga aplicação em indústrias têxteis, farmacêuticas, alimentícias e cosméticas.
De forma a aumentar a conversão e seletividade desses processos, é necessário o desenvolvimento de catalisadores com maiores atividades e que sejam mais estáveis em meio reacional, aumentando sua viabilidade em escala industrial. Os sólidos catalíticos utilizados nesses processos possuem como fases ativas sítios ácidos, que possibilitam a desidratação da molécula de glicerol, e sítios metálicos, onde ocorre a etapa de hidrogenação, com os sólidos bifuncionais de Pt e WO3 sendo bastante aplicados na conversão do glicerol à 1,3-PDO. Essa fase bimetálica geralmente é associada a outras estruturas, a fim de proporcionar maior estabilidade e área superficial. A SBA-15 é um exemplo de material mesoporoso aplicado como suporte catalítico, que possui alta área superficial, paredes de poros espessas, e fornece boa estabilidade térmica e mecânica aos materiais ligantes.
Nesse trabalho foram desenvolvidos catalisadores contendo 2% de Pt e 10% de WO3 suportados em SBA-15, preparados através da impregnação sequencial, com etapas de impregnação incipiente para cada espécie, e pela co-impregnação das duas espécies em uma mesma etapa. O objetivo foi estudar a influência desses métodos nas propriedades estruturais e texturais, utilizando as técnicas de FRX, TGA/DTA, DRX, FTIR, MEV, EDS, Raman, análise textural e FTIR de piridina.
Verificou-se que o método empregado foi eficaz para promover a formação da estrutura hexagonal mesoporosa ordenada da SBA-15 e que após as etapas de impregnação houve a manutenção dessa estrutura. As análises de DRX e Raman mostraram que a co-impregnação proporcionou uma melhor dispersão das espécies de WO3 na superfície da SBA-15, e que o processo de redução, para ambas as metodologias empregadas, apresentou melhora na dispersão metálica. Para o método de co-impregnação houve também menor diminuição da área superficial. Por fim, a melhor distribuição do WO3 sobre a superfície da SBA-15 resultou na maior formação de sítios ácidos de Bronsted para esse método, com predominância dos sítios de Lewis na estrutura dos catalisadores obtidos por ambos as metodologias.

As regulamentações ambientais têm intensificado as medidas para reduzir o teor de enxofre da gasolina, uma vez que este combustível gera óxidos de enxofre após queima, agravando os problemas ambientais e a saúde humana. A redução desse contaminante da gasolina pode ser feita diretamente no FCC, empregando aditivos que realizam a dessulfurização in situ. O processo FCC é severamente impactado pela desativação dos catalisadores e aditivos, devido a formação de coque. Este problema é contornado com a regeneração cíclica dos materiais, através da combustão do coque, que necessita de dados cinéticos da sua decomposição térmica para determinar os parâmetros de temperatura e tempo de residência no regenerador. Diante do exposto, neste trabalho avaliou-se a energia de ativação necessária para a termoxidação do coque, depositado sobre zeólita Beta modificada com Zn e La, que são materiais promissores para a redução de enxofre na faixa da gasolina, e realizou-se comparativo dos dados com dois aditivos comerciais. As amostras foram desativadas, de forma acelerada, com deposição do coque através do craqueamento catalítico de ciclohexano contendo 2% de enxofre, na temperatura de 500 °C e velocidade espacial de 0,02 s-1. As modificações da zeólita Beta foram realizadas através da incorporação de 2% de zinco e 2% de lantânio via impregnação úmida. Os materiais sintetizados foram caracterizados com as técnicas de FRX, DRX fisissorção de N2 e FTIR, as quais indicaram não haver alterações estruturais significativas na zeólita Beta após as modificações. As amostras desativadas pelo coque foram analisadas por termogravimetria, a qual mostrou que a zeólita Beta de referência e a modificada com lantânio obtiveram o maior e menor teor de coque depositado, respectivamente. Já a zeólita Beta modificada com zinco apresentou teor de coque intermediário. O método Ozawa-Flynn-Wall foi aplicado para o estudo cinético, o qual utiliza os dados das análises termogravimétricas. Verificou-se que a menor energia de ativação para a termoxidação do coque foi encontrada na zeólita modificada com lantânio, enquanto a zeólita modificada com zinco obteve energia de ativação intermediária e a zeólita Beta sem modificações apresentou o valor mais elevado. As análises de espectroscopia Raman mostraram uma relação direta do grau de grafitização com a energia de ativação de combustão do coque, e a zeólita modificada com lantânio apresentou a menor energia de ativação para combustão, indicando que o coque é mais facilmente consumido durante a regeneração do catalisador no FCC.

A modelagem do processo de pirólise é muito complexa, tendo em vista que os produtos de pirólise são resultados de dezenas de reações paralelas, competitivas e consecutivas. Consequência disso, é praticamente impossível determinar a cinética do processo. Diante dessa complexidade, alguns autores tem modelado a biomassa em termos dos seus macrocomponentes. Nesse trabalho, optamos por modelar a partícula. A inovação na modelagem surgiu da necessidade de adaptação à realidade. O resíduo de sisal tem grande quantidade de extrativos (mais de 50%) e na modelagem em função dos macrocomponentes, os extrativos não são levados em consideração. Durante a modelagem, foi observado a necessidade de dados inerentes a partícula, sendo eles: a cinética de degradação da partícula e o comportamento da densidade no tempo. Os métodos da literatura não permitiam determinar os parâmetros cinéticos de degradação nas temperaturas de interesse (450°C e 500°C). Para isso, foi proposto um procedimento de determinação dos parâmetros cinéticos. Nesse procedimento, a ordem de reação foi determinada pelo modelo de ajuste, e em seguida, o fator pré-exponencial e a energia de ativação foram determinadas pelos modelos livres. Dessa forma obtivemos a ordem de reação (3,14±0,15), os fatores pré-exponenciais (6,34 E³⁹ s^-1 e 1,30 E⁵⁶ s^-1) e energias de ativação (528,96 kJ/mol e794,04 kJ/mol), nas temperaturas de 450°C e 500°C, respectivamente. O comportamento da densidade no tempo também foi obtido, sendo representados pelas equações  e , para as temperaturas de 450°C e 500°C, respectivamente. Por fim, foi implementado um balanço de forças para a partícula e um balanço de massa da partícula, na qual foram fornecidas as equações da velocidade relativa e do raio no tempo, respectivamente. Diante dessas informações calculou-se a massa residual da partícula e o tempo de residência, para as temperaturas de reação (450°C e 500°C) e vazões de nitrogênio (8m³/h, 11m³/h, 12,5m³/h, 14m³/h e 14,06m³/h). A validação dos dados ocorreu comparando os valores calculados e experimentais, que variou entre 1,63% e 31,32% para a massa residual da partícula. Sua média foi de 13,82%, valor considerado aceitável em modelagens matemáticas, principalmente para a modelagem matemática de um processo tão complexo.

Eletrodos do tipo ânodo dimensionalmente estáveis ou dimensionally
stable anodes (DSAs), feitos à base de mistura de óxidos, são dispositivos
eletroquímicos baseados em processos faradaicos em corrente alternada para
promover reações de oxirredução. São de grande importância para trabalhos
de tratamento de efluentes industrias, devido a sua alta eficiência em
degradação de materiais tais como: orgânicos e inorgânicos. Eles podem ser
constituídos de um único óxido ou uma mistura de óxidos. A vantagem de se
utilizar uma mistura de óxidos, se dá pela versatilidade de se poder alcançar
uma maior gama de possibilidades de reações eletroquímicas, bem como
garantir melhorias em suas propriedades físicas. O uso de líquidos iônicos
(LIs), em especial os próticos, vem das inúmeras vantagens desses solventes,
tais como: baixa pressão de vapor, altamente modeláveis, condutivos mesmo
em meio anidro, serem termoquimicamente estáveis em uma larga faixa de
temperatura etc. Graças a essas propriedades, eles podem ser aplicados para
diversos fins, dentre eles a aplicação em rotas sintéticas para desenvolvimento
de eletrodos. O LI é usado na etapa de preparação do banho químico, a fim de
dissolver os óxidos utilizados e formar uma solução única, que apresente
estabilidade química e garanta um meio suficientemente estável que permita
que uma maior quantidade de matéria possa ser deposta sobre o substrato.
Este trabalho utilizou três líquidos iônicos, o acetato de dibutilamônio
[DBA][Ac], propionato de dibutilamônio [DBA][Pr] e o butirato de dibutilamônio
[DBA][Bu], e estudou as implicações desses líquidos iônicos nos processos de
síntese de eletrodos de ânodos dimensionalmente estáveis bem como algumas
de suas propriedades termofísicas.

A desidrogenação oxidativa do etano em presença de dióxido de carbono é uma via promissora para a obtenção do eteno, importante insumo industrial e precursor de uma vasta gama de produtos químicos, incluindo os polímeros. Este processo tem a vantagem de utilizar um gás do efeito estufa, além de proporcionar o aumento da seletividade e a diminuição da formação de óxidos de carbono (COx). Apesar das vantagens, ainda existe a demanda pela melhoria desse sistema no que se refere à atividade, rendimento e resistência ao depósito de coque nos catalisadores. Neste contexto, foram desenvolvidos catalisadores baseados em óxido de níquel e/ou óxido de gálio, suportados em óxido de nióbio. Foi avaliado o efeito da incorporação desses óxidos metálicos, em diferentes concentrações (Ni(Ga)/Nb= 0,1; 0,2 e 0,4), nas propriedades texturais e catalíticas do suporte de óxido de nióbio. As amostras foram preparadas por impregnação úmida e caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, termogravimetria, medidas de área superficial específica, dessorção à temperatura programada de amônia e dessorção à temperatura programada de dióxido de carbono. Foram obtidos catalisadores estáveis até 1000 oC, formados por óxido de nióbio (Nb2O5), niobato de níquel (NiNb2O6) e óxido de níquel (NiO), independente da presença de gálio, além de catalisadores baseados apenas em óxido de gálio suportado em óxido de níquel. Não se detectou nenhum composto contendo gálio, o que foi associado à sua elevada dispersão. Foram produzidos sólidos não porosos com baixas áreas superficiais específicas, típicas de óxidos metálicos. A adição de níquel ao suporte não alterou esse parâmetro até à razão molar Ni/Nb = 0,4, enquanto o gálio promoveu o aumento gradativo das áreas superficiais específicas, com o teor desse metal. Os catalisadores contendo níquel e gálio apresentaram valores intermediários de áreas superficiais específicas, quando comparados aos sólidos contendo apenas um metal. Todos os catalisadores apresentaram sítios ácidos e/ou básicos, cuja força e quantidade variaram com o teor de níquel e/ou gálio. De modo geral, o gálio foi mais eficiente que o níquel em gerar sítios fortes, fracos e moderados. Quando presentes simultaneamente no sólido, favorecem a formação de sítios ácidos moderados e fortes. Em pequenas quantidades, o gálio foi mais eficiente que o níquel em formar sítios básicos, quando presentes isoladamente no sólido, mas quando juntos, esses metais criam maiores quantidades totais de sítios, que o níquel e menores que o gálio, sugerindo uma interação entre eles. Quando juntos no sólido, são formados predominantemente sítios fracos. Entretanto, quantidades mais elevadas de níquel e/ou gálio não afetam a basicidade do óxido de nióbio. Concluiuse que as propriedades ácido-base podem ser controladas pela natureza e teor dos metais.

A eficiência do óxido de nióbio como suporte catalítico dos catalisadores CoMo e NiW na reação hidrodessulfurização (HDS) foi investigada através do HDS do 3-metiltiofeno (3MT), uma molécula modelo representativa de compostos de enxofre presentes na gasolina de FCC. Técnicas de caracterização foram realizadas a fim de compreender os diferentes fenômenos que poderiam explicar os resultados experimentais obtidos. A partir da análise de TPD-NH₃, observou-se um perfil de acidez com predominância de ácido fraco/forte e fraco/moderado para os catalisadores CoMo e NiW, respectivamente. Enquanto isso, a análise BET indicou uma baixa área superficial específica para os catalisadores suportados no óxido de nióbio. No que diz respeito à característica da estrutura, a análise de DRX identificou uma fase amorfa em todos os catalisadores analisados.

O catalisador de NiW suportado em óxido de nióbio apresentou uma maior atividade catalítica dentre os catalisadores avaliados (CoMo/Nb₂O₅ calcinado e não calcinado), além de uma menor relação pentano/penteno quando comparado com o catalisador CoMo/Nb₂O₅ calcinado, fato que implica em uma menor formação de produtos hidrogenados. A ordem de atividade dos catalisadores avaliados foi de: NiW/Nb₂O₅> CoMo/Nb₂O₅ suporte calcinado> CoMo/Nb₂O₅ suporte não calcinado.

 Muitos líquidos iônicos são tidos como uma alternativa mais ecologicamente correta aos solventes orgânicos hoje utilizados e têm a vantagem de serem solventes projetáveis, com a possibilidade de grande quantidade de misturas. Por outro lado, a disponibilidade de dados experimentais na literatura é pequena. Os modelos baseados em COSMO são, em geral, preditivos e envolvem a distribuição eletrônica das moléculas determinada por cálculos quânticos. Devido à possibilidade de predição, esse tipo de modelo é indicado para uso na descrição de misturas que contenham líquidos iônicos. Nesse contexto, o presente trabalho propõe a avaliação da modelagem termodinâmica baseada em COSMO (Conductor-like Screening Model) para o equilíbrio de fases de misturas sólido-líquido contendo líquidos iônicos. Explora-se a versão puramente preditiva COSMO-SAC. Nela, as configurações eletrônicas (perfis-σ) dos componentes como líquidos iônicos, solventes, biomoléculas ou hidrocarbonetos que participem nas misturas serão gerados por cálculos quânticos, utilizando o método ab-initio QM (HF+TZVP) e o programa GAMESS. Avalia-se a performance do modelo, e a possibilidade de seu uso para a triagem de solventes em processos extrativos. Verifica-se, então, que, mesmo que alguns sistemas tenham seu comportamento assertivamente predito, ainda que qualitativamente, muitos sistemas, por outro lado, apresentam desvios de solubilidade calculada em relação ao valor encontrado experimentalmente de mais de 100%.

A água de produção, também chamada de água produzida (AP), é um efluente oriundo da
exploração de petróleo e gás que contém grande quantidade de contaminantes e precisa
ser tratada, devido aos efeitos nocivos que causa ao ambiente. Este efluente contém sais,
compostos orgânicos, compostos inorgânicos e metais pesados. A moringa é uma planta
nativa da Índia e o carvão obtido de sua queima resulta em um adsorvente de baixo custo
e propriedades interessantes para separação de orgânicos. Nesse contexto, esse trabalho
teve como objetivo desenvolver um carvão ativado modificado à base de moringa que
associado ao uso do processo Fenton foi utilizado na remoção de compostos orgânicos da
AP. O carvão ativado foi obtido através dos processos de pirólise e ativação química, e
utilizado no processo de adsorção dos compostos orgânicos da AP, sendo sucedido pela
aplicação de uma unidade de purificação através do processo Fenton. A adsorção teve
como desígnio reduzir o teor de óleos e graxas (TOG). O processo Fenton, por sua vez,
teve como finalidade degradar a carga orgânica remanescente. Os experimentos foram
realizados com efluente preparado em laboratório a partir da dispersão de petróleo bruto
em solução salina. O TOG inicial adotado no efluente modelo foi de 300 mg L^-1, tomando
como base o TOG médio do efluente nas unidades de processamento da bacia SE/AL. O
processo de adsorção foi estudado individualmente em batelada utilizando carvão ativado
oriundo da Moringa oleífera bruto, e modificado com ferro e cobre. A impregnação do
carvão ativado com metal teve como objetivo aumentar a eficiência de adsorção. Em
seguida, o efluente oriundo da melhor condição destes processos foi testado em diferentes
condições do Fenton, variando concentração de H₂O₂ e Fe²⁺. O carvão ativado
desenvolvido foi caracterizado através da análise da área superficial, MEV,
termogravimetria, DRX, FTIR, análise elementar e método de Boehm. A modificação do
carvão ativado com os metais foi bem-sucedida, com MEV e FTIR demonstrando que as
nanopartículas foram retidas no material desenvolvido e o método de Boehm
confirmando que a impregnação alterou os grupos superficiais. Os estudos de adsorção
revelaram que o carvão ativado oriundo da semente modificado com ferro foi o
adsorvente de maior capacidade de adsorção, removendo, efetivamente, 93,1% do TOG
da AP modelo. A combinação dos processos de adsorção e Fenton removeu 99,83% do
TOG da AP modelo.

A busca pela cura da malária levou pesquisadores a encontrar a artemisinina (ART) em uma planta chinesa (Artemisia annua L.), no início da década de 1970. Este composto é um peróxido de lactona sesquiterpenóide conhecido por sua potente atividade antimalárica, doença que afeta 216 milhões de pessoas atualmente. No entanto, a extração convencional da ART apresenta alto custo e baixa eficiência, sendo sua baixa solubilidade em água considerada um forte obstáculo ao seu amplo uso. Os hidrótropos são uma classe de compostos com a capacidade de aumentar consideravelmente a solubilidade de solutos hidrofóbicos em soluções aquosas. Recentemente, líquidos iônicos (LIs) têm sido relatados como uma classe promissora de hidrótropos capaz de aumentar a solubilidade de vários compostos hidrofóbicos em solução aquosa. Assim, soluções hidrotrópicas com LIs podem contribuir não apenas para melhorar a eficiência da extração de ART de fonte natural, mas também para aumentar sua biodisponibilidade. Neste contexto, o objetivo principal da tese é propor um método de extração de ART que utilize soluções aquosas de LIs, ou sais, como solventes alternativos. Neste âmbito, foi analisado o impacto das estruturas químicas dos LIs, nomeadamente a natureza do ânion e do cátion, e suas concentrações, na solubilidade da ART em água, tendo essa sido determinada em soluções aquosas de LIs, ou sais, a diferentes molalidades, e a 30 ºC. Os resultados obtidos evidenciam claramente a capacidade excepcional deste tipo de substâncias para aumentar a solubilidade da ART em meio aquoso, o que é comparado ao obtido com o uso de alguns solventes orgânicos. O valor máximo da solubilidade variou, nos diferentes sistemas, entre 2,5 e até 750 vezes o valor da solubilidade da água pura, sendo o máximo atingido com o salicilato de sódio. Além disso, parâmetros solvatocrômicos das soluções aquosas investigadas foram determinados com o objetivo de correlacionar as propriedades do solvente com os dados de solubilidade da ART e contribuir na compreensão do fenômeno da hidrotropia. Após a comprovação do poder hidrotrópico do LI e do sal, a metodologia de superfície de resposta foi utilizada para otimizar as condições operacionais de extração (tempo de extração, concentração de hidrótropo e temperatura), levando a um rendimento máximo de extração de ART de 0,68% em peso de folhas secas da Artemisia annua L.. Por fim, a atividade antimalárica dos extratos foi determinada e comprovada

Apesar da variedade de fontes de energia renováveis da atualidade, as fontes de origem fósseis ainda são as principais do mundo. O crescimento da produção do petróleo que favorece a estabilidade da economia através dos impactos positivos no setor social, científico e tecnológico é o mesmo que apresenta sérios riscos ao meio ambiente e consequentemente à saúde humana. A catástrofe de derrame de petróleo ocorrida recentemente no litoral brasileiro serve como um alerta para que sejam desenvolvidas pesquisas que contemplem a prevenção de acidentes ambientais, sobretudo o desenvolvimento de processos e produtos biotecnológicos para limpeza de ambientes marinhos. Com isso, a utilização de sorventes naturais para remediar áreas impactadas tem sido uma alternativa promissora, uma vez que são biodegradáveis e disponíveis na natureza. Diante disso, esse trabalho tem o objetivo de comparar a utilização de fibras de coco residuais (Cocos nucifera L.) in natura e pré-tratadas com Líquido Iônico Prótico (LIP) [2-HEA] [Ac] e por mercerização/acetilação para remediar petróleo derramado no ambiente marinho, a partir de uma simulação hidrodinâmica em escala laboratorial. Foram realizados pré-tratamentos químicos (métodos tradicionais: mercerização/acetilação, e inovador: com LIP), caracterização das fibras (in natura e tratadas) a partir do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FITR), e o teste de cinética e de equilíbrio de sorção utilizando petróleo da Bacia de Campos e água salina artificial. Verificou-se que a estrutura morfológica das fibras tratadas com LIP apresentaram uma maior quantidade de poros e que as fibras mercerizadas/ acetiladas apresentaram uma superfície mais rugosa, quando comparadas com as fibras in natura. Quanto à cinética de sorção, foi possível observar que o tempo não influencia a sorção, sendo necessário um pequeno tempo de contato entre o adsorvato e adsorvente para ocorrer a biossorção. O modelo cinético que mais se ajustou aos dados experimentais foi o de pseudo-segunda ordem, indicando que a etapa limitante do processo é a quimiossorção. Além disso, os biossorventes entraram em equilíbrio de sorção a partir de 6,0 mL de petróleo derramado em 94,0 mL de água salina. Os dados experimentais possuíram maior correlação com os dados do modelo de Sips para todas as fibras estudadas, indicando que a adsorção se reduz a isoterma de Freundlich (multicamadas) em baixas concentrações de petróleo e a Langmuir (monocamadas) em altas concentrações. Por fim, as fibras tratadas com LIP adsorveram 25,5% (5,37 g/g) a mais do que a fibra in natura (4,00 g/g) e 20,5% a mais que as fibras mercerizadas/acetiladas (4,27 g/g). Com base nesses resultados, pode-se afirmar que as fibras tratadas possuem maior capacidade de adsorver petróleo do que as fibras in natura, e as fibras tratadas com LIP possuem maior capacidade de sorção em relação às fibras tratadas convencionalmente, podendo ser utilizadas em derrames de petróleo.

A utilização de compostos orgânicos como aditivo para melhorar a proteção contra a corrosão do aço carbono vem ganhando espaço, principalmente na eletrodeposição. A fim de melhorar a proteção contra a corrosão utilizando depósitos de Ni e Ni-Mo, o presente trabalho descreve a investigação da adição de frações de glicerol (0,0; 0,07; 0,27; 0,82 mol.L^-1) sobre o aço carbono AISI 1020 em meio levemente ácido (0,5 mol.L^-1­­ de NaCl) e básico (0,5 mol.L^-1 de NaOH) em tempos de 24, 48 e 72 horas. A adição do glicerol tem efeito positivo na eficiência de deposição do Ni e Ni-0,3Mo, bem como a redução do consumo energético gasto no processo, o que torna interessante na aplicação industrial. Na análise contra a corrosão, é observado pela taxa de corrosão que em meio NaCl e NaOH, a diminuição na taxa de corrosão ocorre à medida que a quantidade de glicerol aumenta para o deposito de Ni e Ni-Mo. A confirmação do estudo é corroborada através das curvas de polarização, onde é possível observar maiores polarizações para os as concentrações de 0,82 mol.L^-1, e pela Espectroscopia de impedância eletroquímica. Apesar da redução da microdureza proporcionada pelo glicerol, os resultados expressivos da resistência a corrosão sugerem que em ambientes em que não necessitam atritos, essa aplicação é válida. A morfologia dos depósitos ficou a cargo das técnicas de DRX, rugosidade e MEV, em que é notada um aumento da rugosidade para o banho de Ni e uma diminuição para o Ni-0,3Mo. Essa diferença pode ser expressa pelo MEV, em que no banho de Ni aparentemente ocorre uma sobreposição do depósito predominantemente pelas estruturas (111) e (200) e a redução para o banho de Ni-0,3Mo, é observada pela redução de vacâncias que o MEV apresentou a medida que o glicerol é aumentado, principalmente pela estrutura do Mo (313). Vale ressaltar que apesar do glicerol influenciar de diferentes formas nos banhos, a resistência corrosão é melhorada, independente do meio corrosivo.

A deposição de parafinas é um problema recorrente na indústria petrolífera e que tem ganhado cada vez mais relevância devido ao aumento da produção offshore em ambiente profundo. Portanto, vários estudos foram realizados com o objetivo de compreender melhor tal fenômeno, além de fornecer estimativas da camada de precipitado. Informações como estas podem ser úteis para apoiar a tomadas de decisão a respeito de intervenções em dutos e unidades de produção. No entanto, o estudo da deposição de parafinas é fortemente dependente da realização de experimentos, que geralmente são onerosos e podem tornar este tipo de análise inviável. Como alternativa às metodologias dependentes de experimentos, foi desenvolvido um modelo para estimar a espessura de camada de parafinas depositada. Com a combinação de uma equação empírica de solubilidade com um modelo térmico unidimensional em estado estacionário, foram estimadas espessuras de depósito com desvios abaixo de 3% para uma geometria cilíndrica. Os resultados obtidos para duto quadrático mostraram que o modelo não é capaz de representar o crescimento gradual do depósito ao longo do duto. Os dados obtidos possibilitaram o desenvolvimento de um modelo estatístico significativo, no qual a temperatura foi a variável mais determinante no processo, para as condições analisadas.

Líquidos iônicos (LIs) têm se destacado em diversas aplicações industriais devido às suas propriedades interessantes, como a possibilidade de serem ajustados de acordo com a necessidade, boa solubilidade em compostos orgânicos e inorgânicos, moderada tensão superficial, baixa pressão de vapor, estabilidade térmica e química. Na produção de biodiesel, os líquidos iônicos apróticos (LIAs) são normalmente utilizados como catalisadores. Para este propósito, quantidades consideráveis desse composto devem ser empregadas na reação, bem como maiores temperaturas e razão molar metanol:óleo são requeridas, aumentando o custo de produção. Os líquidos iônicos próticos (LIPs) quando comparados aos LIAs são menos onerosos, menos tóxicos e possuem a síntese mais simples. Alguns desses compostos podem ser sintetizados com a presença de grupos hidrofílicos e hidrofóbicos na sua estrutura, apresentando características surfactantes e, portanto, promovendo a redução de tensão interfacial. Explorando sua ação surfactante, baixas concentrações podem ser aplicadas na reação de transesterificação de óleos vegetais com a vantagem de promover a melhoria no contato entre as fases imiscíveis (álcool e óleo), aumentar a taxa de reação e o rendimento do biodiesel. Na literatura, poucos trabalhos científicos investigam a aplicação de LIPs como cossolvente na transesterificação alcalina de óleos ou gordura. Geralmente, os LIs são empregados em processos de catálise enzimática com o objetivo de preservar os biocatalisadores e, para este fim, os LIAs são preferidos. Dessa forma, este estudo avalia a utilização do líquido iônico prótico hexanoato de dietilenotriamônio ([DETA][Hx]) como cossolvente na reação alcalina homogênea do óleo de soja com metanol para a produção de biodiesel. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial de 2 variáveis independentes para avaliar os efeitos gerados sobre o rendimento de biodiesel pela variação da concentração de [DETA][Hx] e do tempo de reação. A análise estatística mostrou que o uso de pequenas quantidades de cossolvente são suficientes para favorecer o aumento de rendimento em 5,10%, atingindo 97,06% com apenas 3% (m/m) de [DETA][Hx] no meio reacional em 30 minutos de reação. Na segunda fase, experimentos em cascata foram realizados para obter o ponto ótimo de produção de biodiesel, cujo rendimento mássico foi de 99,53%. As condições ótimas de reação foram alcançadas sob 2,0% (m/m) de LIP [DETA][Hx], razão molar metanol:óleo de 7:1, 1,0% de KOH como catalisador, 30 °C e 10 min de reação. Os resultados demonstram que a aplicação do LIP [DETA][Hx] como cossolvente foi promissora, por promover a redução da tensão interfacial entre as fases, melhorar a solubilidade dos reagentes em condições reacionais mais brandas e consequentemente aumentar o rendimento mássico. O biodiesel produzido no ponto ótimo foi caracterizado para verificar o atendimento às especificações da Resolução ANP nº 45/2014, ASTM D6751 e EN 14214.

Este trabalho propõe obter informações do uso de nanofluidos como fluido refrigerante em trocador de calor de placas através do uso de uma ferramenta de CFD (Computational Fluid Dynamics), visto que há necessidade de estudos complementares sobre o desempenho térmico desses sistemas. Foi utilizado o software de CFD ANSYS Fluent que tem como estratégia de simulação o uso do método dos volumes finitos, com essa ferramenta foram feitas simulações 3D de um trocador de calor de placas operando com o nanofluido de Al₂O₃ em concentrações de 2%, 3% e 4% em volume de solução aquosa como fluido refrigerante e água pura como fluido quente. Foi também realizada a análise para diferentes vazões do fluido refrigerante, variando de 2 lpm a 5 lpm. Adicionalmente realizou-se o estudo com o ângulo de corrugação das placas em 30º e 60º. A validação foi feita obtendo-se boa aproximação, cerca de 90% de acurácia, em relação ao coeficiente de transferência de calor obtido experimentalmente no estudo anterior de Pandey e Nema (2012), do qual foi obtido os valores para construção da geometria e parâmetros de operação. O uso de nanofluido em concentrações maiores, até 4%, apresentou boa influência no desemprenho térmico que foi analisado no trocador de calor. Os ângulos de 30º e 60º presentes entre as placas também promoveram melhor desempenho do trocador de calor quando comparados com a geometria sem angulação. As variações de vazão do nanofluido devem levar em conta a queda de pressão adequada para o processo no qual é aplicado o trocador de calor, já que o aumento da vazão confere elevação significativa na queda de pressão.

Com a estimativa de aumento da demanda de petróleo para as próximas décadas, intensifica-se a necessidade de exploração de áreas não-convencionais, e associada a elas, ante aos altos custos de exploração, a necessidade de aperfeiçoar as tecnologias disponíveis. Nesse sentido, na última década, intensificou-se a aplicação de nanopartículas para o aperfeiçoamento de fluidos de perfuração. Nesse cenário, as nanoargilas montmorilonitas e as gomas xantana foram pouco exploradas para o desenvolvimento de nanofluidos. Para esse trabalho, verificou-se a influência da nanoargilas montmorilonita hidrofóbica e hidrofílica sobre os parâmetros reológicos de soluções de xantana contendo cloretos de sódio e de cálcio. Para tanto, dividiu-se a análise experimental para cada argila. Para a argila hidrofóbica, primeiramente caracterizou-se a nanoargila com FRX, DRX e TGA; em seguida, adotou-se um planejamento fatorial completo 2⁴ variando as concentrações da nanoargila, xantana, cloretos de sódio e de cálcio; em terceiro, adotou-se uma Matriz de Doehlert do tipo 7x5x3 variando as concentrações de nanoargila, xantana e temperatura, com as concentrações dos sais constantes; em quarto, avaliou-se a dispersão das misturas com parâmetros reológicos discrepantes e respectivos Condutividade e Potenciais Zeta. Para a argila hidrofílica, primeiramente também a argila foi caracterizada por DRX, FRX e TGA. Depois, sob planejamento experimental unidimensional em triplicata, avaliou-se: a influência da variação de concentração de nanoargila sobre a reologia da solução, mantendo constantes as concentrações dos sais e da xantana; em seguida, a influência da temperatura e em seguida do tempo de hidratação sobre a reologia da mistura, mantendo as concentrações dos componentes constantes; por fim, a interação das partículas da mistura por meio de ensaio de Condutividade Elétrica e o Potencial Zeta, variando-se concentração de nanoargila e tempo de hidratação. Concluiu-se, para argila hidrofóbica, que as interações entre os componentes da mistura não estabilizam; a temperatura, os sais não exercem influência significativa sobre a reologia da mistura; a nanoargila em concentrações não superior a 5% (m/v) interage na Tensão de Cisalhamento Mínima; os parâmetros reológicos estabilizam após 96h de hidratação. Já para argila hidrofílica, que há melhoria da reologia das soluções de xantana para certas concentrações de nanoargila; a adição de nanoargila favorece a reologia na mistura de xantana com o aumento da temperatura; e o tempo de hidratação não afeta significativamente a reologia do nanofluido; que há interação entre a nanoargila e a xantana.

O presente estudo relaciona dados hidrodinâmicos em uma coluna de absorção gasosa com recheio de anéis de Raschig de vidro. O objetivo desse estudo é a aplicação da coluna para o tratamento de gases, como compostos orgânicos voláteis, descrevendo o comportamento da perda de carga e definições de parâmetros para esta aplicação. Para as análises desses parâmetros hidrodinâmicos foi estudado um sistema líquido-gás (água- ar), utilizando a correlação de Ergun para o teste em leito seco e o método de Prahl para o teste em leito molhado. Com esse sistema, foram determinadas as condições operacionais ótimas (vazões de entrada da fase líquida e do gás). Para comparação do método de Prahl foi realizada uma análise dimensional da coluna, onde foi obtida uma equação empírica para determinação da queda de pressão, onde foi possível uma diminuição média dos erros de 15%. Ainda sobre os testes hidrodinâmicos foi possível a identificação o ponto de inundação e o de carga, e eles estão situados entre as vazões molares de ar entre 3,0 e 4,0 L/min, em todos os testes com base no método desenvolvido por Bianchini (2018). Três regiões de operação são determinadas e o ponto crítico de operação, onde ocorre a estabilização da diferença de pressão na coluna. Por fim, um modelo empírico foi desenvolvido com o intuito de correlacionar a queda de pressão da coluna com os parâmetros operacionais.  Após toda análise hidrodinâmica, foram determinadas as regiões experimentais a partir da metodologia de superfície de resposta (MSR) utilizado nesse processo para avaliar os fatores que influenciam na variável resposta da concentração de acetona em água. Assim foi realizado um planejamento estatístico fracionado mais três repetições no ponto central (PC), totalizando 19 experimentos, sendo a vazão da fase leve (Q_d), a vazão da fase pesada (Q_c), temperatura (T) e tempo (t) consideradas como variáveis independentes. A metodologia de superfície de resposta, trouxe informações fundamentais que ajudaram no entendimento do processo de absorção de aprendizado da operação, como exemplo o perfil significativo da interação das variáveis Q_d e Q_c, apresentando um salto maior, em comparação as outas combinações, de valores de concentração, saindo do valor de 0,002 g/g para aproximadamente 0,005 g/g . Dessa forma, compilando as informações de estudo hidrodinâmico juntamente com os dados obtidos na transferência de massa utilizada como base de coletar informações de comportamento da coluna, pode-se dar continuidade ao projeto futuro de tratamento de gases, como previsto no projeto geral da pesquisa.

A poluição do meio ambiente por efluentes industriais aumentou nas últimas décadas, tornando-se um sério problema social e ambiental. Os efluentes freqüentemente produzidos contêm poluentes tóxicos e biologicamente refratários, que não são removidos pelos sistemas de tratamento convencionais, como coagulação / floculação, adsorção de carvão ativado, precipitação e degradação biológica. Os materiais porosos nanoestruturados ou nanoporosos merecem destaque na área de separação molecular, catálise e detecção de gases devido à sua alta área superficial, alta porosidade e distribuição regular do tamanho dos poros. Entre os materiais nanoestruturados, destacam-se as nanoestruturas à base de dióxido de titânio, devido às suas características destacadas, como estabilidade química, não toxicidade, baixo custo e alta eficiência. Neste trabalho, pretendemos avaliar o potencial fotocatalítico de nanoestruturas baseadas em dióxido de titânio na degradação do antraceno, em um lago de bancada. Desta forma, nanoestruturas de dióxido de titânio (TiO2 P25 e TiO2 sol-gel) foram preparadas, utilizando síntese hidrotérmica alcalina a 120 ° C. Para otimizar os parâmetros de síntese, as amostras foram sintetizadas em três momentos diferentes. Como resultado, primeira fase do trabalho, os efeitos do precursor e duração do tratamento térmico nas propriedades fotocatalíticas das nanoestruturas. Os catalisadores obtidos foram caracterizados por FTIR, DRX, UV, MET e SEM, a fim de investigar as propriedades dos materiais produzidos e definir o tempo de tratamento mais adequado para prosseguir nas próximas fases do trabalho. Os resultados para o tempo de tratamento hidrotérmico de 24 h mostraram um diâmetro de cerca de 22,5 a 15,5 nm e comprimento do tubo na faixa de 230 e 557 nm, respectivamente, para o precursor sol-gel. Essa definição foi importante porque os resultados mostram que os catalisadores produzidos podem ser aplicados no processo fotocatalítico para a degradação de poluentes orgânicos. No entanto, outras técnicas serão avaliadas para concluir e definir o melhor horário a ser utilizado, bem como o precursor. Nas demais fases do trabalho, impregnou-se metal para as nanoestruturas formadas no período de 24 horas. Após isso, foram realizados os testes fotocatalíticos em suspensão e a caracterização do material foi feita pelas mesmas técnicas. Finalmente, os catalisadores que apresentaram o melhor desempenho fotocatalítico foram imobilizados em membrana de látex, testados na reação de degradação do antraceno e também caracterizados pelas técnicas de UV, TG e DRX. Os resultados mostram, para todas as fases, que as nanoestruturas formadas a partir do precursor à base de s-TiO2 (solgel) apresentaram melhor atividade fotocatalítica quando comparadas às nanoestruturas formadas a partir do precursor p-TiO2 (Comercial). Esse resultado pode ser esclarecido a partir da diminuição do band gap, facilitando a migração de elétrons da banca de valência para a banda de condução durante as reações, tornando o tempo de reação mais curto e mais eficiente. 

O incremento na demanda de xilitol no mercado alimentício e farmacêutico, assim como a possibilidade de seu uso como matéria prima de origem renovável para formar outros compostos de interesse, tais como etileno glicol, propileno glicol, ácido láctico, furanos, entre outros, têm motivado um aumento nas pesquisas para a obtenção desse poliálcool. Industrialmente, o xilitol é produzido por hidrogenação catalítica da xilose, na presença de um catalisador metálico e sob alta temperatura e pressão de H2. O uso de resíduos de biomassa como fonte de xilose, e a obtenção do xilitol mediante reações consecutivas em um único reator possibilita maior competitividade econômica. Neste trabalho foi estudada a produção de xilitol a partir da xilose pura e do sabugo de milho in natura, uma vez que este resíduo apresenta um alto teor de xilose (31%), baixo custo e alta disponibilidade. A etapa de hidrólise ácida foi otimizada, atingindo 93% na porcentagem de extração de xilose trabalhando a 140 ºC, 1,3% H2SO4 por 5 min. As melhores condições de hidrogenação foram 0,1 g de 5% Ru/C, a 140 °C e 600 rpm, alcançando 98% de rendimento de xilitol, utilizando um catalisador comercial de 5% Ru/C. A hidrogenação hidrolítica do sabugo de milho in natura sob condições brandas (H2SO4 0,5%, 140 °C, 2 Mpa de H2) levou a um rendimento em xilitol de 70,8%. O processo mostrou-se efetivo para a produção do xilitol diretamente do resíduo de biomassa, abrindo perspectivas para diminuição dos seus custos de produção e implantação do novo processo em uma biorrefinaria.

Os reservatórios, cujos mecanismos são pouco eficientes e que, por consequência, retêm grandes quantidades de hidrocarbonetos após a exaustão de sua energia natural, são fortes candidatos ao emprego de uma série de processos que visam à obtenção de uma recuperação adicional. Esses processos são chamados de métodos de recuperação e objetivam interferir nas características do reservatório. A injeção cíclica de vapor é um método especial de recuperação caracterizado pela redução da viscosidade do óleo após injeção de vapor no poço. Ele é composto por três etapas (injeção de vapor no poço, período de soaking e produção), sendo necessária intervenção de sonda na montagem do sistema de injeção e, novamente, para a composição do sistema de produção. Considerando este problema, a empresa brasileira ENGEPET desenvolveu e patenteou o sistema ICVPA (Injeção Cíclica de Vapor Com Produção Alternada), o qual tem o sistema de elevação BPZ (Bombeio Pneumático do Tipo Z) acoplado ao sistema de injeção de vapor, excluindo a necessidade de intervenção de sonda. Porém, como em qualquer método térmico, a introdução de calor na formação pode causar estresse e deformação no revestimento. Com o intuito de solucionar este problema, o sistema ICVPA foi modificado, visando eliminar junta e packer térmico ao utilizar um fluxo de água tratada para servir de selo e controlar a temperatura do revestimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é modelar a troca térmica entre os fluxos de água e de vapor no ICVPA visando o controle da temperatura do revestimento no poço, utilizando a Fluidodinâmica Computacional (CFD). Afim de diminuir o esforço computacional, foram testados modelos considerando interface entre domínios, axissimetria e fracionamento do comprimento do poço. Os resultados obtidos através do software CFX para vapor superaquecido foram comparados com outros dois modelos desenvolvidos no Matlab®, um com consideração de mudança de fase do vapor saturado e outro com mudança de fase e perda de carga do vapor. Em geral, os resultados mostram que o CFX é inadequado para o estudo do sistema por não possibilitar a modelagem da condensação e da qualidade do vapor que são de extrema importância para o processo. Além disso, verificou-se que a perda de carga não influenciou significativamente o perfil de temperatura da água e do vapor

A indústria química vem demonstrando, ao longo dos últimos anos, um crescente interesse no uso de fontes renováveis na produção de bens de consumo. Nesse sentido, a biomassa lignocelulósica, devido às suas características e disponibilidade, pode substituir fontes fósseis, como o petróleo. A biomassa é matéria-prima para obtenção de moléculas mais complexas, chamadas "moléculas plataforma", de alto valor agregado. Entre essas plataformas moleculares, destaca-se o sorbitol, que é utilizado na indústria de alimentos, cosméticos e farmacêutica. O sorbitol é o mais proeminente entre polióis, devido ao seu amplo uso na produção de vitamina C, como substituto da glicose e na produção de biopolímeros. Na indústria, para produção de sorbitol utilizam-se catalisadores heterogêneos de Ru/C ou Ni-Raney, embora outros suportes tenham sido testados, tais como zeólitas (ZSM5) e óxidos (Al₂O₃). No entanto, tais suportes apresentam desvantagens como o alto custo de produção e lixiviação com contaminação do produto.

O presente trabalho tem como objetivo estudar catalisadores de Ru/Nb₂O₅, em diferentes concentrações de rutênio e, em duas fases morfológicas (fase amorfa e cristalina – fase TT) na hidrogenação da glicose a sorbitol. Os suportes catalíticos foram preparados a partir do óxido de nióbio hidratado submetidos a tratamento térmico e, posteriormente, impregnados com o sal de RuCl₃, obtendo diferentes teores metálicos. Os catalisadores e suportes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), isoterma de N₂, área superficial específica pelo método BET (Brunauer, Emmett e Teller), volume de poros pelo método BJH (Barrett, Joyner e Halenda), redução à temperatura programada (RTP - H₂), análise termogravimétrica e análise térmica diferencial (TG/DTA), espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os precursores dos catalisadores foram reduzidos em reator de vidro a 250 °C por 3 h em fluxo de H₂/N₂ (5%). Em seguida, 500 mg de catalisador e uma solução aquosa de glicose 10% (m/v) foram adicionados em um reator batelada do tipo Parr e avaliados nas condições de operação de 100 °C, 60 bar de H₂ e 700 rpm, por 4 h. Os produtos da reação foram analisados por cromatografia líquida de alta resolução (CLAE).

Verificou-se que o preparo dos catalisadores pelo método de impregnação úmida foi eficaz para obtenção das concentrações de Ru estudadas. Além disso, entre os teores estudados, o teor de 5% (m/m) de rutênio apresentou os melhores resultados de conversão da glicose e rendimento em sorbitol. A mudança de fase do suporte de Nb₂O₅ afetou significativamente os resultados de conversão da glicose e seletividade ao produto desejado. Para o suporte na fase amorfa obteve-se conversão 52,5% e seletividade de 54,9% para sorbitol. Para fase cristalina TT, o resultado foi de 84,6% de conversão e 98% de seletividade ao mesmo produto. O melhor desempenho foi observado no catalisador 5% Ru com suporte em fase cristalina e pode ser atribuído a modificações nas propriedades texturais do material, como a presença de poros de maiores diâmetros, que facilitam o transporte de reagentes aos sítios ativos, bem como pode estar associado ao efeito sinérgico entre o Ru e óxido de nióbio com estrutura mais ordenada e de transição do óxido (fase TT) que permite maior interação com o reagente.

A extração líquido-líquido, ou extração por solvente, é uma operação unitária que visa à separação de um ou mais componentes a partir da inserção de uma fase líquida a qual possui mais afinidade com os componentes de interesse. É uma técnica utilizada em diversos ramos industriais dentre eles a indústria alimentícia, petroquímica e bioquímica. Assim, o presente trabalho tem por objetivo a investigação dos parâmetros operacionais no desempenho de uma coluna de extração pulsada e recheada. Para isto, foram realizadas 30 corridas com solução aquosa de ácido acético (soluto) e uma solução de 1-Butanol (solvente) a fim de se obter dados de concentração no extrato e rafinado e com estes dados poder calcular a eficiência da coluna e o coeficiente de transferência de massa. Para o cálculo da eficiência foram utilizados os modelos de Murphree (1925) e Kawase (1990). Já para o cálculo do coeficiente de transferência de massa utilizou-se cinco modelos distintos: Plug Flow Model (PFM), Safari et al. (2012), Kister (1992), Torab-Mostaedi e Safdari (2009) e Ghaffari et al. (2009). Os dois modelos escolhido para o cálculo da eficiência apresentaram valores consistentes. Já para o cálculo do coeficiente de massa dois modelos não apresentaram valores coerentes: Torab-Mostaedi e Safdari (2009) e Ghaffari et al. (2009). Com a análise dos resultados notou-se que tanto para eficiência quanto para coeficiente de transferência de massa houve uma influência positiva, ou seja, conforme os valores dos parâmetros operacionais aumentam a eficiência e coeficiente de massa também aumentam. Sendo a vazão da fase contínua o parâmetro que mais influenciou no desempenho da coluna, apresentando um aumento percentual de 32.46%. Por fim, um modelo empírico foi desenvolvido com o intuito de correlacionar a eficiência da coluna com os parâmetros operacionais. A equação mostrou boa concordância com a equação de Murphree, apresentando um desvio médio de 7.35%

Nas últimas décadas, a contaminação dos corpos de água por metais pesados vem se tornando um sério problema ambiental. O descarte inadequado de efluentes contaminados por íons de metais, mesmo em pequenas concentrações, podem causar sérios danos aos seres humanos e ao ecossistema. Diante deste contexto, é necessário o tratamento destes efluentes a níveis ambientalmente aceitáveis. Não obstante a isso, a remediação por lavagem utilizando surfactantes biológicos, biossurfactantes surge como uma técnica alternativa aos métodos convencionais, por ser considerada de baixa toxicidade ao meio ambiente. Biossurfactantes são tensoativos de origem microbiana que podem capturar íons metálicos através de interações eletrostáticas. A presença de distintos grupos funcionais de diferentes polaridades em suas moléculas acarreta uma interação molecular com a carga dos metais, atuando como um agente quelante e possibilitando a descontaminação dos solos e efluentes. Contudo, as aplicações comerciais dos biossurfactante esbarram no seu alto custo de produção. Isto pode ser atribuído à utilização de nutrientes dispendiosos e deficiências nas operações de recuperação e purificação. Para superar estes gargalos, resíduos agroindustriais têm sido utilizados com uma alternativa de substrato de baixo custo para a produção de biossurfactantes. Nessa perspectiva, o presente trabalho visou avaliar, através do estudo cinético, a produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 86 utilizando como fonte de carbono o extrato aquoso da casca de mamão, como forma de redução dos custos da produção e sua aplicação na remoção dos íons cobre e ferro presentes em um efluente sintético.  A fermentação submersa ocorreu em um biorreator (37°C, 200 rpm, 0,5 vvm) durante 144 horas. Em intervalos de tempos regulares foram coletadas amostras para a realização do estudo cinético. O crescimento celular, consumo de substrato, produção da surfactina, pH do meio, tensão superficial e Concentração Micelar Crítica foram analisados.  Para avaliar a eficiência da surfactina produzida na remoção dos metais cobre e ferro, foi realizado um planejamento experimental multivariado, na presença de biossurfactante bruto e purificado. Através das isotermas de adsorção avaliou-se a capacidade do biossurfactante em adsorver os metais Cu e Fe. Dentre os resultados encontrados, em 24 horas de cultivo, obteve-se a maior concentração de biomassa e produto, de 2.17 g L^-1 e 2.88 g L^-1, respectivamente e com relação ao substrato observa-se que 73% da fonte de carbono fornecida foi consumida. Não foi verificada uma mudança muito acentuada do pH ao longo do cultivo, possuindo valores variando na faixa de 5,58 para 6,83. Os ensaios fermentativos mostraram que Bacillus subtilis UFPEDA 86 é um bom produtor de biossurfactante e que o extrato da casca de mamão é um substrato viável para a produção de biossurfactante por esta cepa. O biossurfactante produzido apresentou Concentração Micelar Crítica (CMC) de 20,73 mg.L^-1, na qual foi capaz de reduzir a tensão superficial da água de 70,54 para 28,69 mN/m.. O biossurfactante produzido a partir da casca de mamão foi capaz de adsorver Cu e Fe em sua estrutura. O modelo de adsorção de Langmuir ajustou-se bem ao Cu e Fe, sendo a capacidade máxima de adsorção estimada em 10 e 5 mg.g^-1, respectivamente. O biossurfactante produzido apresentou potencial de uso como adsorvente no tratamento de efluentes líquidos contendo metais pesados.

A Baía de Todos os Santos, é a maior baía do Brasil e apesar do desenvolvimento econômico
gerado, carrega uma série de impactos ambientais para os moradores locais. Embora o número
de acidentes seja pequeno, o tráfego de navios e efluentes da refinaria têm um impacto negativo
bastante significativo na biota, introduzindo contaminantes como petróleo e derivados na água.
A remoção de contaminantes em água de maneira eficiente tornou-se uma questão importante
na atualidade. Dentre os diversos métodos, o processo de adsorção é um dos métodos eficazes
utilizados para a remediação de áreas contaminadas com petróleo e seus derivados. Dessa
maneira, esse trabalho tem o objetivo de investigar um adsorvente natural de fácil obtenção e
baixo custo, como a fibra de cana-brava (Gynerium Sagittatum), na adsorção de petróleo. A
biomassa utilizada foi estudada em sua forma lavada, acetilada e tratada com líquido iônico
[2HEA][Ac]. Todas as fibras foram caracterizadas através de análises termogravimétricas (TG e
DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), espectroscopia
de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise da composição
lignocelulósica. Os ensaios de adsorção do petróleo bruto foram realizados em banho
termostático com a fibra nas três formas, variando o tempo para o estudo cinético e a
concentração do adsorvato para o estudo de equilíbrio. O estudo cinético de adsorção do
petróleo permitiu identificar que a fibra lavada atinge sua capacidade de adsorção máxima de
4,3 g de petróleo / g de adsorvente em 90 minutos, ao passo que as fibras acetiladas e tratadas
com líquido iônico atingiram a as capacidades máximas de adsorção de 3,5 g de petróleo / g
adsorvente em 30 minutos. O modelo cinético que mais se ajustou aos dados experimentais foi o
de pseudo-segunda ordem. No estudo do equilíbrio os modelos que apresentaram os melhores
ajustes foram as isotermas de Sips e Toth.

As grandes quantidades de poluentes fenólicos, provenientes de vários setores industriais, têm levado a uma crescente contaminação das águas, contribuindo para o aumento dos problemas ambientais. Os processos oxidativos avançados (POAs) têm se mostrado eficazes no tratamento desses efluentes, especialmente a reação de Fenton. Entretanto, o processo ainda apresenta problemas, tais como a disponibilidade de catalisadores eficientes e de baixo custo. Neste contexto, no presente trabalho, foram preparados catalisadores baseados em óxidos de ferro suportados em carvões ativados, obtidos a partir dos resíduos de dendê, para o abatimento de compostos fenólicos em efluentes industriais. Os carvões ativados foram preparados por ativação química, utilizando hidróxido de sódio, como agente ativante, na razão biomassa/ agente ativante 1:2, 1:1, 2:1 e 3:1 e por ativação física, usando vapor de água como ativante a 600 e 800°C. Os carvões ativados foram impregnados com solução de nitrato de ferro (5%, em massa, de ferro). As amostras foram caracterizadas por termogravimetria, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, medida da
área superficial específica e da porosidade, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia Raman e foram avaliadas na oxidação do fenol pela reação de Fenton. Nos catalisadores obtidos por ativação química e por ativação física detectou-se uma mistura de magnetita e hematita. A ativação química levou à formação de carvões ativados meso e microporos, enquanto a ativação física produziu carvões microporosos. Foram obtidos sólidos contendo grupos fenólicos, alcoólicos e carboxílicos, em sua superfície. Observou-se que o método de preparação não influenciou significamente, a natureza dos grupos funcionais na superfície dos carvões ativados. Todos os catalisadores obtidos a partir da ativação química conduziram a mais alta remoção do fenol, via reação
de Fenton. O catalisador preparado com a razão biomassa/agente ativante mais elevada (3:1) levou à conversão mais alta de fenol (100%), ao final da reação. Entretanto, o catalisador preparado com a razão biomassa/agente (1:2) mais baixa conduziu à conversão do fenol em um tempo mais curto de reação. Os catalisadores obtidos por ativação física se mostraram inativos na oxidação do fenol.

O avanço da tecnologia na área petroquímica, especificamente para a produção de polímeros, trouxe muitos benefícios à humanidade. No entanto, é cada vez mais evidente que o ecossistema é danificado em resultado do acúmulo do plástico não biodegradável. Para esse problema surge como alternativa a possibilidade de desenvolver outros tipos de produtos, que apresentem características reológicas similares aos polímeros sintéticos já existentes, mas que, concomitantemente, apresentem menor resistência à degradação, sendo eliminados biologicamente à medida que não tenham mais utilidade. Nessa perspectiva, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar matérias de reforço: nanopartículas de celulose (obtidas a partir de diferentes fontes), nanopartículas de amido (obtidas por diferentes métodos) e nanopartículas de amilopectina (Obtidas por diferentes tempos de hidrólise) e avaliar o efeito da incorporação dessas nanocargas em filmes a base de amido de mandioca e plastificados com glicerol. Essas partículas em escala nanométrica foram caracterizadas por: distribuição do tamanho de partícula (DSL), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios - X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de absorção no infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) e massa molecular média ponderada (CLAE-IR). Os filmes obtidos pela incorporação das nanopartículas foram caracterizados por: microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes mecânicos de tração, sendo avaliadas as seguintes propriedades: resistência máxima a tração, alongamento e módulo de Young. As nanopartículas de amido obtidas por ultrassom apresentaram menor diâmetro (d = 70,97 ± 10,40 nm) do que aquelas obtidas por hidrólise ácida (112 ± 12,04 nm), que se apresentaram mais cristalinas (índice de cristalinidade de 36%). Quanto às nanopartículas de celulose, aquelas extraídas da celulose microcristalina apresentaram dimensões menores (L= 79,11 ± 19,33 nm, d= 7,47 ± 2,12 nm) do que aquelas os extraídas do sisal (L= 266,05 ± 55,90, d= 11,36 ± 4,72 nm). Independente da fonte, as nanopartículas de celulose se apresentaram mais cristalinas do que as nanopartículas de amido. Nos testes mecânicos observou-se que as nanopartículas de celulose aumentaram significativamente a resistência à tração do filme de amido em cerca de 50%, enquanto que as nanopartículas de amido obtidas por ultrassom não influenciaram no alongamento do filme. As nanopartículas de amilopectina apresentaram um rendimento inversamente proporcional ao tempo de hidrólise. Aquelas obtidas nos tempo de 36, 39 e 42 horas apresentaram uma distribuição de tamanho mais homogênea. O tempo de hidrólise de 48 horas gerou nanopartículas de amilopectina com o maior índice de cristalinidade (33,18 %). A massa molecular média ponderada foi reduzida a 0,15 x 103 Da com 48 horas de hidrólise da amilopectina. A adição das nanopartículas de amilopectina obtidas nos tempos de hidrólise de: 36, 39 e 42 horas nos filmes de amido provocou um efeito de reforço mecânico significativo. Os filmes adicionados das nanopartículas hidrolisadas por 42 horas apresentaram o maior valor de resistência máxima a tração (22,50 ± 1,51 N) representando um aumento de cerca de 140% dessa propriedade em comparação ao filme controle.

A araruta (Maranta arundinacea) apresenta-se como uma fonte alternativa de matéria prima para a confecção de materiais termoplásticos, essa planta possui alto teor de amido que pode ser obtido com elevada pureza. A aplicação do amido nativo de araruta como matéria-prima na produção de polímeros tem demonstrado resultados interessantes apesar de algumas limitações devido seu caráter hidrofílico. A alta afinidade pela água é uma das características dos amidos nativos que dificulta seu processamento e aplicações. Nestes contextos, o presente trabalho tem por objetivo a propor a modificação química do amido de araruta, através do processo de esterificação, para obtenção de um material parcialmente hidrofóbico e desenvolvimento de blendas poliméricas a partir do amido modificado e o polietileno de alta densidade (PEAD). Os amidos foram modificados a partir de diferentes temperaturas de processo: ATC- 40 (40°C), ACT- 50 (50°C), ACT- 60 (60°C), ACT- 70 (70°C) e ACT- 80 (80°C). Os amidos modificados foram caraterizados quanto ao grau de substituição, análises térmicas, FTIR, DRX, RVA e MEV. A partir das caracterizações pode-se perceber que a modificação de fato ocorreu, para as sínteses à temperatura 40°C, 50°C, 60°C, 70°C e 80°C os graus de substituição foram respectivamente 0,31, 0,39, 0,53, 1,27 e 1,36. Em seguida preparou-se as blendas a partir dos amidos acetilados e o PEAD pelo processo de extrusão para formação dos pellets e termo prensagem para a avaliação das propriedades mecânicas. As blendas obtidas foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas, resistência à tração, deformação específica, módulo de elasticidade e MEV. Por meio das caracterizações mecânicas (ensaios de Resistência à Tração) verificou-se que além de maior rigidez, a blenda confeccionada a partir do amido esterificado de araruta e PEAD apresentou também valores de tensão e deformação específica superiores aos da formulação à base do amido nativo de araruta com o PEAD. Com base nas caracterizações morfológicas (MEV), foi possível verificar que a formulação com o amido modificado de araruta apresentou uma melhor adesão interfacial com a matriz de PEAD.

 O reaproveitamento sustentável de biomassa lignocelulósica, pautado no conceito de biorrefinaria, permite o desenvolvimento de bioprodutos de alto valor econômico. A bananicultura, apesar do curto ciclo vegetativo, acumula um grande excedente em resíduos ricos em carboidratos e disponíveis para serem reutilizado. Estes materiais são constituídos majoritariamente por celulose, lignina e hemicelulose. A celulose é um dos produtos de maior interesse e, quando hidrolisada disponibiliza uma fração rica em hexoses, principal fonte na síntese do hidroximetilfurfural (HMF). O ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) é uma molécula plataforma que pode ser usada na síntese de fármacos ou na substituição do ácido tereftálico, usado para a produção de polímeros. O objetivo deste trabalho é a avaliação da reação de oxidação do HMF em FDCA sobre catalisadores de Platina e Rutênio suportados em materiais de diferentes funcionalidades químicas, visando o aproveitamento do pseudocaule de bananeira (PB) como fonte de HMF. As etapas consistem na produção de hexoses a partir do pré-tratamento do PB com 2% (m/v) NaOH à 80 °C por 1 h, seguida da hidrólise com 1% (v/v) H₂SO₄ à 200 °C por 2 h. O PB antes e após o pré-tratamento foi caracterizado por TGA/DTG, MEV, DRX e FT-IR. A desidratação da frutose em HMF ocorreu em reator batelada catalisada por Nb₂O₅ e NbOPO₄ comerciais à 120 °C por 2 h. A reação de oxidação do HMF em FDCA ocorreu com catalisadores de Pt e Ru suportados em TiO₂, SiO₂ gel, carvão comercial (CA) e carvão obtido do caroço de açaí (CAK) em pH alcalino (pH=9, NaHCO₃), 40 bar de ar sintético, 100 °C por 4 h. Os produtos das reações foram quantificados por CLAE a partir de curvas de calibração previamente construídas. Os catalisadores oxidativos foram sintetizados por impregnação úmida com teor de 5% do metal e caracterizados por FT-IR, MEV, DRX, TGA/DTA, Espectroscopia Raman, Isoterma de N₂, RMN-H¹, RMN-C¹³ e XPS. PB in natura mostrou 22,7% celulose, 19,08% hemicelulose e 17,2% lignina. O pré-tratamento alcalino removeu 64,5% lignina e 78,3% hemicelulose, mas preservou a celulose cristalina tipo I (nativa). Por isso, com a hidrólise ácida obteve-se conversão de 37,5% da celulose e rendimento de 32,1% em frutose e glicose. A desidratação da frutose com o catalisador de NbOPO₄ mostrou maior rendimento em HMF 97,7% frente 87,8% com Nb₂O₅, devido a maior presença de sítios ácidos de BrØnsted. Os catalisadores Pt mostraram maior atividade catalítica que os impregnados com Ru. Os catalisadores de Pt suportados em CA e CAK possuem diferentes contribuições quanto a área de micro e mesoporoso e área superficial específica, mas com organização cristalina e estabilidade térmica similares. Ambos os materiais mostraram a presença de grupos hidroxila, quinona e éter na superfície mais externa, mas em diferentes proporções atômicas. Os materiais suportados em CA são mesoporosos e com baixa concentração atômica de grupos oxigenados (9%), o que levou ao menor desempenho na reação pelo bloqueio dos sítios pela adsorção de espécies. Os microporos nos catalisadores CAK associados a maior quantidade de grupos oxigenados (31%) levaram a um maior rendimento em FDCA. O catalisador Pt/CAK foi o mais ativo para esta reação com conversão de 100% em HMF e rendimentos de 93,6% FDCA e 3,3% FFCA. A reação ocorreu pela rota catalítica do HMFCA com a formação do gemdiol, promovido pH do meio. Os grupos funcionais do CAK apesar de não direcionarem a rota, facilitaram as etapas de desidrogenação do gemdiol aumentando o rendimento em FDCA.

O desenvolvimento econômico mundial demanda continuamente o uso de recursos energéticos, dentre os quais vários tipos de óleos são amplamente utilizados. Entretanto, acidentes durante a produção, transporte e utilização desses recursos ocorrem frequentemente e acarretam em graves danos para o ambiente. Diante disso, a busca por medidas mitigadoras eficientes e de baixo custo é recorrente. Nesse contexto, técnicas que utilizam adsorventes naturais, como fibras vegetais, vêm sendo estudadas, pois unem eficiência, seletividade, baixo custo e sustentabilidade. Inúmeros estudos foram realizados, utilizando-se vários tipos de fibras, naturais ou tratadas quimicamente. O interesse em tratar a fibra, nesse caso, reside no fato de poder alterar a estrutura química da fibra, tornando-a capaz de sorver maior massa de óleo. Contudo, os agentes químicos utilizados nos tratamentos tradicionais acarretam desvantagens, como a toxicidade, agressividade sobre as fibras e alto custo. Nesse cenário, os líquidos iônicos apresentam-se como uma nova opção de tratamento químico de fibras, destacando-se pela baixa volatilidade, estabilidade térmica, além da possibilidade de ajuste de propriedades, como polaridade e miscibilidade. Sabe-se que alguns fatores regem o comportamento da biomassa lignocelulósica em líquido iônico. Dessa forma, este trabalho fará um estudo das melhores condições do tratamento com líquido iônico e das alterações químicas geradas na fibra, além da interferência na sorção de óleo. Utilizou-se o líquido 2-hidroxi etilamonioacetato ([2HEA][Ac] ) para tratar o sisal, em que foi realizado um planejamento experimental para estudar a influência das variáveis temperatura e composição do líquido. Valores mínimos e máximos dessas variáveis foram testados (30ºC - 70ºC, 5% - 75%), além do ponto central (50ºC e 40%). Em seguida, testes de sorção, cinética e equilíbrio foram realizados para avaliar a melhoria na eficiência da adsorção de óleo pelas fibras tratadas, em comparação às fibras naturais. Além disso, a estrutura química e física destas foi avaliada por técnicas de caracterização, indicando as melhores condições de tratamento para melhoria no desempenho de sorção de óleo. Dessa forma, estudou-se a viabilidade técnica do tratamento da fibra de sisal pelo líquido iônico 2- hidroxi etilamonio acetato ([2HEA][Ac] e uso posterior desta na adsorção de três tipos de óleos.

Os fornos de craqueamento térmico tem uma grande importância na cadeia petroquímica, principalmente nos setores da primeira e da segunda geração desse ramo industrial. Setores esses que geram insumos básicos para fibras, resinas, plásticos e produtos químicos. Seu funcionamento é baseado na quebra de grandes hidrocarbonetos, utilizando para isto grandes variações de pressão e temperatura via reação química de combustão. Visando uma melhor compreensão deste fenômeno para fins de predição de variáveis e de otimização, esse trabalho tem como proposta analisar a fluidodinâmica da combustão na seção de radiação de um forno de craqueamento térmico de 1,2-dicloroetano, através do uso do software ANSYS CFX® 13.0. A simulação é baseada no modelo Eddy-Dissipation para a combustão, o modelo k-ε para a turbulência e na comparação dos resultados obtidos para quatro diferentes modelos dede transferência de calor por radiação: P1, Rosseland, DTM e Monte Carlo. Os resultados obtidos indicam que os modelos mais adequados são os P1 e DTM, quando comparadas as predições de temperaturas desses modelos com os dados do equipamento industrial. Em geral, o modelo demonstra grande potencial para uso em predições de variáveis de processo, tais como temperatura, concentração do CO2, velocidades dos gases formados e para a otimização do ponto ótimo de localização de instrumentos medidores de temperatura.

Os biossurfactantes são compostos tensoativos derivados de microrganismos que oferecem
diversas vantagens sobre os surfactantes sintéticos, como baixa toxicidade,
biodegradabilidade, aceitabilidade ecológica, estabilidade frente a temperatura, pH ou
salinidade, além da possibilidade de poderem ser produzidos a partir de fontes renováveis.
Embora o interesse em biossurfactantes esteja aumentando, estes bioprodutos ainda não
competem economicamente com os surfactantes sintéticos, devido aos custos gerais do seu
processo de produção. O uso de resíduos agroindustriais de baixo custo torna-se, portanto,
uma abordagem interessante, uma vez que o substrato é responsável por 10 a 30% do custo
total da produção. Neste estudo, os extratos aquosos produzidos a partir das cascas do mamão
(Carica papaya L.) e das cascas do maracujá (Passiflora edulis L.) foram utilizados como
substratos alternativos de baixo custo para produção de biossurfactante por Bacillus subtilis
UFPEDA 86 e o estudo cinético dos cultivos foram realizados. Além disso, o pH do meio de
cultivo de melhor resultado foi corrigido para aproximadamente 6,8 a fim de analisar a
influência dessa variável na produção de biossurfactante. Um meio utilizando glicose como
fonte de carbono também foi usado para fins comparativos. Os mesmos testes foram
realizados para os quatro cultivos. O cultivo submerso foi realizado em agitador orbital
rotativo a 37 °C, 200 rpm durante 96 h. Concentrações de biomassa, substrato e produto, pH
dos meios durante o cultivo, índice de emulsificação, tensão superficial e Concentração
Micelar Crítica (CMC) foram analisadas. A cepa adaptou-se bem aos substratos produzidos a
partir das cascas do mamão, sem e com correção do pH, mas não tão bem ao meio produzido
a partir das cascas do maracujá. Utilizando o caldo produzido a partir das cascas do mamão
sem correção de pH obteve-se concentração celular máxima de 1,07 g.L-1 em 36 h, 72,38% de
consumo de substrato, concentração de surfactina bruta de 1,82 g.L-1, índice de emulsificação
em torno de 61,5%, 25,5% de redução da tensão superficial e CMC de aproximadamente 30
mg.L-1. Usando o caldo produzido a partir das cascas do maracujá foram obtidas concentração
celular máxima de 0,14 g.L-1 em 36 h, 5,75% de consumo de substrato, 0,48 g.L-1 de
surfactina bruta, índice de emulsificação em torno de 54%, 17,4% de redução da tensão
superficial e CMC em torno de 70 mg.L-1. Ao utilizar o caldo produzido a partir das cascas do
mamão com correção do pH obteve-se concentração celular máxima de 1,14 g L-1 em 24 h,
consumo de 85% da fonte de carbono, produção de 2,16 g.L-1 de surfactina bruta, índice de
emulsificação de aproximadamente 68,7%, redução da tensão superficial de 32,5% e CMC de
aproximadamente 30 mg.L-1. A casca do mamão mostrou ser um substrato efetivo na
produção de biossurfactante por Bacillus subtilis UFPEDA 86 e a variável pH demonstrou ser
de grande importância no rendimento deste processo. A casca do maracujá foi capaz de
promover o crescimento celular e a produção de biossurfactante,

A isomerização de xilenos é um processo catalítico que tem o objetivo de restabelecer o
equilíbrio entre isômeros, convertendo os reagentes metaxileno e etilbenzeno nos produtos
paraxileno e ortoxileno. O meio industrial tem buscado realizar previsões de rendimentos e
tempo de vida útil dos catalisadores visando o aumento da rentabilidade dos processos. Então,
o conhecimento do comportamento da perda de atividade irreversível do catalisador (PAI) em
estágios de operação ou campanhas é de suma importância para determinar a vida útil do
catalisador e, consequentemente, melhorar a estimativa da viabilidade econômica de operação
da unidade, quer seja com catalisador novo ou envelhecido. O objetivo deste trabalho é avaliar
a desativação do catalisador ao longo e entre as campanhas de uma Unidade de Isomerização
de Xilenos. Isto foi obtido por meio da análise estatística dos dados pregressos da unidade, a
partir da qual foi possível realizar previsões de novas campanhas e fazer uma análise econômica
(EVTE) visando determinar o tempo ótimo de vida útil do catalisador. Para alcançar este
objetivo, primeiramente foi estudada a desativação catalítica ao longo de sete campanhas
consecutivas, realizando tratamentos estatísticos dos dados operacionais ao longo da vida útil
de um lote de catalisador. A capacidade de conversão de etilbenzeno (EBate) foi a variável que
mais foi influenciada pela perda de atividade catalítica e, por isto, foi escolhida para determinar
a desativação do catalisador. Dois modelos, um linear e outro quadrático, foram desenvolvidos
empiricamente para representar o comportamento do EBate, considerando como variáveis a
vazão de alimentação acumulada, teor de não-aromáticos na alimentação da unidade, vazão de
alimentação da unidade, pressão parcial de hidrogênio, concentração de etilbenzeno na carga e
temperatura de saída do reator. O modelo quadrático foi o que representou melhor a desativação
catalítica ao longo da campanha. A PAI foi calculada a partir da comparação do EBate corrigido
ao longo da campanha, com as mesmas condições operacionais para todas as campanhas, por
meio da utilização dos modelos empíricos quadráticos. Por fim, um estudo de viabilidade
técnico econômico foi realizado para determinar o tempo ótimo de vida útil do catalisador
considerando a PAI e o tempo de campanha de 12 meses. O índice de lucratividade aponta um
retorno operacional para a vida útil do catalisador de 4 a 8 campanhas. O tempo de vida útil
ótimo foi de 7 campanhas, onde obteve-se o maior índice de lucratividade.

Há uma tendência mundial para a redução dos limites de enxofre na gasolina. Como 90% do enxofre da gasolina vem dos produtos da FCC, muitos esforços são dedicados a reduzir o teor de enxofre dos combustíveis oriundos desta unidade. No Brasil a solução encontrada para atender as especificações foi a hidrodesulfurização (HDS) com a instalação de unidades nas refinarias. Por outro lado, este processo adicional promove a perda de octanagem da gasolina diminuindo a qualidade e aumentando o custo de produção. No craqueamento catalítico ocorre um conjunto complexo de reações que transformam o gasóleo em produtos de alto valor agregado como GLP, gasolina e diesel. Uma importante reação é a de transferência de hidrogênio pois ela pode permitir a hidrogenação de insaturados contendo ou não enxofre. Neste sentido, este trabalho estudou o craqueamento catalítico do tiofeno sobre zeólita Beta (SAR 18) modificadas com zinco utilizando tiofeno como molécula sonda e o hexano como doador de hidrogênio visando o abatimento de compostos de enxofre na faixa da gasolina, na temperatura de 400 e 500 oC, com velocidade espacial de 0,83 s-1. Os catalisadores foram preparados com diferentes teores de zinco através de impregnação via úmida e troca catiônica. Eles foram caracterizados por DRS, FRX, DRX, FTIR, XPS, Adsorção de N2 e TPD-NH3. Os catalisadores foram avaliados em uma unidade de laboratório dedicada, exclusivamente, a estudos de transformação de moléculas sulfuradas. A seletividade para reações de transferência de hidrogênio na conversão catalítica do n-hexano, e a capacidade desidrogenante e adsortiva do zinco apresentam-se como propriedades catalíticas importantes para dessulfurização de combustíveis. Os catalisadores preparados promoveram conversão do hexano. A seletividade para formação de compostos craqueados aumentou com o aumento da temperatura de 400 oC para 500 oC. Os catalisadores com maior relação Zn/Al foram mais seletivos a formação de espécies insaturadas e uma maior transferência de hidrogênio. Na conversão do tiofeno, o principal produto foi o H2S. O aumento na temperatura reacional aumentou a seletividade aos produtos hidrogenados. Quanto maior a razão de ZnO/Zn2+ nos catalisadores maior foi a formação de produtos indesejáveis de alquilação, em detrimento da formação de H2S. Os catalisadores mais seletivos para formação de H2S foram Zn/BEA (TC) e o Zn/BEA (2%), a 500 oC, com seletividade de 95%.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos nas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e mecânicas da adição de nanowhiskers de celulose, puros e modificados, em matriz poliméricas constituídas de poliésteres sintetizados a partir do glicerol, ácido ftálico e ácido adípico. As variações das quantidades molares dos ácidos dicarboxílicos nas sínteses influenciaram diretamente as propriedades físico-químicas e mecânicas dos poliésteres sintetizados. Maiores quantidades de ácido adípico implicaram em poliésteres com maior grau de organização molecular e maiores resistências ao calor. Maiores quantidades de ácido ftálico resultarem em poliésteres mais rígidos. As análises dos nanowhiskers e dos compósitos preparados a partir deles, demonstraram que o processo de acetilação influenciou o comportamento físico-químico e mecânico dos materiais. Foi demonstrado através das análises de FTIR, DRX, MET, DSC e TG que a acetilação das nanopartículas modifica sua cristalinidade, o seu comportamento térmico e em suspenções, mas mantem a sua integridade estrutural. A efetividade do processo de acetilação foi evidenciada através das análises do efeito de composição das nanopartículas nos compósitos, quando comparadas com as séries produzidas a partir de nanowhiskers puros. Os compósitos com nanowhiskers acetilados obtiveram propriedades mecânicas diferenciadas demonstrando comportamento regular e mitigando os efeitos de reagregação de partículas, que é inerente às nanopartículas não tratadas.

O PVC é o terceiro termoplástico mais produzido no mundo, quando se considera o
volume. Devido a este fato, muito tem sido estudado sobre ele, buscando
continuamente o processo mais produtivo e mais seguro.
O principal processo de produção do PVC é em suspensão, empregando reatores
batelada. Neles, o monômero MVC (monocloreto de vinila), é polimerizado em um
meio aquoso em presença de iniciadores, dispersantes e estabilizantes térmicos. Os
reagentes são mantidos sob agitação, formando gotas de MVC que são lentamente
convertidas para partículas de polímero. O sistema então sai de um estado líquido de
alta mobilidade para uma mistura viscosa. A reação de polimerização é exotérmica e,
devido ao aumento da viscosidade na fase polimérica, ocorre a diminuição de
mobilidade dos radicais de tamanho elevado, provocando a diminuição da velocidade
da reação de terminação. Com o aumento da concentração dos radicais citados,
ocorre a elevação da taxa de propagação devido a auto-aceleração da reação de
polimerização. Consequentemente, ocorre a liberação de uma quantidade grande de
calor no meio reacional, o que é chamado efeito gel ou efeito Tromsdorff-Norrish. A
consequência deste efeito é a limitação da produtividade reacional, podendo ser
causada pela alteração do tempo de reação ou pela redução da conversão. Estudos
têm sido realizados sobre a questão da difusão do monômero nas reações de
polimerização e nós estabelecemos a hipótese que melhorando a difusão desde as
primeiras horas é possível minimizar as consequências do efeito gel. O objetivo deste
estudo foi avaliar os fatores que influenciam no aumento da difusão do MVC
intrapartícula, no processo de polimerização em suspensão do monômero, a partir da
manipulação conjunta da velocidade de agitação da mistura reacional (VR) e da água
adicionada ao processo ao longo da reação (ADa). A difusão intrapartícula foi
quantificada indiretamente pela conversão e pelo tempo de reação que foram as
respostas obtidas neste trabalho. Os testes foram realizados em reator batelada de
bancada e piloto e tiveram objetivo de: identificar em escala bancada o ponto crítico
de formação de partícula estável; confirmar em escala piloto o efeito da agitação, após
o ponto de formação de partícula estável, sobre a distribuição de partículas; avaliar
em escala piloto o efeito da agitação e injeção de água adicional, após o ponto de
formação de partícula estável, sobre o tempo de reação e a conversão; definir
condição para a otimização do sistema piloto e com base nos itens anteriores definir
melhorias na planta industrial. Para definição dos experimentos foi usado inicialmente
um planejamento fatorial 22. Posteriormente os ensaios foram expandidos pelo uso do
DCCR (Delineamento Composto Central Rotacional). Para a avaliação das influências
das variáveis foi utilizada a metodologia da superfície de resposta (RSM). Os testes
comprovaram a hipótese original mostrando que ocorreu uma melhoria na difusão que
foi provocada por uma maior velocidade de agitação e um maior volume de ADa
adicional através de um aumento na conversão o que gera aumento de produtividade.
A variável que mais influenciou na conversão foi a parcela linear VR, seguida da
parcela linear da variável AD adicional, ambas com efeitos diretamente proporcionais
à conversão, aumentando a conversão em 3.01 % e 2.27 %, respectivamente.