Universidade estadual de campinas
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Preparação de Peneiras Moleculares Mesoporosas com Controle de Diâmetro de PorosSabrina Sickler A. dos Santos (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Gustavo Paim Valença (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP As peneiras moleculares mesoporosas do tipo MCM-41 têm como principal característica uma distribuição monomodal de diâmetro de poros, sendo possível prepará-las com diâmetros entre 2 e 10 nm. Aplicações desses novos materiais vêm sendo pesquisadas em diversas áreas, incluindo catálise ácido-base de compostos carbonílicos, hidrocraqueamento com Ni/Mo impregnados ou suporte para enzimas lipolíticas. A MCM-41 possui uma estrutura hexagonal de mesoporos uniformes (aberturas entre 1,5 e 10 nm) ajustáveis por variação dos parâmetros de síntese. O objetivo deste trabalho foi a preparação da MCM-41 em pH básico utilizando-se tetraetilortossilicato(TEOS) como fonte de sílica e brometo de cetiltrimetilamônio (CTMABr) como agente direcionador. Foram alterados alguns parâmetros como temperatura, tempo de mistura com agitação mecânica e o teor de alumínio (razão Si:Al) com a finalidade de avaliar a influência de tais parâmetros sobre o diâmetro dos poros do material sintetizado. As amostras já foram submetidas à análise de área superficial através da adsorção de nitrogênio, utilizando-se o método BET. A obtenção de altas áreas superficiais (>1100m2/g) indica que o material sintetizado apresenta características semelhantes às da MCM-41. Os resultados da análise de tamanho e distribuição de poros e área superficial sugerem que os parâmetros temperatura e tempo de preparação influenciam a sua estrutura em até duas ordens de grandeza. Outras análises de caracterização de sólidos como DRX de baixo ângulo, espectroscopia no IV, análise elementar estão sendo realizadas para a identificação do material obtido. MCM-41 - Diâmetro de poros - Peneira molecular T584
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DO POLIPIRROL COM DOPANTESAlexandre Rodrigues da Silva (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. João Sinézio de Carvalho Campos (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Polímeros podem apresentar as mais diversas aplicações, de acordo com o processo de modificações estruturais a que são submetidos. Em aplicações elétricas, foram inicialmente empregados como isolantes. Contudo existem alguns polímeros que apresentam condutividade elétrica. Entre os polímeros que conseguem conduzir eletricidade, os que mais se destacam são aqueles que apresentam ligações duplas conjugadas, ou seja, ligações simples e duplas que se alternam ao longo da cadeia principal, como no caso do polipirrol. Contudo, a condutividade dos polímeros é baixa em comparação com os metais tradicionais. Uma maneira de aumentá-la é fazer a dopagem do polímero, técnica que consiste na inserção de moléculas ou íons que trocam cargas elétricas com as moléculas da estrutura polimérica. Neste trabalho, é feita a síntese fotoquímica do polímero polipirrol com os dopantes ácido p-toluenosulfônico (APTS) e ácido dodecilbenzenosulfônico (ADBS). Após a síntese, os polímeros são caracterizados eletricamente através da técnica de placas paralelas, que consiste na avaliação da condutividade volumétrica da amostra. Os resultados mostram que a condutividade elétrica do polipirrol sintetizado com dopantes é, em média, 1000 vezes maior do que a condutividade do polipirrol sintetizado sem dopantes. Polipirrol - Dopantes - Síntese Fotoquímica. T585
REATOR CORONA PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES GASOSOSDaniel Pacheco Rodrigues (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. João Sinézio Carvalho Campos (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Indústrias química e petroquímica em suas atividades normais produzem compostos gasosos, os quais antes de serem lançados para atmosfera necessitam de adequado tratamento. Nos dias de hoje, há preocupação ambiental com níveis dos compostos como óxidos de enxofre (SOx), de carbono (COx) e de nitrogênio (NOx). Neste contexto, montou-se em nível de laboratório um reator destinado ao tratamento de efluentes gasosos utilizando-se técnica e geometria empregada em precipitadores eletrostáticos, fazendo-se uso da descarga corona como agente principal no processo de tratamento do efluente gasosos, para operar em condições de pressão, temperatura e umidade ambientes. Basicamente o reator é composto por um cilindro e axialmente a este, um fio, sendo ambos elementos metálicos e adequadamente isolados. Os gases, a serem submetidos ao tratamento, entram por uma das extremidades do reservatório e ao passar pelo reator sofrem a ação da descarga corona produzida entre o fio eletrizado e o cilindro. Através de um adequado cromatógrafo, os gases são analisados antes e após o tratamento corona. Amostras de gases da refinaria de petróleo localizada em Paulínia-S.P, foram coletados em pontos antes do tratamento executado pela refinaria. Os resultados mostram que após tratamento no reator corona, ocorre uma redução nas taxas dos gases SO2 , CO2 e CO, sendo os valores médios estimados em 2,3%, 2,8% e 4,2% respectivamente. Indicando assim, a potencialidade do uso deste reator corona como um método auxiliar na redução de elementos poluentes destes efluentes gasosos. Descarga corona - Tratamento de efluentes T586
INFLUÊNCIA de ELETRODO de Fe e Al no PROCESSO de ELETROFLOTAÇÃO/ COAGULAÇÃOLuiz Guilherme R. Lopreato (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. João Sinézio C. Campos (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP A crescente necessidade de processos para tratamento de águas residuais tem levado a retomada dos estudos de processos oxidativos avançados, categoria na qual se encaixa o processo de eletroflotação/coagulação, que ainda hoje apresenta grandes desafios para compreensão e modelagem. Com o intuito de contribuir com os avanços científicos feitos nos últimos anos, avaliou-se o comportamento de algumas substâncias presentes em efluente de indústria petroquímica da região de Campinas após o tratamento pelo processo de eletroflotação/coagulação. Utilizou-se para tanto dois reatores mono-polares de mesma dimensão e com capacidade média para 20L de efluente, sendo o primeiro deles construído com eletrodos de aço inox e o segundo construído com eletrodos de alumínio. Os resultados obtidos demonstram que através da otimização de inúmeros parâmetros do processo, inerentes a cada tipo de efluente a ser analisado, dentre eles a composição do reator, é possível auxiliar na obtenção de águas cristalinas e inodoras, sem os problemas inerentes aos processos clássicos. Os resultados demonstram assim, que a técnica é promissora podendo servir de base para melhoramento ou substituição das estações de tratamento atuais. Tratamento de efluente - Eletroflotação - Coagulação T587
PROPRIEDADES DE SUPERFÍCIE DE MISTURAS DE PP/EPDM TRATADAS POR CORONAMichel Romaneli Gemayel (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. João Sinézio de Carvalho Campos (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Os polímeros polipropileno (PP) e EPDM em geral possuem baixa energia de superfície, no entanto esta situação limita muitas aplicações, especialmente aquelas voltadas para adesão e molhabilidade. Muitas técnicas foram e estão sendo desenvolvidas no sentido de promover tais propriedades. Neste trabalho são apresentados resultados de misturas em massa de PP/EPDM e tratadas por corona, sendo que as propriedades de superfície são avaliadas por medidas de ângulo de contato entre uma gota d’água depositada na superfície da amostra; sendo que quanto maior o ângulo de contato menor é a energia de superfície. Tais medidas são efetuadas por um goniômetro (Tantey, Cam-Micro) antes e após o tratamento corona, para várias misturas de PP/EPDM (100/00; 80/20, 60/40 e 00/100) e em função do tempo de tratamento corona. Todos os ensaios são efetuados em condições de temperatura e umidade ambientes. Dentro das condições estudadas, os resultados das medidas de ângulo de contato mostram que: (i) O tratamento corona promove aumento da energia de superfície, no entanto tende a um valor constante para longos tempos (t>30 s) de tratamento e (ii) em relação ao tempo de tratamento observa-se que as amostras 80/20 se comportam muito semelhante àquelas 100%PP. Polipropileno - Polímeros - Corona T588
CARACTERIZAÇÃO DE PET RECICLADO REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRODiego de Holanda Saboya Souza (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Julio Roberto Bartoli (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Uma aplicação importante do poli(tereftalato de etileno) PET reciclado é o seu reaproveitamento como plástico reforçado com fibra de vidro, para aplicações em engenharia. O PET obtido da reciclagem de garrafas pós-consumo é interessante pelo seu custo menor do que a resina virgem. Neste trabalho foi realizado um estudo sistemático sobre o processamento de compostos de PET reciclado reforçado com fibra de vidro. Utilizou-se uma extrusora de dupla rosca para preparação do composto, investigando o efeito da velocidade da rosca (100 e 200 rpm) e torque da rosca (40% e 60%) no comportamento mecânico e na fluidez (MFI) do fundido. Os corpos de prova foram moldados por injeção. O módulo de elasticidade E do PET reciclado, com fibra de vidro, variou entre 6 e 9 GPa, com valor maior para a velocidade de 200 rpm e 40% de torque. O MFI desse composto reforçado variou entre 12 e 21 g/10min, com maior valor para 200 rpm e 60% torque. O aumento da velocidade na rosca foi significativo para aumento do E e do MFI, mas o torque não, enquanto a interação dessas variáveis foi significativa. Há um aumento de cerca 3 vezes no módulo E no PET reciclado e reforçado, comparando com o PET reciclado sem fibra, ainda que as fibras tenham sido danificadas. Os valores de E e do MFI para o PET reciclado (sem fibra de vidro) e sem ser processado na extrusora, foram de 2,78 GPa e 17,5 g/10 min. Enquanto que os valores do módulo E e do MFI para o PET reciclado e processado, sem fibra de vidro, foram de 2,68 GPa e 24,5 g/10min. O aumento do MFI pode indicar que o PET reciclado e reprocessado sofra degradação, também visto nas medidas de viscosidade intrínseca, diminuindo de 0,66 para 0,60. PET reciclado - Fibra de vidro - Extrusão T589
CARACTERIZAÇÃO SUPERFICIAL DE FILMES POLIMÉRICOS FLUORADOS POR PLASMALígia Pereira Cabo (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Julio Roberto Bartoli (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Guias de onda são estruturas que confinam a luz em seu interior, permitindo sua condução. Os materiais que compõem o núcleo e casca dos guias de ondas possuem propriedades ópticas diferentes, com distintos índices de refração (n). Neste trabalho, filmes finos de poli(metacrilato de metila), PMMA, foram preparados por deposição sobre substrato de silício, via spincoating, de uma solução a 30% em massa de sólidos de uma mistura de solventes (1:1) metil-isobutilcetona (MIBK) e xileno. Em seguida, foram expostos ao plasma (RF) de CHF3, sob diferentes condições de pressão e potência, no intuito de mudar o índice de refração (n) da superfície polimérica. A caracterização das superfícies, antes e depois do plasma, foram realizadas com medidas de ângulo de contato, espectrometria no infravermelho por refletância atenuada (FTIR-ATR) e medidas de espessura por gravimetria e com micrômetro. Os filmes de PMMA apresentaram espessuras de 60m e ângulo de contato em torno de 70°, valor esperado da literatura. Após a fluoração, observou-se um aumento de até 40% no ângulo de contato. As análises via FTIR-ATR mostraram alterações significativas na superfície dos filmes de PMMA, após plasma, medida pelas intensidades relativas das bandas de absorção entre os grupos C=O e C-O. A confirmação da presença de flúor no filme polimérico deverá ser realizada utilizando análises via ESCA. PMMA - Fluoração - Filmes Ópticos T590
Estudo Da Fluidodinâmica Em Processo De Polimerização Em Reator De Leito FluidizadoRonaldo Scotini Massa (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Katia Tannous (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Neste projeto foi desenvolvido um software voltado ao ensino na área de polímeros. O software foi desenvolvido na linguagem Delphi pois ela é própria para a utilização de componentes gráficos como botões e menus o que torna o software mais atrativo e mais simples para o usuário. Para criação do software foi necessária uma revisão bibliográfica sobre os tópicos específicos ao tema. Foram abordados os conceitos básicos de polímeros, as propriedades, os processos de polimerização para o caso do polietileno, reatores (com ênfase em leito fluidizado), agitadores, misturadores e um tópico com exercícios. Os tópicos são abordados através de pequenos textos, ilustrações e tabelas, onde pretende-se apresentar os assuntos de uma maneira fácil e direta. Caso o usuário tenha dificuldades e necessite de informações mais detalhadas, na parte inferior das telas do software existe um botão denominado “Teoria” , quando o usuário clicar neste botão aparecerá textos referentes aos assuntos abordados nos tópicos, porém, de uma maneira bem mais completa, aprofundada e com possibilidade de ser impressa.O software mostra-se bem eficiente como uma ferramenta para o ensino de polímeros devido a seu fácil manuseio e os diversos recursos que o software oferece, como banco de dados, cálculos rápidos e janelas. Ensino a distância - Polímeros - Reatores T591
Estudo da influência da temperatura na taxa de adsorção de etileno por embalagens plásticas ativasFernanda M. C. dos Santos (Bolsista PIBIC/CNPq), Profa Dra Leila Peres (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química–FEQ, UNICAMP, Claire I.G.L. Sarantópoulos (Colaboradora-CETEA/ITAL) Nos últimos anos, a indústria de embalagens vem apresentando um grande crescimento e evolução. A embalagem é considerada parte essencial da aceitação do produto, sendo a proteção da qualidade do mesmo, durante seu armazenamento e comercialização, sua função mais importante. Dentre os materiais utilizados para a fabricação de embalagens, os plásticos vêm se destacando, como é o caso do polietileno de baixa densidade (PEBD). Uma das novas tecnologias desenvolvidas, as embalagens ativas, baseia-se nas interações entre o produto, a embalagem e o ambiente, e tem o propósito de estender a vida de prateleira dos produtos por meio do controle da atmosfera gasosa no interior da mesma. No caso de frutas e hortaliças, a sua respiração continua após a colheita, e o etileno produzido no processo, aumenta a sua taxa de respiração, acelerando a deterioração do produto. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência da temperatura na taxa de adsorção de etileno em 3 tipos de filmes preparados: de PEBD puro, PEBD com carga mineral neutra, e de PEBD com adsorvedor de etileno, além de analisar as mudanças nas propriedades físicas dos mesmos (resistência à tração, transmissão de luz e permeabilidade a gases) causadas pela carga mineral incorporada. Embalagem ativa -Adsorvedor de etileno– PEBD T592
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MEMBRANAS POLIMÉRICAS PARA NANOFILTRAÇÃOLeonardo Zborowski Sobrinho (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Leila Peres (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Os processos de separação por membranas estão se tornando uma alternativa cada vez mais importante na purificação de produtos e no tratamento e/ou valorização de efluentes industriais. Um desses processos é a nanofiltração, um processo intermediário entre a osmose reversa e a ultrafiltração, pois suas membranas possuem a propriedade de retenção de moléculas de baixa massa molar e de diversos íons. Nesse estudo foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a nanofiltração e suas principais aplicações, bem como sobre as tecnologias utilizadas para confecção de membranas para nanofiltração e os polímeros mais utilizados. Foi constatado que as principais técnicas para a confecção são: polimerização interfacial, extrusão de polímero fundido, inversão de fases, imersão em solução diluída, evaporação com precipitação, polimerização por plasma. Os principais materiais utilizados são as poliamidas aromáticas, a polivinilpirrolidona, as polisulfonas, o polifluoreto de vinilideno, as poliimidas e poliéteretercetonas. Foi confeccionada uma célula de nanofiltração e realizada a montagem do equipamento para realização de testes de desempenho e para a confecção de membranas. A nanofiltração possui aplicação potencial em diversos setores industriais, como o têxtil, o alimentício, de biotecnologia e tratamento de água. Nanofiltração – Polímeros - Membranas T593
SIMULAÇÃO DE REATORES DE POLIMERIZAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE COPOLÍMEROS E VALIDAÇÃO DE MODELOS USANDO DADOS EXPERIMENTAISLuciana Mary Tonon (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Liliane Maria Ferrareso Lona (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A simulação de reatores de polimerização auxilia a produção de polímeros com características específicas. Os processos de polimerização são caracterizados pela sua complexidade, devido principalmente a reações secundárias que ocorrem, os efeitos difusionais e a própria reação principal de polimerização com suas diversas etapas envolvendo o crescimento das cadeias. Um trabalho de simulação de reatores de homopolimerização em batelada para produção de poliestireno foi desenvolvido, validando-se os resultados com dados experimentais existentes na literatura. O modelo, desenvolvido em Fortran, foi ampliado, a fim de levar em conta a co-polimerização, utilizando-se o estireno-metilmetacrilato. Um estudo paramétrico foi realizado, utilizando-se de várias estratégias operacionais, referentes a iniciadores, solventes e agentes de transferência de cadeias (CTA). O efeito das várias condições operacionais foi analisado em termos de produtividade, propriedades dos polímeros formados (peso molecular médio numérico e mássico) e composição do polímero (no caso da co-polimerização). Boa concordância entre os dados experimentais e de simulação foi obtida, mostrando eficácia do modelo na predição do comportamento deste tipo de reator e na predição das características do polímero formado. Polimerização – Copolímero – Simulação T594
SIMULAÇÃO DE REATORES DE POLIMERIZAÇÃO E VALIDAÇÃO DE MODELOS USANDO DADOS EXPERIMENTAISRicardo Augusto Moraes Allegretti (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Liliane Maria Ferrareso Lona (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A importância dos polímeros sintéticos é evidenciada pela sua enorme aplicação nas mais diferentes áreas e pela sua elevada produção em todo o mundo. É sabido que cada polímero e seu processo de produção possuem suas características particulares. Assim, há a necessidade de estudar as condições operacionais e características do reator, sendo de fundamental importância o desenvolvimento de modelos matemáticos e simuladores para estudar, predizer e otimizar as condições nas quais a síntese deve ocorrer. Neste projeto, foi feita a simulação de reatores batelada de polimerização utilizando-se dois produtos poliméricos: polimetacrilato de metila e poliacetato de vinila. O programa, escrito em linguagem Fortran, teve seus resultados de simulação validados com dados experimentais existentes em literatura. Além disso, o modelo foi melhorado, a fim de levar em consideração também as reações de transferência de cadeia para o polímeros que geram ramificações (PVA). Um estudo paramétrico foi realizado, utilizando-se de várias estratégias operacionais, referentes a iniciadores, solventes, agentes de transferência de cadeias (CTA) e inibidores ou impurezas. Seus efeitos foram analisados em termos de produtividade e propriedades dos polímeros formados. Polimerização - Simulação - Validação T595
MICROENCAPSULAÇÃO DA OXITETRACICLINA NO SISTEMA Alginato/QUITOSANAEnnio Balbi Flores (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dra. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Um problema decorrente da utilização de fármacos ministrados dentro de períodos pré-estipulados é uma alternância de altas dosagens e de baixas dosagens, essa alternância é prejudicial ao paciente pois, além de ocorrer uma diminuição da eficiência do tratamento, também pode expô-lo a dosagens tóxicas por algum período de tempo. Visando resolver esse problema, foi desenvolvida uma técnica na qual o medicamento é liberado de forma gradual e controlada (Drug Delivery Sistem). No caso deste estudo o controle é feito através do microencapsulamento da oxitetraciclina, antibiótico de largo espectro, em microesfera de alginato de cálcio e microesfera de centro alginato coacervada com três tipos de quitosana (alta, média e baixa viscosidade) produzidas por gelificação iônica com íons cálcio. Foram caracterizados os biopolímeros para verificar a correlação entre estrutura química versus liberação. Foi realizada a liberação em meio ácido, simulando o meio gástrico, e em pH 7,4, simulando o ambiente intestinal. Os resultados mostraram que esse tipo de microesfera intumesce em pH 7,4, onde o efeito de sorção e desorção das moléculas de água promove a liberação controlada do fármaco, no entanto em pH 1,2 as microesferas ficam intactas, sem intumescimento, onde o efeito de liberação do fármaco ocorre por defeitos, como pequenos rompimentos observados na Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Além disso, observou-se possibilidade de modulação da velocidade de liberação da Oxitetraciclina. Microesfera - Oxitetraciclina - Biopolímeros T596
Estudo e Desenvolvimento de Compostos de Polietileno com Amido para a Obtenção de Polímeros Ambientalmente DegradáveisÉrica Mitsue Nakamura (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A adição de amido ao polietileno de baixa densidade (PEBD) constitui-se em uma alternativa viável de se tentar induzir a degradação mais acelerada do PEBD. Entretanto, estes compostos apresentam propriedades termo-mecânicas inferiores às propriedades do PEBD puro. Para possibilitar o uso comercial destes compostos, amidos modificados substituem o amido puro na tentativa de melhorar a adesão interfacial PEBD/Amido. Neste trabalho, foram desenvolvidas formulações de PEBD com a adição de amido puro e amido adipatado nas proporções de 95/5, 90/10, 80/20. Os compostos foram processados em um homogeneizador de alto cisalhamento para a incorporação dos aditivos; posteriormente granulados em extrusora mono rosca para melhorar a homogeneidade do sistema, e prensados para a obtenção de chapas finas potencialmente biodegradáveis. A caracterização foi realizada utilizando-se ensaios de tração segundo a norma ASTM D-638 e análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC) para avaliação da cristalinidade e temperaturas de fusão e cristalização. Os resultados indicaram que o acréscimo de amido à matriz olefínica foi responsável pela diminuição das propriedades mecânicas dos produtos, quando comparados ao PEBD puro. Pode-se ainda observar que os compostos com amido adipatado apresentaram propriedades mecânicas superiores àqueles contendo amido puro. Polietileno - Amido - Biodegradável T597
Processamento de Blendas Biodegradáveis de Poli (-Caprolactona) - (PCL) e Amido de Milho, e estudo de suas propriedades térmicas, mecânicas e morfológicasLucas André Gava Santiago (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Diferentes formulações de Poli (-caprolactona) – (PCL) e amido de milho natural e modificado, nas proporções de 10, 20 e 30 (%w/w), foram processadas em uma extrusora mono-rosca e moldadas por injeção. O efeito das diferentes quantidades de amido nas formulações estudadas foi investigado analisando as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas, usando Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaio de tração, respectivamente. Com isso é possível determinar a temperatura de transição vítrea (Tg), temperaturas de fusão (Tm) e cristalização (Tc), entalpias de fusão (Hm) e cristalização (Hc), propriedades morfológicas e mecânicas das diferentes blendas. Variáveis de processo podem ser determinadas, como temperatura e velocidade de extrusão, e também pressão e temperatura de injeção. Blendas biodegradáveis - Poli (-caprolactona)/Amido - Propriedades térmicas e morfológicas T598
MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE LEITO RECIRCULANTELuciano Grande Guiotti (Bolsista CNPq) e Prof. Dr. Marco Aurélio Cremasco (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Leitos recirculantes são amplamente utilizados em indústrias, principalmente no craqueamento catalítico (FCC). O craqueamento na tecnologia FCC ocorre em reatores denominados riser com fluxo ascendente de ambas fases (gasosa e particulada). Porém, devido à não-uniformidades na distribuição de concentração de particulado, há um aumento no tempo de residência das partículas no reator. Esse fato não é interessante em reações de craqueamento. Uma solução que tem sido estudada é o reator downer, no qual o escoamento é descendente em ambas fases. Com o favorecimento da ação da gravidade, o tempo de residência é menor se comparada ao do downer. Através de um leito circulante, é possível estudar em um mesmo sistema, a fluidodinâmica em um riser e em um downer. Neste trabalho, baseando-se em equações de conservação de massa e de momento para a fase gasosa e para a fase sólida (particulado), modelou-se o leito circulante subdividindo-o em quatro regiões: downer, tubulação curvada para conexão dos reatores, riser e duto de acesso ao ciclone. Para a resolução do sistema de equações diferenciais que caracterizam a dinâmica do sistema, foi proposta a utilização de um método integrador numérico do tipo Runge-Kutta, implementado em linguagem FORTRAN. Através dessa modelagem foi possível obter os perfis axiais de velocidade de gás, velocidade do particulado, porosidade e pressão. Leito Recirculante - Downer - Modelagem T599
Determinação Experimental do Equilíbrio Sólido-Líquido Através de Microscopia Óptica Dos Sistemas Ácido Cáprico + Ácido Láurico ou Mirístico, Tricaprilina + Acido Mirístico e Tripalmitina + TriestearinaCarlos Vinícius Noce Bagetto (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Uma das etapas mais importantes de um processo químico é a separação de produtos na indústria química. Essa importância é plenamente justificável visto que a maioria dos investimentos de uma planta química é destinada a equipamentos e processos de separação. Para que se possa desenvolver e aprimorar esta etapa no processo industrial, torna-se necessário obter informações sobre as propriedades dos sistemas constituintes da matéria prima e dos produtos. Neste trabalho abordou-se o estudo do equilíbrio sólido-líquido de ácidos graxos saturados e insaturados e de triglicerídeos, consistindo primeiramente da aquisição dos dados e análise de diversas variáveis como as taxas de aquecimento e resfriamento, tempo necessário para completa cristalização, quantidade de amostra, entre outras. Para um aprofundamento do entendimento do fenômeno de transição de fases, que ocorre em nível molecular, buscou-se informações através de filmagens e fotografias do processo de Cristalização / Fusão, realizadas em microscópio óptico, de amostras de sistemas binários compostos por ácido cáprico e ácido láurico, ácido cáprico e ácido Mirístico, tricaprilina e ácido mirístico, tripalmitina e triestearina em diferentes concentrações. Equilíbrio sólido-líquido - Microscopia óptica - Sistemas binários T600
ESTUDO DO EQUILÍBRIO DE FASES (LÍQUIDO-LÍQUIDO, LÍQUIDO-VAPOR E LÍQUIDO-LÍQUIDO-VAPOR) DE SISTEMAS DE INTERESSE DA INDÚSTRIA DE FENOL: MODELAGEM TERMODINÂMICA E SIMULAÇÃOGuilherme Augusto Pollonio (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O processo de produção de fenol gera, além do mesmo, água, acetona, cumeno e alfa- metil-estireno. Devido à imiscibilidade parcial, ou total em alguns casos, do fenol, cumeno e alfa-metil-estireno em água provoca a formação de duas fases líquidas, sendo uma aquosa e outra orgânica. Já acetona por ser um composto altamente volátil, é a grande responsável pela formação da fase vapor. Conseqüentemente, este projeto teve como objetivo final melhorar a simulação do processo de destilação da indústria de fenol através do ajuste de parâmetros de interação oriundos de sistemas ternários. A partir de dados como pressão, temperatura e composição nas misturas e a sua posterior modelagem termodinâmica foi possível, com uso de métodos computacionais, verificar as condições que permitem melhorar a simulação das etapas de separação do fenol. Fenol - Simulação - Termodinâmica T601
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE ELV DE SISTEMAS ÁLCOOL + ÁCIDO CARBOXÍLICOJoão Rafael Perroni Ciambelli (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Este projeto destina-se a obter experimentalmente dados do Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) de dois sistemas compostos por álcool e ácido carboxílico isobaricamente a 200mmHg e 400mmHg. Existem poucos dados de ELV de um sistema binário cujos componentes reagem entre si ao longo do tempo e neste projeto pretende-se obter estes dados para as misturas Isobutanol + Ácido Acético e Isobutanol + Ácido Butanóico. Estes são sistemas reativos e, se os compostos ficarem um tempo excessivo em contato, haverá formação de produtos de reação. Para estudar apenas o sistema binário, deve-se realizar as medições antes que os produtos sejam formados de forma significativa e, portanto, utilizamos um equipamento que possibilita o atingimento imediato do equilíbrio: o ebuliômetro de fluxo. Assim, minimiza-se o tempo total do processo, que leva no máximo 10 minutos, tempo aceitável para este sistema (a reação ainda não apresenta efeitos significativos). As composições de cada fase são analisadas cromatograficamente. Após a coleta dos dados, estes são graficados em diagramas T-x-y para as pressões estipuladas e são feitos testes para confirmar sua consistência termodinâmica através de métodos da literatura, como o teste de Van Ness-Fredenslund. São calculados os parâmetros dos modelos WILSON, NRTL e UNIQUAC para a atividade e recalcula-se a curva T-x-y, comparando-se com a experimental. ELV - Álcool - Ácido Carboxílico T602
Determinação Experimental de dados de ELV do sistema 2-butanol / Ácido CarboxílicoRafael Rossini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Normalmente a determinação experimental de dados de Equilíbrio Líquido-Vapor, ELV, requer um tempo de espera (cerca de 20 minutos a meia hora) para que as condições de equilíbrio dentro do sistema sejam de fato atingidas. Na determinação experimental de dados de ELV de sistemas cujos componentes venham a reagir ao longo do tempo deve-se evitar o tempo esse espera, de forma que não apareçam outras substâncias, produtos de reação, que possam vir a interferir nos resultados do equilíbrio. Assim, nesse trabalho, suprimiu-se esse tempo utilizando-se um outro tipo de equipamento, denominado ebuliômetro de fluxo, que viabiliza a medida imediata do ELV. Nesse equipamento, essa medição imediata é possível pois, assim que os componentes são misturados, a mistura flui passando por uma resistência elétrica que promove a vaporização da mistura a qual se divide imediatamente em duas fases: uma líquida e outra vapor. As composições de ambas as fases são então analisadas utilizando-se cromatografia gasosa. Os dados obtidos de ELV foram testados quanto à sua consistência termodinâmica pelos métodos convencionais encontrados na literatura, teste da área e teste de Van Ness-Fredenslund. Além disso, foram ajustados os parâmetros de modelos convencionais (WILSON, NRTL, UNIQUAC) para descrever os coeficientes de atividade das fases líquidas. ELV - Ácido Carboxílico - 2-butanol T603
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO EQUILÍBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO (ESL) ATRAVÉS DE MICROSCOPIA ÓPTICA DOS SISTEMAS: ÁCIDO PALMÍTICO + ÁCIDO CÁPRICO OU MIRÍSTICO, ÁCIDO OLÊICO + ÁCIDO CÁPRICO E ÁCIDO LINOLÊICO + TRIESTEARINARenato Mitsumoto (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Sob o ponto de vista econômico, a área de processos de separação é uma das responsáveis pela viabilidade de uma indústria. Assim, para se desenvolver um processo industrial, é necessário obter informações sobre as propriedades dos sistemas constituintes da matéria prima e dos produtos. Algumas destas informações podem ser fornecidas pela termodinâmica do equilíbrio de fases. Com este trabalho foi possível estudar o ESL em sistemas binários orgânicos contendo ácidos graxos e triglicerídeos através da filmagem e obtenção de microfotografias dos cristais obtidos no processo fusão/cristalização destes sistemas. Para este estudo utilizou-se a técnica da microscopia óptica de polarização com posterior tratamento das microfotografias obtidas. Para concluir este estudo do ESL fez-se o ajuste dos parâmetros de modelos que descrevem o ESL utilizando-se Margules e UNIFAC. Procurou-se, então, relacionar as características das estruturas cristalinas obtidas com a sua respectiva coordenada no diagrama de fases. A análise dos diagramas de fases experimental e daqueles obtidos pela literatura mostrou uma boa concordância, sendo possível concluir que estes funcionam bem para os sistemas estudados. Equilíbrio Sólido-Líquido - Microscopia Óptica - Dados Experimentais T604
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO EQUILÍBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO (ESL) ATRAVÉS DE MICROSCOPIA ÓPTICA DOS SISTEMAS: ÁCIDO ESTEÁRICO + ÁCIDO CÁPRICO OU TRILINOLENINA E TRIESTEARINA + ÁCIDO PALMÍTICORicardo Hideto Ikegame (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP O comportamento de fases envolvendo os estados líquido e sólido é a base para processos de separação (por exemplo, cristalização) nas engenharias químicas e de materiais. Tendo em vista, portanto, a importância econômica do equilíbrio de fases na indústria, o estudo do equilíbrio sólido-líquido (ESL) é de vital importância para o desenvolvimento de processos envolvendo tal fenômeno. Neste trabalho, realizou-se um estudo da modelagem termodinâmica do equilíbrio de fases sólido-líquido em três sistemas contendo ácidos graxos e triglicerídeos. Para cada sistema confeccionou-se o diagrama de fases representando o ESL a partir de dados experimentais e a partir do modelo de Margules e do modelo UNIFAC. Analisando-se os diagramas de fases experimentais e aqueles obtidos utilizando-se os modelos de Margules e UNIFAC, concluiu-se que ambos funcionaram satisfatoriamente para todos os sistemas. Além disso, aliou-se a esse estudo termodinâmico a técnica de microscopia óptica de polarização auxiliando a caracterização visual de misturas compostas por uma parte cristalina e uma parte líquida a uma certa temperatura. Com ela pôde-se ratificar e caracterizar, no que diz respeito à estrutura microscópica, o ESL. Equilíbrio Sólido-Líquido - Microscopia Óptica - Diagrama de Fase T605
ESTUDO DO TRANSPORTE TRANSDÉRMICO DE 1,3,7 – TRIMETILXANTINA VEICULADA EM CICLODEXTRINAS E LIPOSSOMASDenise Gradella Villalva (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Helena A. Santana (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A principal dificuldade de utilização da rota transdérmica para administração de agentes bioativos é a alta impermeabilidade da pele humana. Neste trabalho, são apresentados os resultados da preparação e caracterização de lipossomas encapsulando o ativo 1,3,7-trimetilxantina, na forma do seu extrato cru, cafeína, bem como da sua veiculação -ciclodextrina, visando aplicações cosméticas e farmacêuticas. Os lipossomas foram preparados pelo método da hidratação do filme seco de lipídios, usando lipídio de temperatura de transição de fases proxima a ambiente, dimiristoilfosfatidilcolina. A este lipídio foi adicionado o tensoativo não iônico da série dos de polioxietilenos, C8E5 , para dotar as vesículas de elasticidade. Os lipossomas foram caracterizados pelo raio hidrodinâmico e distribuição de tamanhos através de espalhamento de luz usando laser de alta frequência, incorporação do tensoativo e estabilidade das vesículas. A encapsulação do ativo foi feita a várias razões ativo/lipídio, e caracterizada pela sua eficiência, calculada pela razão entre as concentrações ativo/lipídio inicial e final, na região de maior encapsulação. O transporte transdérmico foi simulado através da passagem dos lipossomas através de membranas de policarbonato a baixas pressões, e caracterizado pela deformação dos lipossomas e quantidade permeada. A veiculação em beta-ciclodextrina foi feita pelo método da complexação em solução e caracterizada pela diferença em aborbâncias dos complexos em relação ao ativo e ciclodextrina livres. Neste caso somente a permeação do ativo foi dosada, uma vez que a beta-ciclodextrina não possui a capacidade de penetração na pele. Lipossomas - Ciclodextrinas - Transdérmicos T606
CARACTERIZAÇÃO DO ÁCIDO HIALURÔNICO PRODUZIDO POR FERMENTAÇÃO SUBMERSA UTILIZANDO CEPAS DE STREPTOCOCCUSHérika Regina Furlan (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Helena Andrade Santana (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O ácido hialurônico (AH) é um mucopolissacarídeo presente nos tecidos conjuntivos de animais. Possui aplicações médico-farmacêuticas no tratamento de doenças degenerativas, na liberação de agentes quimioterápicos em implantes cirúrgicos e como sistema para encapsulação e liberação de fármacos. Como as principais fontes do AH necessitam de uma purificação laboriosa, o estudo da produção do ácido via fermentativa foi motivada, uma vez que o AH é um componente capsular de bactérias. Neste trabalho, objetivou-se implementar metodologias para análise das características do ácido hialurônico obtido por fermentação de cepas de Streptococcus, tomando o AH comercial como padrão. No processo de fermentação variáveis como consumo de substrato, pH, densidade ótica e formação de produto foram determinadas, a partir das quais selecionou-se o microrganismo Streptococcos equi subs. Zooepidemiccus como melhor produtor do ácido hialurônico. O AH produzido apresentou viscosidade 518 cp, com características viscosas e viscoelásticas, e massa molecular de 3,3 x 105 Da, enquanto que a amostra padrão comportou-se como um fluido pseudoplástico, com características viscosas e viscoelásticas na mesma proporção, e massa molecular de 4,4 x 106 Da. A via fermentativa tem se mostrado uma rota alternativa viável para a produção do AH com bom rendimento e obtenção de produto de muito boa qualidade para aplicações médicas (elevada massa molecular e características viscoelásticas). Fermentação - Ácido Hialurônico – Caracterização T607
FÓRMULA DO PROBLEMA E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICAAlice Murteira Pinheiro Braga (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP A destilação em batelada tem grande importância para a separação de misturas líquidas. Nos últimos anos, ela tem sido utilizada na purificação de produtos de alto valor agregado, nas indústrias de química fina e farmacêutica, atualmente em expansão. Além disso, a destilação azeotrópica em batelada promove a redução de poluentes, uma vez que executa a separação de correntes vindas de colunas contínuas. Neste trabalho, o problema de destilação azeotrópica em batelada foi formulado no simulador comercial HYSYS.Plant. Foi desenvolvida uma metodologia para determinar a política operacional mais adequada para o processo e analisar a influência dos parâmetros. Como caso de estudo foi considerado o sistema fenol + água utilizando o tolueno como solvente. Esse sistema é de grande importância, pelo fato do fenol ser resíduo de muitas plantas químicas, e ser muito tóxico. Na primeira etapa do trabalho, foi feita uma revisão bibliográfica para que o simulador fosse avaliado. Na Segunda etapa, simulações foram realizadas obtendo bons resultados. Simulação - Destilação azeotrópica em batelada - Fenol T608
CARACTERIZAÇÃO DE ÓLEOS NATURAISGustavo Ferraresi Bassi (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O principal objetivo deste trabalho é a caracterização de óleos naturais por meio de métodos analíticos. Esses métodos analíticos (extraídos da AOCS Official Method Ca) são: determinações de índice de saponificação, índice de acidez, índice de hidroxila, índice de iodo, ponto de fusão, densidade e teor de ácidos graxos livres. O destilado desodorizado de óleo de canola apresentou maior densidade em relação aos demais, (0,9203), seguido do destilado de óleo de soja (0,9195) e do destilado de óleo de girassol (0,9188). O maior ponto de fusão observado foi o do óleo de soja (17,5°C), assim como o índice de saponificação, seguido do óleo de girassol (15,5°C) e do óleo de canola (12,0°C). O maior índice de acidez foi verificado para o óleo de girassol, o que implica em um maior teor de ácidos graxos, assim como o índice de iodo, mostrando que há mais ácidos graxos saturados nesse óleo em relação aos demais. O uso e o domínio desta metodologia de caracterização com óleos de soja, canola e girassol é de extrema importância prática quando o processo de separação/recuperação for ser realizado. Óleos vegetais - AOCS - Caracterização T609
PROBLEMA DE STEFAN APLICADO À CRISTALIZAÇÃO DE SOLUÇÃO: CRISTALIZAÇÃO DE AÇÚCARESNatália Carolina Agusti Rezende (Bolsista SAE/PRG), José Marcos F. da Silva (Co-Orientador) e Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Cristalização é um processo que pode ser largamente explorado para separação de materiais orgânicos de altos pontos de ebulição e produtos sensíveis ao calor. Sua importância está ampliando em escala industrial, devido ao menor consumo de energia se comparado à destilação, e à possibilidade de obtenção de produtos de elevada pureza. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo unidimensional para cristalização de soluções binárias e pseudo-binárias. Normalmente, o problema de Stefan está associado à cristalização de sólidos fundidos, onde a transferência de energia predomina no processo. No presente projeto, o problema de Stefan foi resolvido para cristalização de soluções, isto é, situação em que a transferência de massa é o fenômeno mais importante. Uma solução analítica foi obtida para a equação do processo descrito. A partir dessa solução, uma expressão matemática para o crescimento do cristal foi obtida como função do tempo, grau de supersaturação, difusividade líquida e da concentração molar da solução. Também foi observado que a expressão para o crescimento do cristal corresponde qualitativamente com os dados experimentais descritos na literatura. Problema de Stefan – Cristalização de Solução – Difusividade de líquidos T610
DETERMINAÇÃO DE DADOS EXPERIMENTAIS EM SISTEMAS CONTENDO ÁCIDOS ORGÂNICOS PARA A AVALIAÇÃO DE NOVOS PROCESSOS DE RECUPERAÇÃOThaís Bruni (Bolsista CNPq) e Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP Este trabalho representa uma parte de um projeto grande que envolve um contexto amplo do processo de extração líquido-líquido de ácidos orgânicos, produzidos principalmente por fermentação. O projeto principal engloba principalmente a recuperação e purificação dos ácidos orgânicos escolhidos, envolvendo também a caracterização termodinâmica dos sistemas, escolha de solventes, modelagem termodinâmica e, simulação do processo de extração líquido-líquido. Como objetivo deste trabalho destacam-se, então: Levantamento de dados de equilíbrio líquido-líquido, a uma temperatura de 25oC, para os ácidos tartárico e succínico, utilizando extratantes adequados e sistemas com o efeito “salting out”, estudando assim uma série de sistemas ternários e quaternários. Para a determinação dos dados de equilíbrio foram utilizadas uma série de metodologias analíticas como: cromatografia gasosa para a quantificação da água e do extratante, titulação potenciométrica ácido-base para a quantificação dos ácidos orgânicos e gravimetria para a determinação da concentração dos sais; Levantamento de medidas experimentais das densidade de soluções de ácidos, tanto na fase aquosa como na fase alcoólica, para o cálculo das verdadeiras concentrações das espécies. Equilíbrio Líquido-Líquido - Ácidos Orgânicos - “Salting Out” T611
Desenvolvimento e implementação de uma metodologia para o desenvolvimento de software básico para ensino de Engenharia Química usando a linguagem GAMSGuilherme Tomasi Manzatto (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Maria Teresa Moreira Rodrigues (Orientadora ), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Atualmente, para uma empresa se firmar no mercado, é necessário que esta seja dinâmica e competitiva. Para isso, cada vez mais é exigida do engenheiro a capacidade de formular problemas integrados envolvendo tomada de decisões, otimização etc. que necessitam o recurso e a análise de processos usando ferramentas como a Programação Linear. Um dos exemplos apresentados é o de uma planta de distribuição de vapor de uma empresa no qual deseja-se saber qual a alimentação mínima que a caldeira necessita a fim de produzir a quantidade de vapor desejado. Para realizar esta análise foram utilizados dois softwares, o GAMS (General Algebric Modeling System), uma linguagem muito utilizada no campo da otimização e o Excel, um programa muito usado na vida prática do engenheiro, que além de resolver o problema, oferece a visualização deste através de um fluxograma. O modelo matemático da planta foi obtido através de várias equações de balanço de massa e balanço de energia em alguns casos juntamente com algumas restrições que os problemas de otimização impõem. Os resultados são apresentados em forma de tabela mostrando também a análise de sensitividade. Modelo – Softwares – Otimização T612
OBTENÇÃO DE QUITOSANA ALQUILADA E CARACTERIZAÇÃO DE SUA CAPACIDADE DE CALCIFICAÇÃO IN VITROCassiano Gomes Aimoli (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Marisa Masumi Beppu (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A quitosana desponta como polímero natural de grande interesse, já que além de ser biocompatível, é derivada do segundo biopolímero mais abundante na natureza: a quitina. Buscamos, nesse projeto, obter matrizes de quitosana modificadas quimicamente para a realização de ensaios de calcificação in vitro . Para tanto, foram exploradas rotas de acetilação da quitosana e sua viabilidade de realização em meio heterogêneo, em membranas densas e porosas. Esse tipo de reação foi escolhido em vez da alquilação, com o intuito de mimetizar a quitina, que nada mais é que uma forma acetilada da quitosana e se apresenta na forma calcificada na natureza. Esse método traz vantagens, pois agrega características químicas da quitina que, acredita-se, favorecem a calcificação, com a solubilidade em soluções ácidas da quitosana e sua conseqüente moldabilidade. As membranas modificadas quimicamente foram submetidas à calcificação in vitro através da imersão das mesmas em fluidos corpóreos simulados (simulated body fluids-SBF) por sete dias. A análise da calcificação in vitro promovida sobre os substratos foi feita através de microscopia eletrônica de varredurra (MEV), que caracterizou a morfologia das amostras, e energia dispersiva de raios-X (EDX), para análise da composição química dos compósitos. Os resultados obtidos nos mostraram que a acetilação heterogênea é viável. Notou-se também a influência positiva da acetilação no fenômeno de calcificação in vitro, além da diferença entre o caráter hidrofílico nas membranas naturais e acetiladas. Quitina - Quitosana - Calcificação T613
CARACTERIZAÇÃO DA ESTRUTURA MORFOLÓGICA DE AEROSSÓIS INALÁVEIS (PM10)André Rodriguez Murari (Bolsista FAPESP), Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora) e Wanda Amorin Batista (Co-Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A poluição atmosférica vem causando danos ao meio ambiente e à saúde humana, provocando inúmeras doenças, principalmente associadas ao sistema respiratório. Nos grandes centros urbanos, a poluição atmosférica tem sido motivo de grande preocupação, uma vez que nelas estão presentes as maiores fontes de emissão de poluentes provenientes de atividades industriais, queima de combustíveis fósseis e outras. Dentro desse conteúdo, a cidade de Paulínia que compreende a região metropolitana de Campinas vem apresentando problemas de poluição ambiental freqüentemente relatados pela imprensa regional e nacional ,com destaque para tipo de poluente causador de grandes danos à saúde que é o Aerossol. A fração de partículas menores que 10 m presentes no aerossol são denominadas partículas inaláveis (PM10). Partículas essas, que penetram no trato respiratório inferior, sendo assim mais danosas à saúde. Diante disso, está sendo realizado um trabalho de monitoramento do ar e caracterização de PM10 em Paulínia, com o propósito de avaliar a qualidade do ar e determinar as possíveis fontes de emissão desses poluentes. As amostras são coletadas usando os equipamentos High-Vol e Dicotômetro, em seguida são realizadas análises gravimétrica para determinar a concentração de PM10 no ar e análise de composição elementar por Fluorescência de Raios-X. Além disso, características morfológicas são obtidas utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura. Foi observado uma concentração maior dessas parículas no período de inverno e menor no verão, isso se deve a maior incidência de chuva no verão. Os resultados obtidos de composições elementares e de morfologia das partículas indicam que as principais fontes responsáveis pela emissão de PM10 são: ressuspensão do solo e queima de combustíveis fósseis. Poluição do ar - Paulínia - Partículas Inaláveis T614
PROCESSO DE ADSORÇÃO DE CHUMBO EM ARGILACarlo de Faria Sebok (Bolsista PIBIC/CNPq), Gicela Ana Zambon (Co-orientadora) e Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Considerado um solvente universal, a água nunca se apresenta sob a forma pura na natureza. O seu uso em processos industriais muitas vezes acarreta em contaminações de substâncias altamente nocivas tais como os metais pesados que em baixas concentrações são uma séria ameaça ao ecossistema e, em particular, à saúde humana. Atualmente, embora existam tecnologias convencionais de tratamento desses resíduos, o desenvolvimento de processos alternativos vem sendo bastante atrativo devido a possibilidades de melhoria e otimização em termos de custos e eficiência. A adsorção vem sendo hoje considerada como uma alternativa para remoção de metais pesados utilizando materiais sintéticos e naturais como adsorventes seletivos. Nesse projeto estudou-se a remoção de chumbo a partir da adsorção com argila visando contribuir na área de tecnologia ambiental, mais especificamente na remoção de metais pesados de efluentes. No desenvolvimento experimental foi efetuada inicialmente a caracterização do material adsorvente e em seguida foram realizados os testes de adsorção que envolveu a obtenção de dados para o estudo dos parâmetros cinéticos, da isoterma de adsorção e da capacidade de remoção do processo, cujos resultados são apresentados através das curvas de cinética e isotermas de adsorção do metal. Dos resultados pode-se observar uma capacidade de remoção compatível com outros adsorventes sintéticos, demonstrando assim seu potencial de aplicação na remoção de metais pesados. Adsorção - Chumbo - Argila T615
CONSTRUÇÃO E GERAÇÃO DA MALHA COMPUTACIONAL DE UM REGENERADOR FCC TRIDIMENSIONALFábio Marini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Milton Mori (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP O processo de craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) é largamente empregado na produção de gasolina e GLP. O regenerador de uma unidade petroquímica é conhecido como pulmão da unidade de FCC, e tem como função queimar os depósitos carbonosos alojados na superfície do catalisador, reativando-o pela transformação do coque em gases de combustão. A combustão se processa a altas temperaturas de chegada do catalisador ao regenerador, em torno de 500 a 550ºC. Visando a melhoria do projeto e otimização da produção, foi construída a malha computacional de um regenerador industrial tridimensional utilizando-se os softwares ICEM DDN e Hexa. Foram feitas também simulações de outras geometrias e escoamentos mais simples, utilizando-se a Fluido Dinâmica Computacional (CFD), tendo como ferramenta o software CFX 5.5, que utiliza o método dos volumes finitos na discretização e resolução das equações diferenciais parciais geradas a partir das equações do balanço de massa, momento e energia. Em todos os casos a CFD se mostrou uma poderosa ferramenta na resolução de problemas. Regenerador - Malha Computacional - Simulação T616
ESTUDO DA REMOÇÃO DE ZINCO E CHUMBO ATRAVÉS DE BIOSSORÇÃOLuciana Yumi Akisawa Silva (Bolsista SAE/PRG), Prof. Dr. Osvaldir Pereira Taranto (Orientador) e Msc. Jean Ferreira Silva (Co-Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A propriedade de biomassas acumularem metais pesados, chamado de biossorção, já é conhecido por várias décadas. Atualmente, há um interesse no uso da biossorção de íons metálicos tóxicos de águas residuárias industriais. Avaliou-se a viabilidade da remoção do chumbo e zinco através do processo de biossorção, utilizando a alga Sargassum sp. como bioadsorvente. Foi realizado o planejamento experimental para determinar os parâmetros operacionais significativos do processo de biossorção. Para o processo em batelada as variáveis analisadas foram: a concentração inicial da solução de metal, pH da solução e massa de bioadsorvente. A influência destas variáveis foi analisada através das curvas de equilíbrio e cinética. A concentração inicial da solução mostrou ser o parâmetro mais importante. No processo contínuo realizado em um leito fixo as variáveis estudadas foram: a vazão de solução, concentração inicial da solução e a massa de alga. O efeito destas variáveis foi determinado através da curva de ruptura. A biossorção mostrou ser um método eficiente na remoção de chumbo e de zinco, em soluções que contém esses metais isoladamente. Estudou-se também o processo de biossorção para soluções contendo os dois íons, para avaliar a competitividade destes pelo sítio ativo, obteve-se maior remoção do chumbo. Biossorção – Metais pesados – Algas marinhas T617
DESTILAÇÃO MOLECULAR: O MODELO CENTRÍFUGOLeandro Augusto Grandin Pereira (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O Brasil tem uma rica biodiversidade, e, por conseguinte, existe potencial para explorar produtos naturais, principalmente para uso em indústrias de alimentos e fármacos, que exigem alta pureza e qualidade. Para isso, o processo de destilação molecular é apropriado, pois não utiliza solventes, e, operando em pressões baixas, permite que trabalhemos também com temperaturas baixas, o que evita a degradação de propriedades de interesse. O método potencializa a separação, concentração e purificação de produtos de origem natural. O trabalho consistiu pricipalmente em analisar as condições de operação do destilador molecular centrífugo, culminado na análise e resolução numérica, pelo método das diferenças finitas utilizando programação em fortran, das equações diferenciais que ditam o prefil de temperatura e concentração da camada líquida no destilador. Destilador - Molecular - Centrífugo T618
MODELAGEM DE UM REATOR DE POLIMERIZAÇÃO CSTR ACOPLADO A DIFERENTES MEIOS DE TROCA TÉRMICAMariana Fernandes (Bolsista SAE/PRG), Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador) e Eduardo Coselli Vasco de Toledo (Co-Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Devido ao grande número de polímeros criados com fins tecnológicos e à necessidade de cada vez explorar o surgimento de novos materiais para atender ao desenvolvimento científico e tecnológico, a área de cinética de polimerização tornou-se um campo fértil para estudos de modelagem, simulação, controle e otimização de processos. Dentro deste contexto este trabalho visa a modelagem e a análise paramétrica de um reator de polimerização CSTR acoplado a diferentes meios de troca térmica. Os objetivos desta primeira parte do trabalho foi, a simulação dinâmica e estacionária dos sistemas, onde ocorre reações de polimerização em massa via radicais livre do estireno. Dessa forma, avaliou-se o comportamento de cada meio de troca térmica, sendo um deles uma Jaqueta, que possui um fluido refrigerante com temperatura variável, a qual foi variada e analisado o comportamento do reator de acordo com esta perturbação e o outro um Condensador Horizontal Semi-Inundado acoplado ao reator, para o qual foram estudados dois tipos: em um deles há uma válvula entre o reator e o condensador que regula a vazão do condensado que volta para o reator e é chamado de Condensador Horizontal Semi-Inundado em malha aberta; no outro tipo, esta válvula é ausente e não há como ter-se uma vazão constante do condensado, essa vazão aumenta ou diminui de acordo com a temperatura do reator, este é chamado de Condensador Horizontal Semi-Inundado em malha fechada. Para cada tipo de meio de troca térmica, simulou-se um modelo e foram feitos gráficos que representam o comportamento de cada variável do reator de acordo perturbações em outras. Estas variáveis foram: quantidade de iniciador, temperatura de entrada do reator, conversão, temperatura do fluido refrigerante, tempo de residência do reator, concentração de monômero e para o condensador em malha aberta tem-se uma variável extra que é a vazão que sai do condensador. Reatores - Polimerização - Simulação T630
MODELAGEM DE UM REATOR DE POLIMERIZAÇÃO CSTR ACOPLADO A DIFERENTES MEIOS DE TROCA TÉRMICAMariana Fernandes (Bolsista SAE/PRG), Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador) e Eduardo Coselli Vasco de Toledo (Co-Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP Sendo os objetivos deste trabalho a simulação dinâmica e estacionária dos sistemas, avaliação do potencial de refrigeração de diferentes meios de troca e análise paramétrica destes sistemas, onde ocorre reações de polimerização em massa via radicais livre do estireno, nesta segunda parte do trabalho, os objetivos principais são o controle e a otimização de processos. Esses assuntos são de suma importância na formação profissional de um engenheiro químico atualmente. Para fazer o controle do processo estudado neste trabalho, primeiro analisou-se o trabalho da primeira parte observando as variáveis mais sensíveis de acordo com as perturbações de um modo geral. Em seguida, fez-se a modelagem e a simulação apenas para estas variáveis e dessa forma estudou-se qual o meio de troca térmica mais eficiente: a jaqueta, o condensador horizontal semi-inundado em malha aberta ou o condensador horizontal semi-inundado em malha fechada. Este trabalho é possível devido ao progresso que tem ocorrido no desenvolvendo programas e métodos numéricos cada vez mais adequados à solução de problemas matemáticos. Desenvolvimento este que permitiu avaliar o potencial de refrigeração dos diferentes meios de troca térmica citados, que é a análise necessária para gerar modelos utilizados na avaliação do desempenho de diferentes algoritmos no controle de um reator de polimerização CSTR onde ocorrem reações de polimerização em massa vias radicais livres do estireno. Reatores - Polimerização - Simulação T619
Modelagem e Simulação do Reator de Produção de CiclohexanolPriscilla Marques Ribeiro (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP A unidade de produção do Ciclohexanol pertence às indústrias químicas de primeira geração, sendo assim um intermediário para obtenção de produtos industriais finais de grande valor comercial como o nylon. Desta forma, o custo de produção dos produtos finais depende da operação adequada não só das plantas que processam os produtos intermediários como o fenol, hidrogênio e Ciclohexanol, mas também das matérias-primas formadoras deste que remontam ao petróleo. A planta de Ciclohexanol é constituída de inúmeros equipamentos que interagem entre si, como trocadores de calor, tanques de decantação, purificação e estocagem e de um reator multifásico e complexo. Neste trabalho foi realizada a simulação desse reator e de uma série de periféricos que possibilitam a operação do reator em diferentes condições, através da solução de um sistema de equações diferenciais devidamente codificada num programa Fortran em conexão com o simulador HYSIS. A primeira análise foi feita para processos químicos contínuos em tempo real, onde a variação dos parâmetros de entrada no reator, como temperatura inicial, pressão inicial, fração molar de hidrogênio, de Fenol, de Ciclohexanol, de água, possibilitou verificar os perfis dos parâmetros ao longo do reator. Como exemplo, aumentando a temperatura inicial de entrada no reator, a temperatura ao longo do reator também aumenta, o que ocasiona uma maior produção de Ciclohexanol, mas também aumenta a produção de Ciclohexano, produto indesejável, e trabalhar com temperaturas altas não é viável para a planta. A segunda análise foi feita para o Modelo Dinâmico, onde a variação dos parâmetros de entrada acarreta os perfis para os parâmetros ao longo do tempo num ponto específico do reator. Simulação - Modelagem - Multifásico T620
AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO SOB ALTO VÁCUO PARA OBTENÇÃO DE TOCOFERÓISRicardo Romero de Sousa (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP O trabalho apresentado é um estudo do processo de destilação molecular de filme descendente e centrífugo para a obtenção de tocoferóis. Os tocoferóis conferem ao óleo estabilidade à oxidação e deterioração (Barnicki et al., 1996). Durante o refino destes óleos, com a finalidade de torná-los agradáveis ao paladar, eles são submetidos a um tratamento para retirar os componentes que promovem o cheiro e o sabor desagradável: a desodorização. A desodorização é feita sob pressão reduzida e altas temperaturas, cuja corrente de destilado apresenta um efluente orgânico denominado de destilado de desodorização de óleo. O destilado de desodorização é composto basicamente de ácidos graxos, triglicerídeos, diglicerídeos, monoglicerídeos, hidrocarbonetos, terpenóides e outros compostos minoritários, além de tocoferóis e fitoesteróis (Mattikow e Periman, 1955): estes são retirados indesejadamente. Realizou-se a avaliação dos componentes presentes no destilado da desodorização do óleo de soja - DDOS (matéria-prima). Posteriormente uma vasta pesquisa foi iniciada para se determinar os parâmentros físicos e termodinâmicos dos compostos do DDOS, necessários para a simulação no DISMOL, software já desenvolvido para simulação deste processo para a recuperação de tocoferóis. Destilação - Molecular - Tocoferóis T621
ADSORÇÃO DE PROTEÍNAS EM MEMBRANAS POROSAS DE QUITOSANANeemias Reis Ferreira (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Sônia Maria Alves Bueno (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O recente avanço da Biotecnologia nas últimas duas décadas tem possibilitado intenso desenvolvimento da produção em larga escala de proteínas e peptídeos para a preparação de fármacos. A recuperação e purificação (RPB) de proteínas a partir do meio de cultivo é uma etapa crítica e, muitas vezes, a de maior custo do bioprocesso, pois, na maioria dos casos, é necessário a obtenção da substância ativa com alto grau de pureza. Dentre as técnicas de RPB propostas, a maioria utiliza cromatografia adsortiva através de géis. Quando essa técnica é empregada para processos a média e grande escala, o inconveniente de não se poder trabalhar a vazões elevadas é apresentado. A alternativa de se utilizar membranas como matrizes de troca iônica ou para a imobilização de ligantes têm sido proposta devido a possibilidade de se poder obter altas vazões a pressões moderadas. Neste trabalho investigou-se o potencial de utilização de membranas de quitosana para adsorver proteínas. Experimentos cromatográficos foram realizados para a determinação de uma condição ideal que permitisse uma maior adsorção de BSA, uma menor retenção de IgG e não deformasse a membrana. Isso foi possível utilizando-se o tampão Tris-HCl (25 mM) a pH=7,0. Posteriormente, cromatografias utilizando soro humano sadio foram feitas nessa condição, para verificar se a membrana apresenta potencial para purificação de proteínas. Membranas Porosas de Quitosana - Adsorção - Purificação T622
ESTUDO DE ADSORCÃO DA ENZIMA XILOSE-REDUTASE DE Candida mogii EM RESINA CROMATOGRÁFICA DE TROCA IÔNICAMariana Ferreira Palacios (Bolsista SAE/PRG), Profa. Dra. Telma Teixeira Franco (Orientadora) e Profa. Dra. Eliana Setsuko Kamimura (Co-Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP A enzima intracelular Xilose Redutase (XR) encontrada principalmente em leveduras do gênero Candida é de grande importância na conversão de xilose em xilitol. Sua liberação requer, como etapa inicial, o rompimento das células por métodos mecânicos ou químicos. Este trabalho visa o estudo da adsorção da enzima XR, obtida a partir do rompimento mecânico de células de Candida mogii, em resina cromatográfica de troca iônica Q-Sepharose para a obtenção dos parâmetros cinéticos (k1-constante de adsorção e k2- constante de dessorção) e quantidade máxima de adsorção da resina (Qm) através da isoterma de adsorção e da curva cinética. Os ensaios para a construção das isotermas de equilíbrio foram feitos mantendo-se um volume fixo do caldo contendo a enzima e variando-se a massa da resina. O modelo cinético e os parâmetros foram determinados por ajuste dinâmico com os dados experimentais obtidos utilizando o método numérico Runge Kutta de quarta ordem. A quantificação da enzima no caldo foi feita através da atividade enzimática que é baseada na determinação da oxidação do NADPH por espectrofotometria a 340 nm, utilizando a xilose como substrato. Xilose redutase - Candida mogii - Adsorção - Resina de troca iônica T623
ESTUDO DE COLUNAS DE PARA-DESTILAÇÃORoberto Pires Pinto (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Teresa M. K. Ravagnani (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP As colunas de destilação são equipamentos mais utilizados para separar misturas líquidas. Estudos anteriores indicam que a configuração de colunas denominadas Para-destilação oferecem um aumento de eficiência comparado com as convencionais. Nesta configuração, a coluna é dividida ao meio. O vapor também é dividido em duas partes iguais que percorrem paralelamente a coluna mantendo contato, em estágios alternados, com um único fluxo de líquido descendente. Os vertedores levam o líquido de um lado para o outro da coluna fazendo um escoamento helicoidal. A idéia desta configuração é aumentarmos a troca de massa que ocorre entre o gás e o líquido aumentando a diferença de concentração entre eles. Assim, se o líquido entra em contato com o gás em estágios alternados, a diferença de concentração entre eles será maior do que a encontrada em uma coluna de destilação convencional. O objetivo do presente trabalho foi dimensionar e construir uma coluna de Para-destilação de 10 pratos perfurados com 10 cm de diâmetro. Verificou-se que o projeto mais adequado para construção dos pratos da coluna de Para-destilação é a configuração do prato com 22 orifícios. A coluna foi construída com paredes de vidro e pratos de latão. Os vertedores foram feitos com tubos circulares de alumínio com 1,3 cm de diâmetro externo. Com esta coluna de Para-destilação, será possível realizar o estudo da hidrodinâmica e de transferência de massa para diversas condições operacionais. Colunas de Para-destilação – Destilação - Pratos com vertedor T624
Pilhas de Combustível e o Ciclo do Hidrogênio: Sistemas Geradores do HidrogênioBruno Sversut Arsioli e Prof. Dr. Wagner do Santos Oliveira (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP O desenvolvimento científico – tecnológico das pilhas de combustível adquire extraordinária importância, impulsionado tanto pela escassez do petróleo, cujas reservas estão previstas para algumas dezenas de anos, como pelas pressões que os governos de países tecnologicamente avançados, exercem no sentido de se obter uma melhor preservação ambiental. É nesse contexto que se pretende formar recursos humanos, com conhecimento na área de pilhas de combustível, e nos diferentes processos para geração de hidrogênio, no caso deste trabalho, já que esse gás é uma das matérias primas com que se alimenta esses dispositivos eletroquímicos. As pilhas de combustível são dispositivos eletroquímicos que utilizam o hidrogênio e o oxigênio como matérias primas. Para alimentação do oxigênio recorre-se a injeção de ar, enquanto para o uso do hidrogênio faz-se necessário o desenvolvimento de tecnologias baseadas em processos químicos, térmicos ou eletroquímicos.O projeto visa a analise: dos impactos social e ambiental que a implantação dos sistemas geradores de energia, baseados no hidrogênio, causariam na sociedade; O ciclo do hidrogênio (produção - consumo) ; a geração do hidrogênio por processos quimicos , eletroqímicos, craqueamento térmico da água; Pilhas de combustivel associadas a células solares; Pilhas revertíveis e sua representatividade frente à geração de energia; E finalmente, uma previsão tecnológica. Pilha - Hidrogênio - Energia |