Universidade estadual de campinas

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Tecnologia na Educação da Engenharia Química: Animações Aplicadas no Estudo de Reatores em Leito Fluidizado

Vitor Hugo Silva de Miranda (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Katia Tannous (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, Unicamp
O uso de novas tecnologias na área de ensino está cada vez mais frequente. A animação gráfica prende a atenção de muitas pessoas em todo mundo, onde o mercado 6 milhões de dólares anualmente (Estados Unidos e Canadá). Portanto, aliar esses novos recursos na educação em engenharia química, especialmente no estudo de reatores em leitos fluidizados, é objetivo deste trabalho.Utilizando software para animação em formato FLASH, uma mídia altamente utilizada na internet, e tendo por base filmes de leitos fluidizados laboratoriais e a teoria destes modelos, foram criados materiais educativos sobre os processos envolvidos. As animações retratam de forma satisfatória os leitos fluidizados, de forma a enriquecer os materiais didáticos utilizados em disciplinas da Engenharia Química. Os resultados estão disponíveis na internet no endereço eletrônico www.geocities.com/sapuvix.

Leito Fluidizado – Ensino à distância – Animação Gráfica

T853

FILMES POLIMÉRICOS ATIVOS PARA EMBALAGEM, COM CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE OXIGÊNIO

Claudia Caresia de Almeida (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Leila Peres (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O conceito da embalagem tradicional é limitado na sua capacidade de prolongar a vida de prateleira dos alimentos. Embalagem ativa é um novo conceito que pode ser definido como um tipo de embalagem que muda as condições ao redor do produto para estender a sua vida de prateleira mantendo a sua qualidade. Uma série de efeitos pode ser obtida no interior das embalagens ativas, a fim de se controlar a sua composição de gases e vapores, que determina a velocidade de deterioração do produto. O oxigênio em contato com alimentos pode causar odores indesejáveis, mudanças na coloração e perda de nutrientes, além de facilitar o crescimento microbiano e de insetos, tendo também efeito considerável sobre a taxa de respiração e produção de etileno de produtos como frutas e hortaliças. Assim, a aplicação de absorvedores de oxigênio, na forma de sachês ou incorporados na matriz polimérica, irá reduzir a concentração deste gás no interior da embalagem e terá um efeito no aumento da vida de prateleira de vários alimentos. Esse projeto objetiva o estudo de filmes ativos de polietileno de baixa densidade com aditivo absorvedor de oxigênio e também do uso de sachês absorvedores de oxigênio, caracterizando-se especialmente a sua capacidade de absorção de oxigênio. Este projeto conta com a colaboração do CETEA-ITAL.

Embalagem - Absorvedor de Oxigênio - Filme Polimérico Ativo

T854

Filmes poliméricos com atividade de adsorção de etileno e antimicrobiana para uso em embalagens ativas

Fernanda Mendes Cortez dos Santos (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Leila Peres (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
As embalagens possuem como função principal proteger ao máximo a qualidade do produto durante seu armazenamento e comercialização. Uma nova tecnologia desenvolvida, que resulta em um incremento da vida útil do produto - na qual há uma interação entre o produto, a embalagem e o ambiente - é conhecida como embalagem ativa ou interativa, e o crescente interesse nessa tecnologia resulta das limitações das embalagens comuns em controlar o ambiente ao redor do produto. Aditivos, chamados de agentes ativos, são incorporados ao filme para agir diante de mudanças na atmosfera ao redor do produto. Exemplos de aplicações são a preservação microbiológica e, no caso específico de frutas e hortaliças, a manutenção da atmosfera no interior da embalagem livre de etileno. Este projeto objetiva a confecção (através de incorporação de aditivos) e a caracterização de filmes ativos de polietileno de baixa densidade com adsorvedores de etileno e agentes antimicrobianos, quanto as suas propriedades mecânicas; transparência; permeação de etileno, no caso dos adsorvedores; e atividade antimicrobiológica, no caso dos agentes antimicrobianos. Este projeto conta com a colaboração do CETEA-ITAL.

Embalagem Ativa – Etileno – Agentes Antimicrobianos

T855

MODELAGEM DE REATORES AUTOCLAVE A ALTAS PRESSÕES PARA A POLIMERIZAÇÃO DE POLIOLEFINAS

Juliana Lopes Silva (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Liliane Maria Ferrareso Lona (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
A modelagem e simulação de reatores de polimerização é uma ferramenta muito útil na produção de polímeros com características específicas, que vem ao encontro da atual tendência mundial de se atingir a máxima qualidade do produto formado. Os polímeros sintéticos possuem hoje enorme aplicação nas mais diversas áreas e elevada produção em todo o mundo. Neste projeto de pesquisa, a partir de um programa computacional, em linguagem Fortran, desenvolvido por um aluno de doutorado para simular um reator autoclave que opera a altas pressões para a produção de Poliolefinas, foram feitas simulações do reator, sob determinadas condições operacionais, com o intuito de estudar a influência dos parâmetros de eficiência de mistura do reator sobre importantes variáveis de processo, sendo eles determinados a partir do modelo de mistura imperfeita desenvolvido em tese para o tipo de reator em questão. Foram analisados os perfis de temperatura, concentração de monômero e pesos moleculares dos polímeros ao longo do reator variando-se os parâmetros de mistura perfeita, número de segmentos em cada seção do reator e razão de reciclo, sob condições operacionais disponíveis em literatura aberta e fornecidas pela Politeno, empresa que opera este tipo de equipamento. O objetivo das simulações é obter o melhor conjunto de parâmetros para a predição do sistema reacional em estudo.

Simulação – Polimerização - Reatores

T856

LIBERAÇÃO CONTROLADA DA OXITETRACICLINA NO SISTEMA QUITOSANA/ALGINATO/PEG

Cleber Leonardo Ronqui (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Microcápsulas de alginato de cálcio coacervadas com quitosana, dois biopolímeros de reconhecida biocompatibilidade no corpo humano, podem ser usadas como convenientes sistemas de liberação controlada gastrointestinal da oxitetraciclina. Utilizamos Polietileno Glicol (PEG) de diferentes massas molares (2 000, 4 600 e 10 000) nas formulações com o sentido de verificarmos a influência deste na liberação do antibiótico e assim, correlacionar com a estabilidade das microcápsulas, efeito de poros e superfície. O conteúdo G e o grau de acetilação do alginato e da quitosana, respectivamente, exercem grande influência sobre as microesferas produzidas sendo que a técnica do RMN H¹ permitiu-nos a determinação de tais parâmetros. Estudos da microencapsulação utilizando-se o alginato de cálcio como matriz apresentaram comportamento similar das microesferas de alginato de cálcio coacervadas com a quitosana de baixa viscosidade em meio ácido e básico. O revestimento com o PEG acelerou ainda mais a liberação em meio básico. Todos os sistemas apresentam liberação convencional em meio ácido e com isso foi tentado sanar o problema para viabilizá-los utilizando-se o Eudragit como revestimento para o alginato de cálcio (sistema mais simples) e encontramos uma redução na liberação neste meio.

Liberação Controlada – Quitosana – Alginato

T859

ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE COMPOSTOS DE POLIETILENO COM AMIDO PARA A OBTENÇÃO DE POLÍMEROS AMBIENTALMENTE DEGRADÁVEIS

Érica Mitsue Nakamura (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Uma das alternativas viáveis para se acelerar o tempo de degradação do polietileno de baixa densidade (PEBD) consiste na adição de polímeros naturais, como o amido. Entretanto, estes compostos apresentam propriedades termo-mecânicas inferiores às do PEBD puro. Na tentativa de melhorar a adesão interfacial PEBD/Amido, foram desenvolvidas formulações de PEBD com amido de milho adipatado e amido de milho acetilado (RD125); bem como com amido de mandioca nas proporções de 95/5, 90/10, 80/20. O processamento foi realizado em um homogeneizador de alto cisalhamento para a incorporação dos componentes, seguido de granulação em moinho de facas e processo de injeção. Além disso, foram prensados para a obtenção de chapas finas para estudo de seu potencial de biodegradabilidade. Para a caracterização, utilizaram-se ensaios de tração segundo a norma ASTM D-638, ensaios de flexão, análises dinâmico-mecânicas, microscopia eletrônica de varredura e análises de calorimetria diferencial exploratória (DSC), além de ensaios de biodegradação em lodo ativado. Os resultados indicaram que o acréscimo de amido à matriz olefínica acarretou na diminuição das propriedades mecânicas dos produtos, se comparados ao PEBD puro. Pôde-se ainda observar que, dentre os compostos estudados, os que contêm amido de mandioca apresentaram os melhores resultados no tocante ainda às propriedades mecânicas.

Polietileno - Amido - Biodegradável

T857

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MEMBRANAS ASSIMÉTRICAS ESPONJOSAS DE QUITOSANA PARA RECOBRIMENTO DE FERIMENTOS

Ismael Damasceno Pavani (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Lucia Helena Inonocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Queimaduras sérias, onde toda a espessura da pele é destruída, necessitam de proteção no período entre a hospitalização do paciente e a efetivação do enxerto (camada de pele saudável do próprio paciente), já que os riscos de contaminação e desidratação são grandes. Uma membrana de recobrimento pode ser utilizada para proteger a ferida; todavia, a mesma deve estar úmida o suficiente para cicatrizar, porém não pode haver acúmulo de líquido entre a ferida e a membrana, devido ao risco de infecção. As contaminações por bactéria podem tornar a ferida inadequada para o enxerto de pele. Esta membrana de recobrimento deve permitir a permeação gasosa e proteger a ferida de infecções e desidratação. A quitosana é um biomaterial bactericida e fungicida, encontrado no exoesqueleto de crustáceos. Ela apresenta biodegradabilidade e biocompatibilidade, além de ser capaz de aumentar a firmeza das feridas, através da aceleração da síntese fibroblástica do colágeno durante a cicatrização, e de permitir a regeneração do tecido epitelial. Por estas razões, ela foi escolhida para a produção da membrana de recobrimento. O objetivo deste projeto foi produzir e caracterizar membranas assimétricas esponjosas de quitosana usando o processo “casting”, pela evaporação do solvente. Foram realizadas análises das propriedades físicas, químicas e estruturais da quitosana e de suas membranas. Foi também, introduzido o método de inversão de fase precipitação-imersão. Através de análises como a espectroscopia de ressonância nuclear magnética de prótons (RMN ¹H), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a determinação das massas molares, foi possível obter informações sobre o polímero estudado. O que vai influenciar as propriedades da membrana preparada, as quais estão sendo investigadas.

Quitosana – Desenvolvimento de Membranas - Casting

T858

MEMBRANAS POLIMÉRICAS DE POLIÉTERURETANO E POLIÉSTERURETANO COM PROPRIEDADES ANTITROMBOGÊNICAS

Leandra Estrella (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Lúcia Helena Innocentini Mei (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
O projeto envolve o estudo do tratamento superficial de membranas poliméricas de poliuretanos com a finalidade de obter uma superfície antitrombogênica através da imobilização da heparina na superfície. A pesquisa baseia-se na aplicação de dois métodos de tratamento superficial das membranas. O primeiro está relacionado à adsorção da heparina através do heparinato de benzalcônio; o segundo inclui o uso de espaçador - poli (óxido de etileno) para aumentar a acessibilidade da seqüência ativa, constituída pela molécula de heparina. A caracterização das superfícies modificadas envolve a utilização das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV); a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), por refletância total atenuada (ATR) e a avaliação do ângulo de contato.Na primeira parte, verificou-se a adsorção da heparina através do heparinato de benzalcônio, em membranas porosas de Biomer® e de Pelletane. Na segunda parte, verificou-se a imobilização da heparina através de um espaçador ligado a membrana de poliuretano. As membranas poliméricas foram preparadas conforme o método desenvolvido em laboratório, sendo submetidas a análises laboratoriais a fim de se obter resultados qualitativos e quantitativos. Assim , pode-se confrontar os resultados obtidos no primeiro método com o segundo, atingindo o objetivo proposto do projeto.

Anticoagulante – Poliuretano - Heparina

T861

ESTUDO EXPERIMENTAL DO EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR DE SISTEMAS BINÁRIOS ENVOLVENDO ÁGUA, ACETONA E CUMENO

Luciana Yumi Akisawa Silva (Bolsista FAPESP), Marcos Rogério Mafra (Pesquisador) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A modelagem, simulação e projeto de uma coluna de destilação exigem o conhecimento das propriedades termodinâmicas, que permitam caracterizar e descrever o comportamento do sistema como um todo. Para que esta etapa ocorra de modo satisfatório é de suma importância que todas as suas análises e decisões se baseiem em dados de confiança, entre eles os de equilíbrio líquido-vapor. O trabalho em desenvolvimento visa contribuir com dados de equilíbrio líquido-vapor dos sistemas binários envolvendo água, acetona e cumeno em pressões próximas à atmosférica. Estes compostos juntamente com o alfa-metil-estireno e o fenol compõem a etapa de separação do processo de produção do fenol. Os dados são obtidos em um ebuliômetro de recirculação, sendo a cromatografia gasosa a técnica analítica empregada. Os parâmetros ajustados a partir dos dados obtidos neste trabalho serão utilizados na simulação das colunas de destilação do processo de fabricação do fenol em trabalhos futuros.

Termodinâmica - Equilíbrio de Fases - Modelagem

T860

DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA CÁLCULO DE EQUILÍBRIO QUÍMICO ATRAVÉS DA MINIMIZACAO DA ENERGIA LIVRE DE GIBBS

Michel Angelis Miquilin (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Dado o sistema multicomponente formado pelos ácidos acrílico, lático, acético, propanóico e água deseja-se verificar sob via termodinâmica as condições de alimentação dos componentes e de pressão e temperatura do sistema que poderiam maximizar a produção do ácido acrílico. Para que o sistema alcance o estado de equilíbrio termodinâmico todas as reações espontâneas do sistema devem ocorrer na direção na qual há um aumento na entropia total do universo. Quando a composição do sistema alcança um ponto onde a entropia total para o sistema e para as redondezas é máxima essas composições permanecem constantes já que o movimento em qualquer direção na composição envolve uma diminuição de entropia e, desta maneira, não pode ocorrer espontaneamente sem violar a Segunda lei da termodinâmica. Assim esse estado final no qual cessam todas as reações espontâneas do sistema é o estado de equilíbrio termodinâmico. E é neste estado que se deseja verificar se é possível uma maximização da fração molar do ácido acrílico no sistema. Desenvolveu-se um software para calcular o equilíbrio termodinâmico do sistema e verificar as condições que minimizam a energia livre de Gibbs total do meio reacional.

Minimização - Energia livre de Gibbs - Software

T862

ESTUDO EXPERIMENTAL DE MATERIAIS QUE SOFREM ENCOLHIMENTO DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM

Adalto Hisanaga Fujitani (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Aparecida Silva (Orientadora), Marcel Eiki Katekawa (Co-orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A secagem de alimentos é um processo muitas vezes utilizado para melhorar a estabilidade do produto diminuindo relativamente a atividade microbiana, mas com possíveis efeitos colaterais como mudanças físicas e químicas que podem danificar o produto. Um destes efeitos é o encolhimento, que foi estudado neste trabalho utilizando-se amostras de banana. A banana foi cortada em fatias com determinados diâmetro e espessura e colocada em suportes que possibilitavam secagem por ambas faces. Experimentos de secagem foram realizados em estufa com temperatura controlada e umidade relativa monitorada. O encolhimento e a densidade aparente foram determinados em função do teor de umidade da amostra. Também foi determinado a densidade real do sólido com o picnometro a hélio. Com esses dados foi possível calcular a porosidade e verificar sua evolução durante o processo de secagem. Experimentos de secagem também foram realizados em um equipamento comercial, o Dynamic Vapor Sorption (DVS), a diferentes temperaturas e diferentes valores de umidade relativa do gás. A influência da interação entre estes dois parâmetros sobre o encolhimento foi analisada. Observou-se que a taxa de secagem é fator determinante no encolhimento e na evolução da porosidade da banana.

Banana - Densidade Aparente - Porosidade

T863

ESTUDO DA RETENÇÃO DE VOLÁTEIS NA SECAGEM EM ATMOSFERA MODIFICADA

Paulo Henrique da Silva Santos (Bolsista PIBIC/CNPq); Marcilio Machado Morais (Co-orientador, Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Maria Aparecida Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O processo usual de secagem normalmente leva em consideração apenas a retirada de água. Entretanto, na secagem de determinados alimentos como frutas, considera-se também a retirada de outras substâncias voláteis, sendo que nesse caso, a secagem é chamada de Secagem Multicomponente. A modificação da atmosfera de secagem pode ser estendida a este tipo de processo, a fim de se verificar a influência desta na evaporação de compostos voláteis responsáveis pelas características sensoriais do produto final. Sendo assim, realizou-se um estudo prévio de Secagem Multicomponente de um sistema modelo, construído a partir da composição centesimal do abacaxi, no qual foi adicionado um dos principais constituintes do aroma desta fruta. Os experimentos foram realizados em um túnel de secagem desenvolvido no Laboratório, sob diferentes condições de temperatura, velocidade e composição do gás secante. O monitoramento da massa da amostra ao longo do tempo forneceu a perda de água, enquanto que a perda do componente do aroma foi determinada por cromatografia gasosa. Os resultados obtidos até então levam a crer que a modificação da atmosfera de secagem influenciou na evaporação do aroma, de modo que se obtenha uma seletividade para o processo e uma maior retenção deste componente.

Secagem Multicomponente – Sistema Modelo - Abacaxi

T864

MODIFICAÇÕES ESTRUTURAIS EM MATERIAlS BIOLÓGICOS SUBMETIDOS À SECAGEM

Vanessa Cristina Perina (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Maria Aparecida Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Apesar do fenômeno do encolhimento ser acompanhado de alterações estruturais significativas, particularmente, no caso de materiais biológicos, nenhum trabalho publicado, até o momento, acompanhou o encolhimento do material de forma microscópica. O objetivo deste trabalho foi o de estudar este fenômeno, acompanhando as mudanças macroscópicas através de experimentos de secagem e as alterações em nível celular. Além disso, obteve-se a temperatura de transição vítrea (T_g) do material. A matéria prima escolhida para este trabalho foi a maçã. Os experimentos de secagem foram realizados utilizando-se uma estufa de convecção forçada para o estudo da densidade aparente, encolhimento e porosidade, em vários intervalos de tempo e em três temperaturas diferentes. Pelo sistema de vídeo microscopia do DVS-2 (Dynamic Vapor Sorption), equipamento comercial, foi feito um acompanhamento das modificações estruturais, em intervalos de tempo que foram correlacionados com os resultados da secagem na estufa. Através do DSC (Calorímetro de Varredura Diferencial) foi determinada a T_gem função do teor de umidade. A temperatura de secagem, em relação à T_g, influenciou diretamente as modificações estruturais da maçã.

Maçã - Encolhimento - Temperatura de Transição Vítrea

T865

CONSTRUÇÃO DE DIAGRAMAS DE FASES DE SOLUÇÕES LIPÍDICAS CONCENTRADAS

Cristina Harumi Akamine (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Maria Helena A. Santana (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A construção dos diagramas de fases de soluções lipídicas concentradas é importante para o melhor entendimento da produção de lipossomas pelos métodos de “spray drying”, formação de filmes secos de lipídios em sistemas multitubulares e diluição de soluções concentradas de fosfolipídios. A partir da caracterização das soluções precursoras pode-se entender melhor os mecanismos de formação dos lipossomas. Neste trabalho a construção de diagramas de fases binário e ternário para as misturas de fosfatidilcolina de soja/água e fosfatidilcolina de soja /água /etanol foram feitas por meio da detecção qualitativa dos seus agregados formados, através de medidas de turbidez das soluções – expressa em unidade de absorbância – e da determinação do diâmetro médio e distribuição de tamanhos das partículas coloidais em solução, por espalhamento de luz utilizando laser de alta potência. Através dos diagramas é possível observar a influência da composição lipídica nas propriedades de solubilização e agregação dos lipídios em solução, e delinear regiões operacionais úteis para os processos de produção de lipossomas.

Diagramas de Fases – Soluções lipídicas - Caracterização

T866

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE LIPOSSOMAS ELÁSTICOS ENCAPSULANDO CAFEÍNA

Denise 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 elásticos encapsulando cafeína, 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 próxima a ambiente, dimiristoilfosfatidilcolina. A este lipídio foi adicionado tensoativo da série polioxietileno éster, 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, estabilidade das vesículas e elasticidade. 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 com a passagem dos lipossomas através de membranas de policarbonato com poros de 100nm e posteriormente de 50nm, a baixas pressões, e caracterizado pela deformação dos lipossomas e quantidade permeada.

Lipossomas – Polioxietileno - Transdérmicos

T867

CARACTERIZAÇÃO DO ÁCIDO HIALURÔNICO PRODUZIDO POR FERMENTAÇÃO SUBMERSA UTILIZANDO CEPAS DE STREPTOCOCCUS

Hérika 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. As fermentações foram realizadas utilizando cepa de Streptococcos equi subs. Zooepidemiccus ATCC 39920, e neste trabalho, objetivou-se otimizar o processo de produção do ácido através da adição de um detergente não iônico à cultura na fase final da fermentação para rompimento das células (aumento da permeabilidade), da adição de lisozima, enzima bacteriolítica, ao meio de cultivo durante a fermentação para aumentar a produção do AH, e da variação de parâmetros, oxigênio e nitrogênio, na fermentação, quantificando e caracterizando os AHs produzidos. A concentração na presença da enzima foi de 6,88 g/100mL enquanto que na amostra sem adição lisozima foi de 3,9 g/100mL, já a viscosidade apresentou uma redução de 518 cp do meio sem a enzima para 353 cp com a enzima. Com a adição da enzima bacteriolítica verifica-se um aumento na produção do AH, sem comprometer sua boa qualidade para aplicações médicas (elevada massa molar e características viscoelásticas).

Fermentação - Ácido Hialurônico – Otimização

T868

CARACTERIZAÇÃO DE FRAÇÕES PESADAS DE PETRÓLEO MARLIM POR MEIO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO MOLECULAR

Gabriel Gomes Serrão (Bolsista SAE), Paula Sbaite Duarte dos Santos (Co-Orientadora) e Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O presente trabalho de iniciação científica visa caracterizar resíduo de vácuo de petróleo Marlim por meio de destilação molecular de filme descendente devido à demanda de novas tecnologias para processamento dos petróleos nacionais que diferem dos comumente comercializados. A caracterização deste resíduo representa um considerável avanço que trará um melhor aproveitamento do petróleo cru, além de ganhos na qualidade do produto final. Os resultados obtidos no estudo exploratório e no planejamento experimental do resíduo de vácuo Marlim “Plataforma A” 557^oC+ e “Plataforma B” 540^oC+ mostram que quanto maior a temperatura de destilação, maior será a porcentagem de destilado obtida sem estarmos degradando termicamente o material durante o processo e, ainda, mostram que no ponto final de destilação (340^oC) chegamos a obter aproximadamente 50 a 35% de destilado, respectivamente. Este valor representa que, para um petróleo nacional genérico, no qual uma faixa em torno de 30% é resíduo de vácuo (540/565°C), estaremos tendo um ganho de 15% no processamento do óleo cru (“Plataforma A” ) e um ganho de 10% no processamento do óleo cru (“Plataforma B” ).

Petróleo - Caracterização - Destilação

T869

Desenvolvimento de Metodologia e Análise de Parâmetros Conceituais Importantes do Processo de Destilação Reativa

Gustavo Ferraresi Bassi (Bolsista PIBIC/CNPq), Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora) e Miria Hespanhol M. Reis (Co-orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Dentre os processos de separação, a destilação é, sem sombra de dúvidas, o método predominante para separação de misturas líquidas. O presente projeto realizou um estudo de conceitos do processo de Destilação Reativa, enfocando a predição da cinética de reações e a construção de mapas de curvas residuais para sistemas com reação química. Para a predição da cinética de reação em solução, foram analisadas as correlações empíricas e semi-empríricas disponíveis na literatura, como por exemplo, as equações de Polanyi e Hammett, além do estudo de relações de energia livre lineares. Para a construção de mapas de curvas residuais em sistemas com reação química foi elaborado um algoritmo baseado em artigos científicos disponíveis. A linguagem utilizada para desenvolver o programa foi FORTRAN. Os resultados obtidos com a construção desses mapas de curvas residuais mostraram que o fato de os componentes de uma mistura reagir pode criar ou eliminar fronteiras de destilação, tais como azeótropos. Os resultados apontam não apenas para vantagens da destilação reativa mas também disponibiliza ferramentas para o projeto e construção de colunas de destilação.

Destilação Reativa - Metodologia - Cinética

T870

METODOLOGIA DE PREDIÇÃO PARA OBTENÇÃO DE PARÂMETROS DE INTERAÇÃO APLICÁVEIS À RECUPERAÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS PELO PROCESSO DE EXTRAÇÃO LÍQUIDO- LÍQUIDO

Marcos Antonio da Costa Júnior (Bolsista PIBIC/CNPq), Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel (Orientadora) e Dra Renata Torres Pereira Pinto (Co-orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Processos de extração líquido-líquido são hoje extremamente importantes para o desenvolvimento de processos via Tecnologia Limpa e Minimização de Poluentes. O objetivo deste trabalho foi a regressão de dados do equilíbrio líquido-líquido para sistemas contendo ácidos orgânicos bem como a verificação da representatividade do efeito “salting-out” nesses sistemas pelos modelos em estudo (UNIFAC-Dortmund e UNIFAC-Larsen), para isso, foram avaliados os desenvolvimentos teóricos de análise dos resultados e dos métodos utilizados para determinação dos parâmetros de interação binários. Os parâmetros disponíveis na literatura foram avaliados e liberados para uma reestimativa com o uso do programa TMLLLE. Os dados de equilíbrio utilizados para este trabalho foram: ternários relativos aos ácidos málico, tartárico, cítrico e succínico tendo como solventes 1 ou 2-butanol, e água; dados quaternários, com os mesmos componentes dos sistemas ternários mas com adição de sais, tais como o MgCl₂.Os novos parâmetros foram avaliados e introduzidos no simulador Aspen Plus para abrangência de representação, fornecendo boa representatividade.

Extração Líquido Líquido- UNIFAC- Parâmetros Binários

T871

Desenvolvimento e implementação de modelos de processos típicos de Engenharia Química usando ferramentas de programação linear e não linear usando a linguagem GAMS e o solver do Excel

Guilherme Tomasi Manzatto (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra Maria Teresa Moreira Rodrigues (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ – UNICAMP
Até os anos 80, os problemas de engenharia no nível acadêmico, concentravam-se apenas na modelagem de aspectos fenomenológicos, sendo os aspectos econômicos difíceis de serem incorporados. Atualmente, com a globalização, as ferramentas de análise de alternativas, análise de sensitividade etc. bem como estratégias de modelagem e solução de problemas tem que ser introduzidas mais sistematicamente no curso de engenharia química. Essa iniciação científica é a continuação de uma anterior onde houve a implementação de 5 modelos básicos de engenharia usando a linguagem GAMS. Deseja-se agora implementar mais cerca de 7 problemas usando modelos do tipo Programação Linear e Programação Não Linear, conhecendo-se as estratégias de solução e fazendo-se uma análise técnico econômica destes. Dentre os problemas pode-se citar o projeto ótimo de uma rede de distribuidores de gás. O modelo matemático da planta foi obtido através de várias equações envolvendo custos e balanço de energia juntamente com algumas restrições que os problemas de otimização impõem. Os resultados são apresentados em forma de tabela mostrando também a análise de sensitividade.

Programação Não Linear Otimização Modelo Matemático

T872

INFLUÊNCIA DE SOLUÇÕES TAMPAO NAS CARACTERISTICAS DIMENSIONAIS DE MEMBRANAS DE QUITOSANA

Ana Paula Bettinelli Alves (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Marisa M. Beppu (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A influência que o meio de aplicação exerce na dimensão da membrana de quitosana tem sido pouco estudada. O contato das membranas com determinadas soluções pode causar alterações dimensionais caracterizadas por retração ou entumescimento. Buscamos neste trabalho o preparo de membranas de quitosana e a investigação sistemática das conseqüências da interação destas com soluções tampão. Para os ensaios de interação utilizou-se membranas porosas e tampões de fosfato, acetato e “Tris” em concentração e pH pré- determinados. Os resultados experimentais demonstraram que as variações dimensionais estão relacionadas ao pH e à solução em questão. Essas alterações vêm acompanhadas por mudanças na porosidade e na morfologia da membrana de quitosana. Visto que a quitosana protona – se em pH menor ou igual a 6,5, chama a atenção o fato de que as deformações dimensionais mais expressivas foram sofridas em soluções com pH igual a 6,0, ou seja, quando a quitosana encontrava-se protonada, porém, as deformações sofridas não foram de mesma natureza. Portanto, é valido afirmar que a membrana de quitosana demonstra maior susceptibilidade à deformação em meios com alta concentração hidrogeniônica, porém a deformação sofrida será influenciada pelos outros íons em solução. Assim, tornou-se necessário um estudo sobre as modificações das propriedades mecânicas e da cadeia polimérica das membranas de quitosana. Para isso, foram feitas análises com o uso do espalhamento de raios X à baixo ângulo (SAXS), difração de raio X cujos dados obtidos estão em fase final de análise. Adicionalmente, foram realizados testes mecânicos.

Quitosana - Solução Tampão - Entumescimento

T873

INVESTIGAÇÃO DOS MECANISMOS DE CALCIFICAÇÃO IN VITRO DE MEMBRANAS DE QUITOSANA

Cassiano Gomes Aimoli (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Marisa Masumi Beppu (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A utilização de materiais biologicamente compatíveis é de crescente interesse no meio científico e tecnológico. Associados à utilização de biomateriais em diversas áreas, estão fenômenos como a calcificação, que pode ser prejudicial e patogênica no caso de próteses cardíacas e lentes de contato, mas que pode ser indispensável para a produção de resinas de adsorção e substratos mais mecanicamente resistentes. Nesse contexto, a quitosana desponta como material de grande importância, já que além de ser biocompatível, é derivada do segundo biomaterial mais abundante na natureza: a quitina. Esse projeto visa o entendimento detalhado do processo de calcificação em sua natureza e extensão, ocorrido em substratos de quitosana natural e modificada quimicamente. Ensaios de curta duração em soluções de cálcio foram realizados para se investigar o processo inicial de calcificação e, substratos naturais e modificados quimicamente foram empregados para se verificar as diferenças na calcificação decorrentes da acetilação. A análise da calcificação promovida sobre os substratos foi feita através de fluorescência de Raios-X (X-Ray Fluorescence – XRF) com suporte técnico do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron – LNLS e por microscopia de força atômica (Atomic Force Microscopy – AFM). Os resultados obtidos indicam que a calcificação se dá inicialmente por nucleação da membrana e crescimento dos depósitos, sendo influenciada pelo tratamento do substrato e pela natureza do depósito de cálcio.

Quitina - Quitosana - Calcificação

T874

Preparação e caracterização de cimentos de quitosana e fosfato de cálcio

Marina Salvarani Tonoli (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Marisa M. Beppu (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O presente trabalho teve como objetivo buscar rotas de obtenção de cimentos constituídos de fosfato de cálcio, neste caso, hidroxiapatita (HA) ou - tricálcio fosfato (-TCP), e quitosana. Outro objetivo foi, uma vez conseguido o estabelecimento da rota de preparação satisfatória dos cimentos, caracterizá-los. Foram preparado o -TCP e a HA, e o pó obtido foi caracterizado através de difração de raios-X. Em seguida foram testadas várias rotas de obtenção de cimentos baseadas em dados da literatura. As mais satisfatórias, ou seja aquelas que apresentavam bom endurecimento em um tempo razoável (aproximadamente 6 min), constituíam de -TCP e quitosana. A preparação dos cimentos foi realizada através da mistura de -TCP com soluções de ácido fosfórico contendo 0%, 1%, 5%, 10% e 30% de quitosana. Foi feita microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos cimentos obtidos. Constatou-se que quanto maior a quantidade de quitosana adicionada na receita, maior era a conectividade entre os grãos do cimento. Foram realizados ensaios de compressão em amostras deixadas por três dias em solução de SBF (simulated body fluid), e em amostras recém-preparadas, para se observar a degradação dos mesmo “in vitro”. Os resultados mostraram que as amostras que continham mais quitosana e foram deixadas em SBF apresentaram menor resistência, mostrando que a quitosana ajuda na degradação.

Cimentos - Biomaterial - Quitosana

T875

Membranas de Quitosana e Colágeno – Tipo I para Biomineralização – Osteogênese

Ricardo Barbon Pacheco (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Marisa Masumi Beppu (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O objetivo principal desse trabalho foi produzir e caracterizar membranas de quitosana e colágeno tipo I quanto à capacidade de calcificação “in vitro”. As membranas da blenda quitosana-colágeno foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho, difração de raio-x, TGA e DSC. Amostras de membranas densas e porosas foram imersas em solução FCS (fluido corpóreo simulado), com o objetivo de se verificar o potencial de calcificação das blendas; e as blendas calcificadas foram caracterizadas por MEV e SAXS. Este trabalho demonstrou que é possível a produção de membranas de blendas quitosana-colágeno, tanto densas como porosas. Podemos concluir ainda que a blenda é menos resistente a altas temperaturas, em comparação com a membrana de quitosana natural. Através dos ensaios de calcificação, observamos que é possível induzir a deposição de cálcio sobre uma membrana de blenda quitosana-colágeno, o que foi comprovado pelas fotomicrografias do MEV, que ainda nos mostrou, através das fraturas das membranas, a estrutura fibrilar destas, características da presença do colágeno. Agradecemos ao LNLS – Laboratório Nacional de Luz Síncroton, através do qual tivemos a possibilidade de realizar as análises de SAXS.

Quitosana – Colágeno - Calcificação

T876

EFEITO SALINO SOBRE O EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DO SISTEMA ÁGUA + ETANOL + METIL ETIL CETONA

Ariana Azevedo Bottura (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Martín Aznar (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Este projeto visa determinar experimentalmente o efeito da adição do sal sulfato de magnésio sobre o equilíbrio líquido-líquido do sistema ternário água + etanol + metil etil cetona. Tais dados são importantes no projeto e operação de processos de extração líquido-líquido, já que a adição do sal pode modificar o equilíbrio termodinâmico, aumentando ou diminuindo a solubilidade mútua entre as fases, o que pode facilitar ou dificultar o processo de extração. Os experimentos são realizados em células de vidro providas de coletores laterais que permitem a coleta de amostras de ambas as fases através de seringas cromatográficas, sem abrir a célula ou perturbar as condições de equilíbrio. As amostras coletadas são analisadas por cromatografia gasosa e gravimetria, obtendo as concentrações de ambas as fases. Estes dados são posteriormente correlacionados pelo modelo NRTL para o coeficiente de atividade. Os resultados obtidos mostram que o sulfato de magnésio tem um efeito do tipo “salting out”, quer dizer, a adição dele amplia a região de duas fases aquosas, diminuindo a solubilidade mútua dos componentes e melhorando o potencial de separação por extração líquida. A correlação pelo modelo NRTL teve resultados satisfatórios.

Equilíbrio líquido-líquido – Efeito salino - Experimental

T877

EFEITO SALINO DO SULFATO DE POTÁSSIO SOBRE O EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DO SISTEMA ÁGUA + ETANOL + METIL ETIL CETONA

Luiz Fernando Pinheiro Giannecchini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Martín Aznar (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Este projeto visa determinar experimentalmente o efeito da adição do sal sulfato de potássio sobre o equilíbrio líquido-líquido do sistema ternário água + etanol + metil etil cetona. Esses dados são importantes no projeto e operação de processos de extração líquido-líquido, já que a adição do sal pode modificar o equilíbrio termodinâmico, aumentando ou diminuindo a solubilidade mútua entre as fases, o que pode facilitar ou dificultar o processo de extração. Os experimentos são realizados em células de vidro providas de coletores laterais que permitem a coleta de amostras das fases aquosas e orgânicas através de seringas médicas, sem abrir a célula ou perturbar as condições de equilíbrio estabelecidas pelo repouso após uma fase de agitação por um agitador magnético. As amostras coletadas são analisadas por cromatografia gasosa e gravimetria, obtendo as concentrações de ambas as fases. Estes dados são posteriormente correlacionados pelo modelo NRTL para o coeficiente de atividade. Os resultados obtidos mostram que o sulfato de potássio tem um efeito do tipo “salting out”, quer dizer, a adição dele amplia a região de duas fases aquosas, diminuindo a solubilidade mútua dos componentes e melhorando o potencial de separação por extração líquida. A correlação pelo modelo NRTL teve resultados satisfatórios.

Equilíbrio Líquido-Líquido – Efeito Salino - Experimental

T878

PROCESSO DE ADSORÇÃO DE NÍQUEL E ZINCO EM ARGILA EM LEITO FIXO

Carlo de Faria Sebok (Bolsista PIBIC/CNPq), e Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
A preocupação crescente com os impactos ambientais gerados por processos industria é decorrente do aumento de resíduos tanto em quantidade como em diversidade e concentração fora das condições permitidas que são descartados no solo, recursos hídricos e ar. Dentre os diversos resíduos que vêm apresentando problemas ao ambiente estão os efluentes contaminados com metais pesados devido ao nível de periculosidade quanto à contaminação de lençóis freáticos e cursos de água e, também, em relação aos males que causam ao ser humano e outras formas de vida. A alteração e o desenvolvimento de novos processos vem sendo bastante atrativo devido a possibilidades de melhoria e otimização em termos de custos e eficiência. A adsorção vem sendo considerada uma alternativa para remoção de metais pesados. Nesse projeto estudou-se a remoção de níquel e zinco a partir da adsorção com argila visando contribuir na área de tecnologia ambiental. No desenvolvimento experimental foi efetuada inicialmente a caracterização do material adsorvente e em seguida foram realizados os testes de adsorção em leito fixo efetuados a partir de um planejamento fatorial. Os resultados apresentaram a capacidade de remoção compatível com outros adsorventes, demonstrando assim seu potencial de aplicação na remoção de metais pesados.

Adsorção – Metais Pesados – Argila

T879

PROCESSO DE ADSORÇÃO DE SO₂ EM ARGILA EM SISTEMA DE LEITO FLUIDIZADO

Marcelo Maia Freire de Oliveira (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
A poluição atmosférica é, entre os problemas ambientais, uns dos mais graves e complexos devido a sua forma de dispersão dos poluentes na atmosfera e as reações fotoquímicas que acontecem entre eles. Dentre os poluentes no meio, o dióxido de enxofre merece atenção especial pelos efeitos nocivos que causam ao ambiente e aos seres vivos. Com relação às tecnologias de dessulfurização dos resíduos gasosos, o processo de adsorção em leito fluidizado tem encontrado bom potencial de aplicação, visto que sua fluidodinâmica favorece o contato gás-sólido e a mistura das partículas; sendo a eficiência da adsorção nesse sistema função das características físicas e químicas do adsorvente e dos mecanismos de adsorção sob aspectos termodinâmicos e cinéticos da reação. Esse trabalho, de caráter experimental, utilizou argila do tipo esmectita (proveniente da Paraíba). O desenvolvimento foi realizado seguindo as seguintes etapas: Classificação do adsorvente faixas distintas de diâmetros de partículas, 0,36mm e 0,46 mm. Caracterização física do adsorvente na qual foram obtidas a área superficial; porosidade, tamanho e distribuição dos poros; e massa específica. A distribuição volumétrica dos poros para ambos diâmetros de partícula mostram a predominância de mesoporos. Testes fluidodinâmicos do sistema que definiram os diâmetros 0,36 e 0,46 mm como favoráveis a fluidização. Finalmente foram efetuados os ensaios de adsorção, sendo a concentração do SO₂ determinada pelo método calorimétrico, ou método do peróxido de hidrogênio.

Fluidização - Adsorção - Argila

T880

INVESTIGAÇÃO DA ADSORÇÃO DE CROMO EM QUITOSANA NATURAL E RETICULADA

Paula Baroni (Bolsista SAE/UNICAMP), Profa. Dra. Marisa Masumi Beppu (Co-Orientadora) e Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O estudo da remoção de metais pesados de efluentes se faz necessário principalmente em escala industrial, de modo a evitar que grandes quantidades de resíduos sejam descartadas sem prévio tratamento, contaminando assim os recursos naturais. Dentre os processos de remoção, destaca-se a bioadsorção, em particular a que utiliza biomateriais como a quitosana. A utilização do biopolímero quitosana neste trabalho abrange as características de um composto natural de estrutura conhecida e modificável quimicamente tendo como vantagens a sua abundância e baixo custo. Os ensaios de adsorção foram realizados utilizando-se o método estático, mantendo-se a temperatura constante e variando-se parâmetros como a concentração, o pH e a reticulação da quitosana com glutaraldeído e epicloridrina, além de sua forma natural. A obtenção das curvas de cinética e isotermas de adsorção permitiram verificar o comportamento e o tempo de equilíbrio do sistema. Foram determinadas a capacidade máxima de adsorção e a afinidade do adsobato pelo adsorvente. Foi efetuado ainda, o processo de dessorção visando analisar o ciclo de reutilização do bioadsorvente, a possibilidade de recuperação do metal e verificar o tipo de interação entre o metal e a quitosana. Para ambos os processos, adsorção e dessorção, foram quantificados cromo total e hexavalente da solução de análise, verificando-se variações no equilíbrio destas espécies com os diferentes parâmetros utilizados.

Adsorção de Metais Pesados-Cromo-Quitosana

T881

REMOÇÃO DE NÍQUEL E ZINCO EM ARGILA

Roberta Moreira dos Santos (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A continua necessidade do homem em produzir bens industrializados fez com que a geração de resíduos e seu conseqüente descarte ao meio ambiente (solo, água e ar), aumentassem em quantidade e diversidade levando a uma redução da capacidade de autodepuração do ecossistema e o não acompanhamento de tecnologias e políticas de gerenciamento que proporcionem a minimização dos problemas ambientais. Dentre esses resíduos, destacam-se os efluentes contaminados com metais pesados, em particular com níquel e zinco. Esse trabalho propõe o desenvolvimento do estudo experimental da remoção de níquel e zinco através do processo de adsorção em argila nacional. Foram realizadas as seguintes etapas, inicialmente efetuou-se a caracterização física e química da argila “in natura” e após tratamento térmico, em seguida foram realizados os ensaios de adsorção em sistema de banho finito, sendo obtidos dados relativos a cinética e a isoterma de adsorção para cada um dos metais e com os simultaneamente visando avaliar a viabilidade do tratamento e a competitividade entre os metais no processo. Os resultados obtidos mostraram que capacidade e eficiência de remoção deste adsorvente são compatíveis com processo similar, mas que utilizam outros adsorventes de maior custo.

Adsorção - Metais Pesados - Argila

T883

CONSTRUÇÃO E ANÁLISE DA MALHA TRIDIMENSIONAL DO QUEIMADOR EM ESCALA REAL DE UM FORNO ROTATIVO

Daniel de Brito Dias (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Milton Mori (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Os fornos rotativos são essenciais nas indústrias de cimento para a produção de clínquer, sendo um dos equipamentos que mais consome energia em todo o processo, devido às altas temperaturas necessárias para a obtenção do produto final. Sua eficiência está relacionada com a qualidade final do produto, sendo um fator importante a ser analisado a aerodinâmica da chama produzida no queimador. Neste trabalho, realizado sob a co-orientação da Dra. Maria das Graças Enrique da Silva, foi desenvolvida uma malha computacional tridimensional do queimador de um forno rotativo industrial utilizando o software ICEM CFD. Esta, posteriormente, passou por um processo de refinamento para ser então utilizada em simulações de escoamento de gás. As simulações nos apresentaram resultados na forma de mapeamentos vetoriais (visualização científica), tais como os gradientes de velocidade e pressão. Através da análise desses campos vetoriais, pudemos compreender melhor o efeito da geometria do queimador no processo como um todo.

Queimador - Forno Rotativo - CFD

T882

CONSTRUÇÃO E GERAÇÃO DA MALHA COMPUTACIONAL DE UM RISER FCC TRIDIMENSIONAL

Fábio Marini (Bolsista FAPESP) 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 riser (reator) de uma unidade de craqueamento catalítico é o local onde as reações que dão origem aos produtos de alto valor agregado ocorrem. Visando a melhoria do projeto e otimização na produção, foram testados, com auxílio de softwares de simulação numérica, diferentes configurações para um riser industrial tridimensional, utilizando várias dimensões e configurações variando principalmente o tipo de entrada e saída. Para que fossem definidas apropriadamente estas “geometrias'”, foram utilizados programas para a criação da geometria a ser calculada, e para a geração da malha sobre esta geometria. Além disso, foram feitas simulações sobre estas geometrias com a finalidade de se conhecer como se dá o escoamento no interior do reator, uma vez que tendo-se este conhecimento é possível aumentar o rendimento do mesmo.

Riser - Malhas Numéricas - Simulação

T884

AVALIAÇÃO DE GEOMETRIAS DE CICLONES INDUSTRIAIS UTILIZANDO TÉCNICAS E CFD

Renato Prado Dionísio (Bolsista FAPESP) e Prof. Dr. Milton Mori (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Com a utilização de ciclones em novos processos. como reatores e recuperadores de catalisadores de alto valor agregado, por exemplo, surge a necessidade premente de um conhecimento mais profundo sobre o campo de velocidade, o campo de pressão e a turbulência em ciclones.Neste contexto, lança-se mão das modernas técnicas de fluidodinâmica computacional (CFD) como ferramentas para obtenção de soluções numéricas completas das equações de conservação de massa e da quantidade de momento que permitem a predição de fenômenos como a reversão do escoamento, o escoamento de alta vorticidade, a existência de zonas de recirculação, entre outros.O objetivo deste projeto de iniciação científica é estudar a construção de malhas computacionais para diferentes configurações de vários tipos de ciclones utilizados na industria química e petroquímica, e que posteriormente, serão objeto de simulação através de CFD.Um algoritmo para a construção automática de diferentes geometrias e suas respectivas malhas geométricas em função de parâmetros variáveis é desenvolvido para um ciclone com entrada em voluta.Conclui-se que a implantação de um algoritmo é essencial em pesquisas envolvendo muitas geometrias. Para a construção das geometrias e geração das malhas, são utilizados os softwares comerciais DDN/COMAK e Hexa, respectivamente, ambos do pacote ICEM CFD, da ANSYS.

Ciclones - Otimização - CFD

T885

MODELAGEM E SIMULAÇÃO PARA O ESTUDO DA REMOÇÃO DE METAIS PESADOS ATRAVÉS DE ALGAS MARINHAS (BIOADSORÇÃO)

Renata Waki (Bolsista PIBIC/CNPq), Msc. Jean Ferreira Silva (Co-Orientador) e Prof. Dr. Osvaldir Pereira Taranto (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
A principal característica dos metais pesados é a tendência em acumular-se no ecossistema através da sua fácil assimilação na cadeia alimentar dos seres vivos. Quando a concentração destes metais pesados é maior que os níveis determinados pelos órgãos competentes, inicia-se um processo de degradação dos recursos naturais, tendo por conseqüência sérios prejuízos ao bem estar dos seres vivos em geral e à saúde humana. Devido aos problemas que estes metais podem causar, pode-se estabelecer uma problemática para a utilização destes componentes na indústria. No entanto, não se pode eliminar estes metais dos processos industriais, verificando-se a necessidade de estudos em processos de remoção destes metais pesados dos efluentes de descartes e procedimentos para manuseio e utilização dos mesmos. Este projeto propõe um estudo da modelagem e simulação de equipamentos que estão sendo utilizados para remoção de metais pesados através de algas marinhas. Os modelos seguirão um estudo das isotermas de Bioadsorção, processo em batelada e contínuo, visando comparar o modelo obtido com os resultados experimentais obtidos em projetos de Iniciação Científica realizados anteriormente. O trabalho é de caráter computacional e será desenvolvido utilizando o software Delphi para execução dos modelos obtidos através das equações que governam o processo de bioadsorção.

Bioadsorção – Desenvolvimento de Modelo - Simulação

T886

DESTILAÇÃO MOLECULAR: AVALIAÇÃO DE VIABILIDADE DO PROCESSO ATRAVÉS DE MÉTODOS DE PREDIÇÃO

Leandro A. Grandin Pereira (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
A destilação molecular é um processo utilizado para a separação de produtos naturais que possuem baixa temperatura de degradação térmica. Por operar em alto vácuo, o processo faz com que estes produtos evaporem em temperaturas baixas, evitando a perda destas substâncias. A simulação do processo de destilação molecular é realizada pelo programa Dismol, mas são necessários os cálculos de propriedades físicas dos compostos que se deseja separar, para dar entrada no simulador. O óleo desodorizado de soja ( DDOS ) é muito utilizado neste processo, por conter substâncias muito apreciadas pelo mercado consumidor. Este trabalho teve como objetivo obter a composição do DDOS, e determinar, a partir de métodos de predição, o valor das propriedades físicas de algumas substâncias importantes contidas no óleo. Foi criado um programa em linguagem Delphi, onde o usuário escolhe a molécula desejada, entra com a temperatura e pressão do processo,e a partir destes dados, são calculados os valores das propriedades físicas necessárias para a realização da simulação.

Destilação Molecular – Composição DDOS – Predição

T887

Liofilização de suco de laranja pasteurizado

Mariana Fernandes (Bolsista PIBIC/CNPq), Dra. Edinara Adelaide Boss (Co-orientadora) e Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A liofilização é um processo de separação por sublimação. A água ou substância aquosa é removida como vapor da substância congelada através da sublimação. Neste trabalho foi estudada a liofilização do suco de laranja pasteurizado, dentre as análises realizadas está a atividade da água, a umidade por infravermelho e microscopia de varredura eletrônica (MEV). A umidade por infravermelho ou varredura foi feita com o objetivo de saber a umidade inicial (antes da secagem) e final (depois da secagem). Baixa atividade da água aumenta o tempo de armazenagem e validade do produto. A MEV serve para visualizar a melhor configuração dos poros formados. O estudo da influência das variáveis e suas interações, dito planejamento fatorial, objetivou selecionar a melhor configuração operacional do processo, também foram construídas as curvas de secagem para o suco de laranja natural e pasteurizado. Foram testadas diferentes espesssuras de matéria-prima inserida no equipamento. Estes experimentos foram longos devido à grande quantidade de água existente no suco de laranja que é aproximadamente 88%. Dois métodos de congelamento foram estudados nesta etapa: Ultra freezer por 24h e Nitrogênio (congelamento instantâneo). O melhor resultado referente às variáveis operacionais foi congelamento com Nitrogênio líquido e espessura de1,7cm. Conclui-se que o produto obtido tem um tempo de prateleira grande (aproximadamente 6 meses) porque possui umidade inferior a 1,8% e atividade da água inferior a 0,4.

Processo de Liofilização – Suco de Laranja – Modelagem de Processos

T888

LIOFILIZAÇÃO DO SUCO DE LARANJA NATURAL

Priscilla Marques Ribeiro (Bolsista SAE/UNICAMP) , Dra. Edinara Adelaide Boss (Co-orientadora) e Prof. Dr. Rubens Maciel Filho (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Secagem de sucos cítricos está se tornando um crescente atrativo nas Indústrias de Alimento. Dentre os fatores que afetam a qualidade do produto seco, estão os danos térmicos durante a concentração e etapas de secagem, perda de aroma e dificuldade de redispersão. A liofilização, processo de desidratação por sublimação, minimiza esses efeitos devido as baixas temperaturas envolvidas e a estrutura altamente porosa do produto seco. O produto liofilizado tem o mesmo volume do produto inicialmente congelado, apresenta alta solubilidade e preserva as características do produto “in natura” como forma, cor, aroma, sabor e textura. Foi escolhido como objeto de estudo a liofilização do suco de laranja, pois este sofre rapidamente a ação de microorganismos que provocam uma quase imediata alteração de sabor e propriedades vitamínicas. Um dos parâmetros que afetam a liofilização é o modo de congelamento. Neste projeto utilizamos dois tipos de congelamento: Ultra-Low Freezer Sellex So Low (-80ºC) e Nitrogênio líquido (-195,8ºC). Outro parâmetro analisado foi o tempo de liofilização variando a espessura da amostra. Para a análise da qualidade do produto obtido, foram realizadas análises do teor de umidade da amostra, da atividade da água e da estrutura dos poros formados (microscopia de varredura eletrônica - MEV). A melhor configuração operacional obtida foi utilizando congelamento com Nitrogênio líquido e espessura de 1,7cm. O produto obtido foi de boa qualidade, praticamente sem alteração de cor e rápida reidratação. Chegou-se a uma baixa atividade da água, inferior a 0,4, o que evita as reações de caramelização, aumentando a vida de prateleira do produto. Obteve-se uma umidade inferior a 1%, que garante uma boa estabilidade na estocagem.

Liofilização – Suco de Laranja – Variáveis Operacionais

T890

INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA SUSPENSÃO NO RECOBRIMENTO POLIMÉRICO DE PARTÍCULAS EM LEITO DE JORRO

Flávia Bartholomeu (Bolsista FAPESP) e Profa. Dra. Sandra Cristina dos Santos Rocha (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
Operações de recobrimento têm sido amplamente aplicadas em várias indústrias, tais como: química, farmacêutica, alimentícia, agrícola e nuclear. A proposta deste projeto é analisar o processo de recobrimento em leito de jorro, em condições operacionais pré-determinadas, verificando as influências das características físicas da suspensão de recobrimento utilizada no desempenho do processo. Utilizou-se um único tipo de partícula (esfera de vidro) e quatro formulações de suspensões poliméricas aquosas que ofereçam a variação das características (densidade, tensão superficial, ângulo de contato com a partícula e reologia) da suspensão. Pôde-se verificar que as partículas crescem mais quando a suspensão de recobrimento possui maior concentração de sólidos, maior densidade, maior viscosidade aparente, maior índice de consistência e menor índice de comportamento. Além disso, o crescimento das partículas aumenta com o trabalho de adesão do líquido com a superfície sólida, entretanto a eficiência de recobrimento não apresentou influência marcante das propriedades físico-químicas da suspensão e da interface sólido-líquido, o que sugere que a eficiência é resultado de um conjunto condições interfaciais, reológicas, operacionais e de atomização da suspensão.

Recobrimento - Leito de Jorro - Suspensão Polimérica

T889

Utilização da técnica de balanço populacional na modelagem e simulação do recobrimento de partículas

Rafael Massao Tiba (Bolsista PIBIC/CNPq), Profa. Dra. Sandra Cristina dos Santos Rocha (Orientadora) e Mário Paulo Filho (Doutorando), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
O processo de recobrimento de partículas é empregado em diversos setores industriais como o químico, agrícola, farmacêutico e de alimentos. Os objetivos para se empregá-lo vão desde melhorar a aparência do produto, facilitar o seu manuseio, protegê-lo, até controlar a sua dissolução pelo organismo. Exemplos de aplicação incluem o recobrimento de comprimidos na indústria farmacêutica e o recobrimento de produtos alimentícios. Para a validação dos resultados das simulações e também para fornecer dados de entrada do programa, foram realizados experimentos de caracterização de partículas, de fluidodinâmica e recobrimento em leito de jorro. A análise fluidodinâmica mostrou o diferente comportamento do leito de jorro quando se usa partículas polidispersas. Os parâmetros fluidodinâmicos como vazão de jorro mínimo, queda de pressão máxima e queda de pressão de jorro estável foram determinados para partículas polidispersas. Comparações com correlações da literatura, obtidas para partículas de tamanho uniforme não se mostraram adequadas na maioria das condições analisadas e revelaram a necessidade de se aprofundar esse estudo para predizer o comportamento do sistema.

Recobrimento - Leito de Jorro - Modelagem

T891

MICROENCAPSULAÇÃO DE BIFIDOBACTERIUM

Francisco Carlos Pereira Gabas (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Telma Teixeira Franco (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A microencapsulação é um processo que vem despertando um grande interesse das indústrias farmacêuticas e alimentícias, este processo vem sendo muito estudado e com isso novos materiais vêm surgindo para a otimização do mesmo. O presente projeto da pesquisa da iniciação científica tem por objetivo estudar o processo de microencapsulação dos microorganismos. Processo de microencapsulação pela técnica de Liofilização e “spray drying” foram aplicados. Foram utilizados microorganismos do gênero Bifidobacterium. Variação da quantidade dos principais ingredientes (pasta de banana, suco de tomate concentrado e leite em pó desnatado) da mistura encapsulante foi analisada. Com o objetivo de melhorar a resistência das microcápsulas contendo os microorganismos, quitosana e derivados da quitosana podem ser adicionados a estas misturas. Estas foram testadas no meio gástrico simulado e comparadas com a sobrevivência de microorganismos livres. Avaliação gráfica foi utilizada para acompanhamento dos resultados, estes são importantes para área farmacêutica e alimentícia e poderão ser utilizados no desenvolvimento dos novos produtos ou no melhoramento dos já existentes.

Microencapsulação – Spray Drying – Liofilização

T893

EXTRAÇÃO E PURIFICAÇÃO DE HEPTAPEPTÍDEOS CÍCLICOS HEPATOTÓXICOS (MICROCISTINAS) DE CIANOBACTÉRIAS DO GÊNERO Microcystis spp

Maria Juliana Iorio de Moraes (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Telma Teixeira Franco (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A extração e purificação de microcistinas são úteis na medida em que se estuda a remoção desta cianobactéria de reservatórios de água natural já que sua presença em ambientes aquáticos tem sido correlacionada com fatalidades envolvendo seres humanos. Neste trabalho, a partir do modelo computacional UNIFAC, foi possível desenvolver uma simulação da solubilidade de microcistina nos diversos solventes, utilizados para sua extração, encontrados na literatura.O programa utilizou a linguagem FORTRAN.Foi obtida assim uma comparação qualitativa entre esses solventes que possibilitou a determinação da extração mais rentável e a análise da eficiência de água como solvente extrator.Além disso, foram avaliada, experimentalmente, a contribuição de outros fatores na extração, como a influência do número de descongelamnetos/congelamentos da amostra.Foi também indicado, com base na análise da literatura disponível um método de purificação adequado.

Microcistina - Cianobactérias - Extração

T894

SÍNTESE DE ACRILATOS DE AÇÚCARES POR BIOCATÁLISE

Marina Oliveira de Souza Dias (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Telma Teixeira Franco (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A lipase B de Candida antarctica é utilizada em diversas reações em processos industriais, como na síntese de triglicerídeos e esterificação de álcoois terpenos, além de ser regiosseletiva na esterificação de açúcares. Os ésteres de açúcares têm sido muito estudados devido ao seu uso como surfactantes em indústrias farmacêuticas e de detergentes e, além de serem sintetizados a partir de fontes renováveis, constituírem produtos biodegradáveis, biocompa-tíveis, não tóxicos e com propriedades antimicrobianas. Sua síntese enzimática apresenta muitas vantagens em relação à síntese química, como a maior especificidade do catalisador e as temperaturas amenas necessárias para a formação do produto. Este trabalho teve como objetivo a síntese de acrilatos de carboidratos pela lipase B de Candida antarctica utilizando ácido acrílico e carboidratos em meio orgânico. Inicialmente foi verificada a capacidade de esterificação da lipase por meio da produção de acrilato de butila a partir de n-butanol e ácido acrílico em meio orgânico (tolueno). Foi feito um estudo da solubilidade de d-glicose e d-frutose no solvente t-butanol (TBA) e na mistura ácido acrílico-TBA. O meio reacional para síntese de acrilato consistiu em ácido acrílico, açúcar (d-glicose ou d-frutose), solvente (TBA) e enzima. A análise das amostras foi feita em HPLC, e após algumas horas de agitação verificou-se a formação de picos desconhecidos, correspondentes provavelmente a um mono, di ou triéster.

Candida antarctica lipase B - Biocatálise - D-frutose

T895

ESTUDO HIDRODINÂMICO DE UMA COLUNA DE PARA-DESTILAÇÃO

Roberto Pires Pinto (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Teresa Massako Kakuta Ravagnani (Orientadora), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
A destilação é um processo de separação largamente utilizado na indústria, sendo a técnica mais comum para separar componentes de uma mistura com diferentes graus de volatilidade. Algumas alternativas de colunas mais eficientes foram propostas, como as colunas de Para-destilação. Esta é uma coluna que opera com fluxo de gás dividido em duas correntes ascendentes e paralelas entrando em contato com um único fluxo descendente de líquido em helicoidal. No projeto de iniciação científica anterior, foi projetada e construída uma coluna de Para-destilação de 12 pratos e 10 cm de diâmetro. Dando continuidade a este trabalho, no presente projeto foi realizado o estudo hidrodinâmico e de eficiência de separação desta coluna. Para tal, foram realizados diversos ensaios na coluna utilizando o sistema etanol-água, a refluxo total e operando com diferentes concentrações da mistura e vazões de vapor. Um procedimento de cálculo foi desenvolvido para determinar uma correlação para predição da altura de dispersão nos pratos e sua eficiência aplicando-se o balanço material e energético na coluna além das predições de propriedades físicas e termodinâmicas. Para isso, foram desenvolvidos dois programas computacionais em linguagem Fortran, possibilitando observar o funcionamento da coluna de Para-destilação comparada a uma coluna de destilação convencional.

Para-destilação – Destilação - Eficiência

T897

Craqueamento Térmico da água via Reator Nuclear de Alta Temperatura e ás Células a Combustível

Bruno Sversut Arsiloi e Prof. Dr. Wagner Oliveira dos Santos (Orientador), Faculdade de Engenharia Química – FEQ, UNICAMP
Visto o quadro o energético mundial de redução da dependência dos combustíveis fósseis e desenvolvimento de ciclos energéticos alternativos, a energia nuclear é indicada como possível fonte energética para produção de hidrogênio a partir da água. O Hidrogênio é o vetor energético mais cotado para alimentar a nova classe de dispositivos eletroquímicos produtores de energia elétrica, as Células a Combustível. A infra-estrutura de consumo de hidrogênio atual é compatível com a produção deste a partir da energia nuclear, e tende a ser mais atrativa considerando-se a ampliação implantação das tecnologias relacionadas ao Hidrogênio. Para esse processo utiliza-se a concepção e reator de alta temperatura, que deve isolar a planta nuclear da planta química para evitar a contaminação com Trítio. É nesse contexto que se objetiva analisar a produção segura de hidrogênio a partir da energia nuclear, baseando-se em publicações científicas renomadas e atuais. Esse é um estudo estratégico do ponto de vista brasileiro já que o país possui uma das maiores reserva mundiais de Urânio, com cerca de 400.000 toneladas de urânio, sob a forma de triõxido de urânio, e com apenas 35% do território nacional mapeado. Domina também a tecnologia do enriquecimento desse minério para fins energéticos, possui dois reatores nucleares em operação (Angra I e II) e está sob a perspectiva de ampliação do quadro de geração de energia por esse meio.

Hidrogênio - Células a Combustível - Energia Nuclear

T896

Pilhas de Combustível e a Evolução dos Processos de Reforma

Saul Simões Neto (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Wagner Oliveira (Orientador), Faculdade de Engenharia Química - FEQ, UNICAMP
De modo geral, o hidrogênio utilizado nas pilhas de combustível é obtido a partir da reforma de compostos orgânicos e presença de vapor de água. Apesar de ser um processo químico conhecido já por algumas dezenas de anos, com o surgimento de aplicações das pilhas de combustível junto aos mais diferentes setores da sociedade, teve de passar por mudanças que levassem em conta o volume e o peso dos equipamentos constituintes desse processo de reforma. Além disso, a preocupação para se obter elevado rendimento na taxa de conversão dos compostos orgânicos em hidrogênio principalmente o metanol e, o metano, deu início ao estudo de novos parâmetros de processo e o desenvolvimento de novos catalisadores químicos e eletroquímicos, na produção do hidrogênio para as pilhas de combustível. Este projeto baseia-se na formação de recursos humanos nessa área, abrangendo as seguintes etapas principais: análise histórica do processo de reforma utilizado em geral na indústria química; diferentes tipos de reforma e pilhas de combustível; pilhas de combustível móveis: processo de reforma compacto; pilhas de combustível estacionárias: processo de reforma e o projeto químico; variáveis e processo e variáveis de projeto: reforma em presença de vapor de água; reformadores: análise da geometria dos reatores de reforma para diferentes aplicações das pilhas de combustível; previsão tecnológica: tendências tecnológicas sobre o processo de reforma para futuros deterministas, a curto e médio prazo.

Reforma – Célula a combustível – Hidrogênio