Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/4045
O Doutorado Acadêmico inicou-se em 2006 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) do Instituto de Tecnologia da UFPA (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).
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Navegando Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC por Orientadores "FARIA, Lênio José Guerreiro de"
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Tese Acesso aberto (Open Access) Adsorção de ciprofloxacino e norfloxacino em solução aquosa por carvão ativado produzido a partir da casca do cupuaçu (theobroma grandiflorum)(Universidade Federal do Pará, 2024-09-19) NASCIMENTO, Rafael Alves do; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; https://orcid.org/0000-0002-9534-9998O uso extensivo de antibióticos tem causado diversas consequências negativas para o meio ambiente e a saúde humana. As fluoroquinolonas (FQs), presentes no ambiente aquático, são especialmente preocupantes. Este estudo investigou a remoção de ciprofloxacino (CIP) e norfloxacino (NOR) de soluções aquosas utilizando carvão ativado derivado da casca do cupuaçu (CAC), um adsorvente não convencional e de baixo custo. O CAC foi caracterizado fisico-quimicamente e os experimentos de adsorção seguiram o planejamento de BoxBehnken, avaliando os efeitos do tempo de contato, concentração de adsorvato e dosagem de adsorvente sobre a remoção e capacidade de adsorção de CIP e NOR. As condições ótimas do processo de adsorção foram determinadas pela função de desejabilidade, e sob essas condições foram realizados os experimentos cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos de adsorção. O CAC apresentou um rendimento similar (50,22%) ao de outros carvões ativados com H3PO4, baixa umidade (4,81%) e cinzas (4,27%). Grupos funcionais ácidos foram identificados no CAC em maior quantidade (3,982 mg Eq/g) do que os básicos (0,092 mg Eq/g), e o pHPcz encontrado foi de 3,85. Uma alta área superficial foi quantificada (1335,66 m²/g), com volume e diâmetro médio de poros de 0,753 cm³/g e 2,206 nm, respectivamente. Devido às características zwiteriônicas de CIP e NOR, a adsorção foi mais eficiente em pH 5,0. Nessa condição, o CAC assume um caráter básico e como as moléculas de CIP e NOR estão predominantemente em suas formas catiônicas, a interação eletrostática é facilitada. As condições ótimas para a adsorção de CIP foram: tempo de 266,40 min, concentração de 192 mg/L e dosagem de 0,57 g/L; para NOR, 273,60 min, 186 mg/L e 0,55 g/L. O modelo de pseudo-segunda ordem (PSO) e o modelo de resistência à transferência de massa externa (EMTR) melhor ajustaram-se aos dados experimentais, indicando que a difusão de massa externa foi a etapa controladora da adsorção. O modelo de Langmuir indicou que a adsorção ocorreu em monocamada, com capacidades de adsorção de CIP de 6,02 mg/g e NOR de 5,70 mg/g. A análise termodinâmica revelou que a adsorção de CIP e NOR em CAC envolve predominantemente fisissorção. O mecanismo sugerido para a adsorção de CIP e NOR em CAC pode envolver forças eletrostáticas, interações π-π e ligações de hidrogênio. A regeneração do CAC foi mais eficaz com NaOH, mas após dois ciclos de utilização, a porcentagem de remoção de CIP e NOR diminui para menos de 50%. Assim, o CAC se mostrou um adsorvente eficaz e de baixo custo para a remoção de CIP e NOR, contribuindo também para o reaproveitamento da biomassa do cupuaçuTese Acesso aberto (Open Access) Análise experimental do processo de extração do óleo essencial de Puxuri [Licaria puchury-major (Mart.), Kosterm., Lauraceae] por arraste com vapor(Universidade Federal do Pará, 2014-04-30) MAFRA, Eduardo de Souza; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de sementes e de partes aéreas de puxuri por arraste com vapor. O puxuri [Licaria puchury-major (Mart.) Kosterm., Lauraceae], é uma espécie florestal da Amazônia com grande potencial para a indústria de bio-produtos (fármacos, cosméticos, alimentos e praguicida natural) devido à presença de safrol no seu óleo essencial. Realiza-se neste trabalho um estudo anatômico e de caracterização física e química das partes da planta utilizadas para a extração do óleo. Estuda-se a cinética da secagem de sementes, ramos finos e folhas de puxuri e quantifica-se a influência da secagem convectiva em leito fixo nos teores de safrol e no conteúdo de umidade final. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, identificam-se os níveis das variáveis de processo: teor de umidade, tempo de extração e granulometria das amostras de sementes de puxuri, que otimizam simulta-neamente as respostas: rendimento em óleo essencial e teor de safrol, seu componente majoritá-rio, dentro do domínio experimental adotado e confiança de 90% ( = 0,10), no processo de extração do óleo essencial por arraste com vapor. Analisa-se quimicamente o óleo essencial de puxuri por CG-MS e identifica-se a composição química em termos de seus constituintes majo-ritários. Utilizando-se o método de aproximação gravimétrica estático com soluções concentra-das, são obtidas isotermas de dessorção para sementes de puxuri em pó, a 15, 25 e 35ºC. Aos dados experimentais de equilíbrio higroscópico, ajusta-se muito bem o modelo de GAB, sendo estimados os calores de sorção líquidos e integrais, além dos teores de umidade de equilíbrio na monocamada e demais constantes da equação. Constata-se baixa toxicidade do óleo essencial de puxuri e que o resíduo sólido da extração pode ser utilizado como material saponificável para a produção de sabões transparentes a frio.Tese Acesso aberto (Open Access) Avaliação da qualidade de sementes Vigna unguiculata (L.) Walp após processo de secagem em leito de jorro(Universidade Federal do Pará, 2015-03) CORUMBÁ, Lorena Gomes; COSTA, Cristiane Marial Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173A variedade de feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp.),conhecida como feijão manteiguinha, é nativa da região Amazônica, seu cultivo é realizado principalmente por pequenos produtores, onde predomina a agricultura familiar. A qualidade fisiológica das sementes de feijão manteiguinha, no que diz respeito ao poder germinativo e índice de velocidade de emergência, estão diretamente ligados ao teor de umidade nas sementes, por tanto, são necessários estudos que avaliem o comportamento das sementes deste tipo de feijão quanto ao seu potencial higroscópico e às condições de secagem. Com o intuito de contribuir para melhorias na produtividade agrícola de feijões-caupi, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a qualidade de sementes de feijões manteiguinha, após processo de secagem em leito de jorro convencional. Neste sentido, primeiramente foram definidas as características físicas, químicas e fisiológicas das sementes in natura seguindo para obtenção de suas isotermas de sorção de umidade nas temperaturas de 40, 55 e 70 °C. Os parâmetros termodinâmicos de sorção, como calor isostérico, entropia e variação da energia livre de Gibbs, foram avaliados a partir do modelo de GAB e por meio das relações de Clausius-Clapeyron e Gibbs-Helmholtz. A teoria de compensação entalpia-entropia foi adequadamente aplicada às isotermas indicando que o fenômeno de sorção de umidade nas sementes de feijão manteiguinha é controlado pela entalpia. Para dar seguimento ao processo de secagem foram definidas as condições de operação do leito de jorro por meio da análise dos parâmetros fluidodinâmicos (queda de pressão máxima, queda de pressão no jorro estável, queda de pressão no mínimo jorro e a velocidade de mínimo jorro). Na execução dos ensaios de secagem foi aplicada a técnica de planejamento de experimentos Box-Behnken e por meio de análise estatísticas dos dados experimentais foi possível avaliar influência das variáveis de entrada: Temperatura do ar (Tar), velocidade do ar (Uar) e tempo de secagem (t), sobre as respostas, razão de umidade (XR), percentual de germinação (G) e índice de velocidade de emergência (IVE). O ponto ótimo do processo de secagem, estimado pela função desejabilidade global, foi obtido quando o leito de partículas operava na temperatura e velocidade do ar de secagem de 57°C e 0,934 m/s, respectivamente, por um período de 240 minutos. Nestas condições são obtidas sementes com umidade final 0,12 kg de água/kg de sólido seco, germinação de 82,53% e índice de velocidade de emergência de 14,73.Tese Acesso aberto (Open Access) Extração, estabilidade, reologia e higroscopicidade do corante de pitaya (Hylocereus costaricencis)(Universidade Federal do Pará, 2015-03-04) SOUSA, Erika Milene Pinto de; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173Com o avanço de novas tecnologias o mercado de corantes naturais vem se expandindo com o objetivo de substituir os corantes artificiais utilizados, considerados prejudiciais à saúde. Os corantes naturais a base de frutas, conferem ao produto uma aparência mais natural, ao contrário do que acontece com as tonalidades sintéticas. Nesse contexto, realiza-se a extração do corante de pitaya, contido na polpa do fruto, por imersão em água destilada, em seguida faz-se a caracterização física e físico-química da polpa, o estudo da estabilidade a luz e a temperatura da concentração de betacianina e da cor do corante, quantificando os teores de betacianina por meio de espectrofotometria UV e da cor por colorimetria triestímulo, utilizando o sistema CIE L*a*b*. Avalia-se também o comportamento reológico da polpa da pitaya diluída em água destilada na proporção de 1:1 por meio de modelos matemáticos com auxílio dos programas ReoWin e Statistica® 7.0. Por fim, é feito o estudo da higroscopicidade do corante em pó obtido por liofilização em diferentes concentrações de maltodextrina, analisando também o corante puro, verificando através de curvas de sorção as melhores condições de armazenamento para corante de pitaya.Tese Acesso aberto (Open Access) Produção de biodiesel a partir do processamento das oleaginosas amazônicas compadre-do-azeite (Plukenethia polyadenia) e comadre-do-azeite (Onphalea diandra)(Universidade Federal do Pará, 2014-06) FURTADO, Matheus Braga; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173Analisa-se experimentalmente a produção de biodiesel a partir do processamento das oleaginosas amazônicas compadre-do-azeite (Plukenethia polyadenia) e comadre-do-azeite (Onphalea diandra), como uma alternativa potencialmente viável para compor a matriz energética. Desde a Revolução Industrial no século XIX, a matriz energética mundial sempre foi baseada em combustíveis fósseis. Com a escassez desses combustíveis, a elevação de preços muito ocasionada com os constantes conflitos nas principais regiões produtoras, tem tornado as pesquisas em fontes renováveis cada vez mais atrativas. O estudo de novas fontes de óleos vegetais como alternativa energética é importante para o País, particularmente para os amazônicos; possibilitando estruturar cadeias produtivas de oleaginosas na região, gerando emprego no campo, efeitos distributivos na economia regional e, um vetor de desenvolvimento sustentável na Amazônia, sem agressão ao meio ambiente. A proposta deste trabalho é estudar duas espécies da família euphorbiaceae, as lianas Plukenethia polyadenia e Onphalea diandra, mais conhecidas como compadre-do-azeite e comadre-do-azeite respectivamente, produtoras de óleo; extrair e caracterizar os mesmos, sugerindo possíveis aplicações e utilizando-os para a produção de biodiesel através de uma transesterificação metílica, utilizando hidróxido de potássio como catalisador, tratando-se o processo com base em ensaios estatisticamente planejados. Verifica-se a influência das variáveis de entrada: concentração óleo/álcool, temperatura e concentração de catalisador na resposta rendimento em biodiesel, através da metodologia de superfície de resposta (RSM) empregando o planejamento de Box-Behenken. Visa-se dessa forma agregar valor a um rejeito da indústria de beneficiamento de caulim, utilizando zeólitas produzidas desse material como catalisador em substituição ao KOH, comparando as eficiências dos dois tratamentos. O planejamento de Box-Benhken se mostrou eficiente para otimizar a catálise homogênea dos biodieseis, concluindo-se que a concentração do catalisador foi a variável controladora do processo de produção dos biodieseis, e o aumento de sua concentração causa influência negativa e indesejável ao rendimento do produto.Tese Acesso aberto (Open Access) Recobrimento de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) com suspensão biopolimérica em leito de jorro(Universidade Federal do Pará, 2016-12-14) SANTANA, Elza Brandão; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796Estudou-se a aplicação de amido in natura oriundo de fécula de mandioca (Manihot esculenta Crantz) na obtenção de suspensão biopolimérica para recobrimento de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.), utilizando como equipamento de recobrimento um leito de jorro convencional. Foram analisadas as características físicas e químicas da fécula de mandioca e das sementes, assim como as características fisiológicas das sementes in natura e das recobertas. Realizados testes para obtenção da suspensão biopolimérica incluindo-se testes preliminares de recobrimento por imersão, para avaliar a aceitação da estrutura da semente pela matriz polimérica, embasando-se, paralelamente em dados físicos (ângulo de repouso). Para a execução do processo de recobrimento foram realizados testes para a definição da operação de recobrimento, que incluíram ajustes no sistema operacional, desde o estudo da fluidodinâmica, até o bombeamento da suspensão, para tornar possível definir as condições de operação do leito de jorro. Foram construídas curvas fluidodinâmicas com cargas e pressões de atomização distintas, obtendo os parâmetros fluidodinâmicos ΔPM, ΔPje, ΔPmj e Umj. Dos resultados fluidodinâmicos se determinaram as condições operacionais, para uma carga de 1000 g de sementes, pressão de atomização de 5 psi, distância do bico atomizador de 14 cm acima do leito fixo de sementes e velocidade do ar no intervalo de 1,9 a 1,29Umj. Para analise do processo de recobrimento utilizou-se um planejamento experimental tipo PCCR considerando as variáveis de entrada, temperatura do ar (Tar) e vazão da suspensão (Qs), e as respostas eficiência (η), crescimento da partícula (δ), perda por aderência (Pad), taxa de evaporação do processo (Ėp), germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). Para estimar o ponto ótimo desta operação foi aplicada a definição de função desejabilidade, no qual o ponto ótimo gerado para a desejabilidade global foi de 0,9630 com o leito de sementes operando a de 51°C e 12 mL/min, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que o processo de recobrimento foi eficiente diante dos valores obtidos para as respostas e, também por manter as qualidades fisiológicas das sementes. Além, de abrir precedentes para aplicação em alimentos já que as sementes recobertas apresentaram atividade de água de 0,34, frente de uma atividade inicial de 0,62 para as sementes in natura.Tese Acesso aberto (Open Access) Secagem de açaí branco por liofilização e em leito de jorro: influência da concentração e de diferentes agentes carreadores nas características físicas, químicas, bioativas e colorimétricas do pó obtido(Universidade Federal do Pará, 2024-04-05) BARROS, Hellen Carvalho; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; https://orcid.org/0000-0002-9534-9998O objetivo deste estudo foi analisar como o uso de quatro diferentes agentes carreadores (amido modificado, goma arábica, maltodextrina e colágeno hidrolisado) e diferentes concentrações (10, 20 e 30%) influenciam no pó de açaí branco produzido por liofilização e em leito de jorro. Rendimento, umidade, polifenóis totais, atividade antioxidante, higroscopicidade, solubilidade, fluidez, cor, estrutura química e morfologia foram as respostas avaliadas. Na liofilização, o rendimento do processo (≥ 75,40%) e a umidade do açaí branco em pó (≤ 4,93 g 100 g-1), não diferiram estatisticamente (p ≤ 0,05), independentemente do agente carreador utilizado. Na secagem em leito de jorro, a adição de amido modificado ou do colágeno hidrolisado promoveu maior rendimento do processo (≥ 42,70%). Entretanto, o açaí branco produzido com colágeno hidrolisado foi o único que apresentou teor de umidade ≥ 6,00g 100 g-1. Em ambos os processos de secagem, os pós produzidos com amido modificado foram menos solúveis (≤ 48,96%), apesar de baixa higroscopicidade (≤ 13,73 g 100 g-1). As amostras produzidas com maltodextrina ou goma arábica apresentaram maiores teores de polifenóis totais (≥ 8,52 mg EAG g-1) e atividade antioxidante (≥ 42,75 μmol ET g-1). Além disso, as amostras foram mais solúveis (≥ 94,36%), fluidas (11 a 15% segundo o índice de carr), e melhor preservaram a coloração original da polpa em detrimento as demais formulações. A estrutura química dos pós de açaí branco obtido com os diferentes agentes carreadores foi similar ao da polpa, indicando uma encapsulação eficiente de compostos bioativos e boa preservação de grupos funcionais presentes na matéria prima original, mesmo após os processos de secagem.