Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2309

O Mestrado Acadêmico iniciou-se em 1992 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Aproveitamento de resíduos sólidos da mandiocaba (Manihot esculenta Crantz) para o desenvolvimento de bioadsorventes
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-10) DIAS, Rafael Silva; MARTELLI, Marlice Cruz; http://lattes.cnpq.br/1213009262936026; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306
A contaminação química da água por corantes decorrente do descarte de efluentes industriais desencadeou a necessidade de desenvolver tecnologias no intuito de remover tais poluentes. Ocorrendo naturalmente na região amazônica, a mandiocaba se difere com as demais variedades de mandioca por apresentar alta umidade e baixo rendimento em fécula. Como parte de um projeto sobre tecnologias com a mandiocaba, este estudo analisou as melhores condições para a produção de carvão ativado a partir dos resíduos sólidos de mandiocaba para a adsorção do corante azul de metileno. O planejamento experimental de Box-Behnken foi utilizado para determinar as condições ótimas de produção. Primeiramente foi realizada análise físico-química dos precursores, em seguida foram produzidas 30 amostras de carvão segundo o planejamento experimental. A quantidade máxima adsorvida e porcentagem de remoção foram determinadas nas condições de banho finito, na concentração de 120 mg/L e com 0,01 g de amostra de carvão. As melhores condições de temperatura, concentração de ácido e tempo de contato com calor foram observadas em 600 ºC, 25 % e 3 h para casca e 600 ºC, 10,2 % e 3 h para polpa. Estas amostras foram submetidas às análises físico-químicas e de caracterização morfológica por microscopia eletrônica de varredura e por infravermelho com transformada de Fourier. Para os testes de cinética de adsorção os modelos que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram difusão intrapartícula para carvões de casca e polpa, e para os testes de equilíbrio de adsorção os modelos de Freundlich e Langmuir ajustaram melhor os dados experimentais para casca e polpa, respectivamente. A análise dos adsorventes revela menor concentração dos grupos funcionais, porém no adsorvente de polpa pode ser observada a perda de grupos funcionais relacionadas a grupos que contém oxigênio, o que pode ajudar a explicar a menor capacidade de adsorção observada para os adsorventes de polpa. Os carvões ativados produzidos dos resíduos sólidos das raízes da mandiocaba (polpa e casca) mostraram que, nas condições utilizadas neste trabalho, podem ser aplicados como bioadsorventes eficazes na remoção de azul de metileno em solução aquosa.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de métodos de extração, quantificação dos polifenóis totais, avaliação das atividades antioxidantes e antimicrobianas da casca do caule de Croton palanostigma Klotzsch
(Universidade Federal do Pará, 2017-02-22) RODRIGUES, Cintya Cordovil; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; https://orcid.org/0000-0002-9534-9998
O Croton palanostigma é conhecido popularmente como “sangue de dragão” e usado na medicina popular no tratamento de doenças inflamatórias e cicatrizante. Este trabalho propõe um estudo entre as metodologias de extração convencional e extração no supercrítico da casca do caule do C. palanostigma, visando avaliar nos extratos obtidos o rendimento, a quantidade de polifenóis totais, as atividades, antioxidante e antimicrobiana. Para o processo de extração convencional foi utilizado extrator encamisado de vidro, além de um planejamento fatorial experimental de três fatores e três níveis do tipo Box-Behnken, com o objetivo de determinar quais as variáveis (temperatura, o tempo de extração e a relação massa/solvente) poderiam influenciar no processo extrativo, para a quantificação dos polifenóis totais foi utilizado o método de Folin-Ciocalteau, com algumas alterações e utilizando o ácido gráfico como padrão de referencia, para a analise da atividade antioxidante utilizou-se o método do IC50, que mede a concentração necessária para se alcança 50%de decréscimo na absorbância do radical DPPH e para a análises antimicrobiológica foi utilizado o método de microdiluição, cujo objetivo foi a determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) de todos os ensaios frente as cepas bacterianas e fúngica estudas. Os métodos de extração utilizados mostraram-se eficientes para a obtenção dos extratos, com algumas diferenças qualitativas, como por exemplo: cor, viscosidade e aroma. Quantitativamente a técnica de extração convencional apresentou um maior rendimento em seus ensaios, no entanto o mesmo demandou muito mais tempo de processo e maior quantidade de material utilizado, tanto botânico quanto de solvente, além de todas as variáveis avaliadas no estudo terem sido consideradas significativas para o processo, enquanto que na extração supercrítica o tempo utilizado foi significativamente menor, assim como também menor quantidade de material botânico e o co-solvente utilizado (álcool etílico). Para a quantificação dos polifenóis totais observou-se que a extração convencional (Ensaio 9; T=45ºC; t=30min; g/mL=1;2) foi menos eficiente que as obtidas pela extração supercrítica (Ensaio 1; T=40ºC; P=100 bar e Ensaio 3; T=60ºC; P=300 bar) e tendo as variáveis significativas para a analise o tempo e relação massa/solvente. Para a atividade antioxidante o melhor resultado foi para a extração convencional (IC50=30,71%) em relação ao Ensaio 3 (T=60ºC; P=300 bar) da extração supecrítica (IC50=52,36) e tendo as variáveis, tempo e Temperatura suas condições favoráveis para o processo. Para a analise antimicrobiana todos os extratos obtidos com a extração convencional apresentaram, em pelo menos uma de suas concentrações, atividades inibitórias frente a pelo menos uma das cepas patogênicas utilizadas no teste. Para as amostras obtidas da extração no supercrítico a ensaio 2 (T:60 ºC; P:200bar) não apresentou atividade inibitória frente a nenhuma cepa bacteriana utilizada no teste, a cepa bacteriana Enterobacter não sofreu inibição de nenhuma das amostras do supercrítico para a temperatura de 60ºC e a E. coli também não apresentou inibição frente as amostras da extração supercrítica com exceção do ensaio 1(=40ºC; P=100 bar).
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de quantificação de compostos fenólicos, avaliação de atividades antioxidantes e modelagem molecular da croton pullei var. Glabrior lanj
(Universidade Federal do Pará, 2021-04-16) SOUZA, Alexandre Augusto Moraes de; COSTA, Renato Araújo da; http://lattes.cnpq.br/6578338979054891; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219
O estudo teve como objetivo avaliar, a partir de extratos, o rendimento (em base seca), quantificar os polifenóis totais, avaliar a atividade antioxidante, realizar uma pesquisa teórica de RMN das estruturas julocrotina, crotonimida A e crotonimida B, oriundas da Croton pullei VAR. glabrior LANJ. e avaliar essas moléculas na docagem molecular frente às enzimas Candida albicans (PDB ID: 1AI9), Staphylococcus aureus (PDB ID: 1DIM) e Salmonella thyphimurium (PDB ID: 4URM). Realizou-se uma extração convencional utilizando um extrator de aço-inox e planejamento de três fatores (temperatura, granulometria e relação sólido/líquido) e três níveis Box-Behnken, para determinar quais variáveis foram influentes nas respostas. A quantificação de polifenóis totais foi realizada de acordo com a metodologia de Folin-Ciocalteu. Para a análise antioxidante aplicou-se o método IC50. E o estudo teórico de RMN foi realizado via DFT, onde os métodos computacionais DFT/B3LYP/cc-pvDZ e DFT/B3LYP/6-31 G* foramaplicados para a obtenção dos deslocamentos químicos (δH e δC), para comparar aos experimentais e assim fornecer qual método computacional é o mais eficiente. Os rendimentos variam entre 5,57 e 10,61. Na quantificação polifenóis totais houve variação entre 101,33 e 308,84 mg EAG/g. Os valores antioxidantes mínimo e máximo foram94,74% e 98,97%. De modo geral a metodologia DFT/B3LYP/cc-pvDZ fora mais eficiente frente as estruturas analisadas. As moléculas apresentaram ligações de hidrogênio com resíduos Lys 57(A), Arg 56(A), Cys37, Gly38, Asp62, Gly193, Tyr342, Gly56, Arg37, Tyr128, Arg56, Thr58(A), Gly114(A) e Thr 127.
Acesso aberto (Open Access)
Modificação da superfície de carvão ativado comercial (CAG) para a aplicação na adsorção de benzeno e tolueno
(Universidade Federal do Pará, 2012-09-28) LOPES, Anna Sylmara da Costa; CARVALHO, Samira Maria Leão de; http://lattes.cnpq.br/6192858937057152; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219
Neste trabalho estudaram-se as características de superfície de CAG comercial in natura (CA-1) e tratado por (HNO3) (CA-2) e suas aplicações na adsorção de benzeno e tolueno. Caracterização dos adsorventes: área superficial específica - SBET e distribuição de poros (adsorção de N2/77 K), pH (norma ASTM D3838-05), grupos funcionais de superfície (FTIR e método de Boehm). Foram realizados ensaios de adsorção em sistema batelada (25°C/140 rpm/25 minutos) e sistema de coluna em leito fixo, onde as amostras foram quantificadas por cromatografia gasosa com extração por headspace método EPA 0010. A SBET e o volume médio dos poros do adsorvente CA-2 diminuíram com relação aos valores de CA1, bem como o valor do pH. Houve aumento de grupos funcionais ácidos determinados pelo método de Boehm do adsorvente CA-2 em relação ao CA-1, o que foi confirmado pela determinação de FTIR, na qual a intensidade das bandas de absorção foram mais intensas para CA-2. Obtiveram-se percentuais de remoção de benzeno de 92,6 e 93,6 (%) a partir de CA-1 e CA-2, respectivamente, e para tolueno de 93,2 e 94,3 (%) para CA-1 e CA-2. Os dados dos testes cinéticos foram ajustados satisfatoriamente pelo modelo matemático de pseudo-segunda ordem, baseado nos testes estatísticos aplicados, havendo diferenças estatísticas significativas entre o adsorvente tratado (CA-2) e o in natura (CA-1). Realizaram-se ensaios de equilíbrio de adsorção e correlacionaram-se os resultados pela Isoterma de Langmuir, com resposta satisfatória para o referido modelo. A partir do sistema de adsorção em coluna de leito fixo e considerando o maior valor de vazão volumétrica (Q=100 mL/min) utilizado no referido sistema obtiveram-se os resultados mais significativos de adsorção de benzeno e tolueno empregando (CA-2) como adsorvente.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de batons a partir das oleaginosas amazônicas: açaí, andiroba, castanha-do-brasil, copaíba e tucumã
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-28) OLIVEIRA, Jenniffer Rayane Alves de; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306
Diversas pesquisas estão sendo executadas para elaboração de produtos cosméticos utilizando matérias primas amazônicas, devido às suas inúmeras propriedades. O óleo de açaí (Euterpe Oleracea) extraído da polpa dos seus frutos possui um elevado teor de compostos antioxidantes. Das sementes da andiroba (Carapa guianensis Aubl.) extraísse um óleo com propriedades medicinais. O óleo extraído das amêndoas da castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa) contém alto teor de lipídios, vitaminas e minerais. Das amêndoas do tucumã (Astrocaryum aculeatum) é extraída uma manteiga, que apresenta grande potencial para o uso cosmético e farmacêutico. O óleo essencial de copaíba, extraído da resina da espécie (Copaifera Officinalis) possui um aroma exótico e propriedades terapêuticas. Assim, o objetivo deste estudo é a fabricação de batons à base de ingredientes amazônicos acima citados, além de outros constituintes presentes em sua formulação. As oleaginosas passaram por análises físico-químicas, comprovando a boa qualidade para aplicação cosmética. O resultado CG-EM das mesmas identificou seus principais ácidos graxos, sinalizando quais seriam as aplicabilidades principais para cada uma das espécies. Os testes de atividade antioxidante pela captura do radical livre ABTS e de toxicidade e recuperação celular in vitro das oleaginosas ajudaram a mensurar as suas propriedades antioxidantes e antiinflamatórias. Os batons produzidos a partir das oleaginosas passaram por ensaios de controle de qualidade, apresentando resultados em conformidade para microbiologia, espalhabilidade, pH, colorimetria e ponto de fusão. Comprovando não só a viabilidade de produção do cosmético, mas também suas propriedades.
Acesso aberto (Open Access)
Recobrimento de pimenta-do-reino (piper nigrum l.), em leito de jorro, com suspensão polimérica de amido de mandioca, plasticizada com etanol
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-13) QUEIROZ, Nian Iury Ferrão; REGO, José de Arimatéia Rodrigues do; http://lattes.cnpq.br/4163468898377462; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-0891-6438; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306
Este trabalho teve como objetivo avaliar a técnica de recobrimento da pimentado-reino utilizando leito de jorro, com foco em sua aplicabilidade na indústria alimentícia. O estudo explorou as variáveis operacionais, como a vazão de suspensão, a temperatura e a vazão do soprador, utilizando a metodologia de superfície de resposta dentro de um planejamento Box-Behnken. O intuito foi avaliar as interações entre as variáveis do processo de recobrimento, por meio de uma distribuição uniforme do revestimento sobre os grãos de pimenta-do-reino. Este estudo investigou o comportamento fluidodinâmico e físico-químico de sementes de pimenta-do-reino recobertas com um biofilme à base de fécula de mandioca, aplicando o processo de leito de jorro. As sementes foram classificadas no grupo D da classificação de Geldart, indicando boa propensão à fluidização, e apresentaram excelente fluidez, facilitando o processo de recobrimento. A esfericidade das sementes (0,98) e sua densidade (1,45 g/cm³) influenciaram diretamente o comportamento no leito, permitindo uma mínima fluidização com velocidade de 43,42 cm/s e queda de pressão de 7,13 cmH2O. A interação molecular entre o amido da fécula e o etanol gerou biofilmes com flexibilidade e resistência mecânica. No entanto, a volatilidade do etanol exige controle durante o processo de secagem para manter a qualidade do biofilme durante o recobrimento. O processo de leito de jorro mostrou-se eficiente na aplicação do revestimento, e a análise de função desejabilidade indicou que os critérios estabelecidos foram atendidos satisfatoriamente. Os resultados confirmam a viabilidade técnica de aplicar revestimentos biopoliméricos em sementes de pimenta-doreino, contribuindo para o desenvolvimento de alternativas biodegradáveis, alinhadas às demandas ambientais.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação computacional da adsorção dos poluentes benzeno, tolueno e p-xileno sobre carvão ativado
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-27) COSTA, Wanessa Almeida da; MARTELLI, Marlice Cruz; http://lattes.cnpq.br/1213009262936026; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219
Os maiores problemas de contaminação de aquíferos e solos são atribuídos aos hidrocarbonetos monoaromáticos, que são os constituintes mais solúveis e mais móveis da fração de algumas substâncias, como por exemplo, da gasolina. Para a remoção destes contaminantes, a adsorção por carvão ativado é o método mais utilizado, pois o carvão apresenta uma habilidade significativa para adsorver componentes orgânicos de baixo peso molecular, como o benzeno, o tolueno e o p-xileno. Neste trabalho, verificou-se a adsorção dos mesmos sobre carvão ativado via simulação computacional. Como base, utilizou-se o modelo postulado de carvão preparado por Bourke et al. (2007). Várias etapas foram concluídas desde os modelos das estruturas do carvão e dos poluentes até as simulações de dinâmica molecular. Para a análise conformacional da estrutura do carvão, foi utilizado o método semi-empírico PM3 e para o processo de dinâmica, o campo de força AMBER FF99SB. A estrutura passou por um aquecimento, à pressão constante, até alcançar uma temperatura final de 298K (25ºC), sendo suas informações coletadas a cada 50ps. Posteriormente, a estrutura foi submetida a equilíbrio de sistema, à temperatura constante de 298K (25ºC), por 500ps para então suas informações serem analisadas. Por fim, o sistema foi então submetido à dinâmica molecular durante 15 ns. Após análise dos resultados, constatou-se que os grupos éter, lactona e carbonila (cetona) presentes na estrutura de carvão ativado conferem caráter ácido à mesma e devido a isto e à sua consequente carga superficial negativa, a adsorção tornou-se viável uma vez que os poluentes apresentavam carga superficial positiva, o que corrobora o entendimento que já se tem a respeito desse tipo de fenômeno.
Acesso aberto (Open Access)
Uso do óleo de açaí (Euterpe oleracea) e amido de mandioca (Manihot esculenta) na obtenção de produtos bioativos
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-30) OLIVEIRA, Sara Caroline Pacheco de; LAGO, Gleice Vasconcelos Pereira do; http://lattes.cnpq.br/7932392876332323; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-9702-250X; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306
A mandioca é encontrada em abundância na natureza, especialmente no Estado do Pará, dela é possível fazer a extração do amido, rico em amilose e amilopectina, componentes que auxiliam na produção de bioplásticos. Além disso, o Pará se apresenta como maior produtor do açaí, matéria-prima também natural e que apresenta compostos antioxidantes, fenólicos e cicatrizantes. O óleo extraído do açaí apresenta as mesmas características encontradas na polpa, o que o torna um excelente agente para incorporação em produtos adicionados de polímeros. O presente estudo relata a caracterização do amido de mandioca e avaliação das características biológicas do óleo de açaí, para a produção de um bioplástico ativo, com o intuito de incorporar neste, os benefícios encontrados no óleo. Para isso, alguns testes foram realizados utilizando plastificantes como glicerol, etilenoglicol e sorbitol na composição, para estruturação do bioplástico, onde o glicerol se mostrou a opção mais viável. O amido de mandioca foi seco a três temperaturas: 45, 60 e 75°C, para curva de secagem, e observou-se que o amido seco a 45°C teve melhor desempenho, sem perdas significativas em sua estrutura. As análises realizadas foram relevantes para detectar o potencial do óleo de açaí, na incorporação do bioplástico. Sabe-se que a caracterização do óleo é primordial para assegurar sua qualidade. O óleo de açaí foi avaliado quanto a RMN de 1H que foi fundamental para a quantificação dos índices de iodo (67,05 I2/g) e saponificação (109,06 mg KOH/g). Além disso, o óleo também apresentou resultados satisfatórios, com destaque para as atividades: antioxidante (532,56 µM de Trolox/g), anticâncer (com redução de atividade metabólica e viabilidade celular para as linhagens AGP01, SK19 e VERO, com IC50 75,30; 80,15; 73,05 µg/ml, respectivamente), além do resultado promissor na atividade anti-inflamatória que testou gene alvo TNF-α (fator de necrose tumoral alfa) e detectou que as amostras analisadas com o óleo apresentaram efeito anti-inflamatório mesmo após 24h de exposição do ensaio, o que afirma sua bioatividade. Isso ressalta o potencial gigantesco do uso do óleo de açaí para o aprimoramento e aplicação em novos produtos, uma vez que provou ser um forte aliado contra doenças infecciosas e cancerígenas, com capacidade de recuperação celular. Sendo assim, incorporou-se o óleo em matriz polimérica a base de amido de mandioca, onde obteve-se o bioplástico com espessura (0,157 mm), PVA (19,39 g.mm.KPa 1.d-1.m-2), transparência (2,60), e um dos destaques foi a análise colorimétrica que foi capaz de detectar tons de verde na amostra, representado pelos valores de -5,75 (a*) e 10,90 (b*), identificando a presença da clorofila oriunda do óleo de açaí. Dessa forma, foi possível notar a relevância do uso desse óleo para inclusão em produtos que tragam benefícios ao consumidor final, de forma a aproveitar as propriedades químicas e biológicas que esse óleo dispõe em sua composição, como é o caso do bioplástico, que contribui para o setor farmacêutico por apresentar bioatividade, além do possível uso no setor de embalagens e auxílio na redução do uso de plásticos oriundos do petróleo, por se tratar de um plástico 100% biodegradável.

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