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).

Navegar

Agora exibindo 1 - 8 de 8

Acesso aberto (Open Access)
Adsorção de ácido 2,4-diclorofenoxiacético em carvão ativado granular de resíduos de buriti (mauritia flexuosa l.): estudo em batelada e leito fixo. Orientador: Lênio José Guerreiro de Faria. 2024. 135 f.
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-27) ARAÚJO, Raíssa Cristine Santos de; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Os agrotóxicos, quando aplicados de forma responsável, são fundamentais para a produtividade agrícola. No entanto, dependendo da dosagem ou da frequência de exposição, podem causar sérios problemas à saúde humana, além de contaminação do solo e das águas superficiais ou subterrâneas. Neste contexto, o presente trabalho avalia a adsorção do herbicida ácido 2,4- diclorofenoxiacético (2,4-D) utilizando carvão granular ativado fisicamente (CAT) e quimicamente (CAQ) com ZnCl2, ambos produzidos a partir do endocarpo e endosperma do buriti (Mauritia flexuosa L.), uma fruta típica da região amazônica. Os adsorventes foram caracterizados quanto às suas propriedades texturais e físico-químicas através da porcentagem de cinzas, umidade, área superficial específica (SBET), volume de poros (Vtotal), por MEV/EDS, DRX, espectroscopia FTIR, ATG/DTG, assim como, os grupos funcionais de superfície, ponto de carga zero (pHPCZ) e o pH de superfície dos carvões. Testes de adsorção em batelada foram realizados para elucidar a influência da dosagem dos carvões ativados e o efeito do pH da solução. Os mecanismos de adsorção e a natureza do processo foram investigados através do estudo da cinética, equilíbrio e termodinâmica para o carvão com o maior desempenho. Os melhores resultados de porcentagem de remoção do adsorvato foram CAT (96,93 %) e CAQ (92,46%) e a capacidade de adsorção CAT (29,00 mg.g-1 ) e CAQ (137,70 mg.g-1 ) no tempo de 24 horas, pH 2,0 e dosagem de 0,25 g de CAT e 0,05 g de CAQ. O adsorvente CAQ demonstrou altos valores de remoção e capacidade adsortiva, ajustado satisfatoriamente ao modelo de pseudosegunda ordem, com a difusão externa sendo a etapa determinante do processo de adsorção. O processo adsortivo foi satisfatoriamente ajustado ao modelo de Sips. Os dados termodinâmicos revelaram a natureza endotérmica, física e espontânea do processo de adsorção. A adsorção em leito fixo confirmou que a massa de adsorvente, a concentração de adsorvato e o fluxo de entrada são influentes na interação adsorvente/adsorvato e ratificou-se a eficiência da técnica de otimização simultânea, dentro da região experimental explorada neste estudo. As interações evidenciaram que os carvões produzidos apresentam elevado rendimento, com desenvolvimento de poros e grupos funcionais na superfície, além de excelente desempenho na remoção do herbicida 2,4-D, promissores substitutos dos carvões comerciais.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização, análise fluidodinâmica e secagem de sementes de painço em leito de jorro
(Universidade Federal do Pará, 2014-05-16) NASCIMENTO, Lidiane Diniz do; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Realizou-se a caracterização química, física e qualitativa das sementes de painço (S. italica) e em seguida, foi avaliado o comportamento fluidodinâmico, à temperatura ambiente, para diferentes cargas de material em duas configurações de leito de jorro: cônico (500, 800, 1100 e 1400 g) e convencional (1300, 1700 e 2100 g). A partir dos dados experimentais foi verificado que as partículas eram adequadas ao sistema utilizado, partindo então para a obtenção dos parâmetros operacionais característicos do jorro, os quais foram comparados com seus respectivos valores teóricos calculados por correlações empíricas disponíveis na literatura. Ao avaliar as condições experimentais, foi necessário optar por apenas uma das configurações de leito de jorro, prevalecendo o leito convencional. Em seguida, foi definida uma carga ótima de painço (1700 g) e deu-se prosseguimento à análise da cinética de secagem das sementes em leito de jorro convencional nas temperaturas de 44, 65 e 86°C por 132 min, verificando-se a ausência de taxa de secagem constante, indicando que a secagem foi controlada pelos mecanismos de difusão. O coeficiente de difusão efetivo das sementes de painço correspondeu a valores entre 0,7729x10-11 e 2,3189x10-11 m2/s e o valor de energia de ativação foi quantificado por meio da equação de Arrhenius, correspondendo à 24,86 kJ/mol. Os modelos matemáticos que melhor descreveram a curva de secagem foram Aproximação por Difusão, Page e Midilli et al. Além disso, foi aplicado um planejamento composto central rotacional com o objetivo de avaliar a influência das variáveis independentes tempo (X1) e temperatura (X2) nas respostas razão de umidade (XR), porcentagem de germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). As respostas selecionadas são determinantes no controle de qualidade de sementes, como no caso do teor de umidade, o qual deve ser adequado para o armazenamento. As respostas G e IVG são indicações do estado fisiológico da sementes, o que também é importante, de acordo com a finalidade do produto. Por meio das análises estatísticas, para um intervalo de confiança de 95%, verificou-se que XR e IVG sofreram influência apenas de X1, X2 e X22, enquanto G foi estatisticamente influenciado por X2 e X22. Os efeitos, para todas as respostas, foram negativos, indicando que XR e IVG decrescem com o aumento da temperatura e tempo de secagem enquanto G reduz com o aumento da temperatura. Por meio dos resultados estatísticos, foram propostos modelos quadráticos para as respostas analisadas, alcançando-se bons coeficientes de correlação (R2): 0,9632 (XR), 0,8999 (G) e 0,9724 (IVG). Posteriormente, foi determinado o ponto ótimo durante a secagem de sementes de painço em leito de jorro, por meio da Função desejabilidade, o qual foi correspondente a um tempo de secagem de 121 min à uma temperatura de 64°C, obtendo-se sementes com um percentual germinativo de 82,99% ; índice de velocidade de germinação de 29,33 (adimensional) e teor de umidade final igual a 11%.
Acesso aberto (Open Access)
Destilação fracionada do óleo essencial de P. aduncum L. rico em dilapiol
(Universidade Federal do Pará, 2011-09-30) MARTINS, Gisele Luciana Domont; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
A espécie Piper aduncum L. é uma planta de porte arbustivo, popularmente conhecida na região amazônica como pimenta-de-macaco. Dela, pode ser extraído um óleo essencial, rico em dilapiol, de grande interesse econômico pela sua ação inseticida e combate às pragas na agricultura. Esse bioinseticida surge como alternativa para substituir os inseticidas sintéticos, pois sendo de origem natural não causam danos ao meio ambiente e à saúde do homem. Neste trabalho, foram analisadas as propriedades físicas do óleo essencial de pimenta-de-macaco, obtido por destilação por arraste com vapor que apresentou valores médios do índice de refração igual a 1,516 e massa específica igual a 1,08 g/cm³. Estudou-se o processo de destilação fracionada do óleo essencial, visando concentrar o composto de interesse agregando maior valor econômico, o que viabiliza seu emprego na produção de novos produtos. Nesse processo o composto principal é obtido com elevado grau de pureza. Avaliou-se um modelo matemático para a concentração de dilapiol no fundo do balão de destilação, via análise de regressão, em função do tempo de operação, o qual ajustou muito bem os dados experimentais. A análise dos resultados permite afirmar que o processo de destilação fracionada pode ser empregado para separar os constituintes úteis de óleos essenciais. Isso só é possível, pois os óleos essenciais são constituídos por vários compostos orgânicos voláteis de pontos de ebulição e pressões de vapor diferentes, tornando a separação viável. O maior teor de dilapiol obtido experimentalmente pelo processo de destilação fracionada a vácuo foi de 95 %, operando-se nas condições de vácuo (40 mmHg) e temperatura média da coluna de 122 ºC, obtendo-se um rendimento médio do processo de 41 % (v/v).
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)
Fotocatalisadores de dióxido de titânio dopados com metais de transição: síntese, caracterização e aplicação na fotodegradação de fármacos
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-27) AZEVEDO, Carla Arnaud de; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
A fotocatálise heterogênea tem se mostrado promissora na remediação ecológica e no tratamento adequado de fármacos como contaminantes emergentes. Este estudo avaliou a atividade fotocatalítica de materiais sintetizados a partir da modificação da superfície do TiO₂ com metais de transição (cobre e cobalto) em concentrações de 0,5% e 1,5%, analisando as propriedades físicas, químicas e texturais dos materiais por análise de fisiossorção de N2 (BET), difratometria de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura em conjunto com espectroscopia raios x por energia dispersiva (MEV-EDS) e espectroscopia vibracional na região de infravermelho (iv) por transformada de Fourier (FT-IR). Os ensaios experimentais foram realizados em fotorreator anular com lâmpada de vapor de mercúrio UV, seguindo o planejamento Box-Behnken, para avaliar a influência da massa de catalisador (50 – 150 mg.L - 1 ), concentração de fármaco (2 – 8 mg.L-1 ) e tempo de irradiação (60 – 120 min) na fotodegradação de acetaminofeno (ACT) e diclofenaco sódico (DCF). Os resultados de BET indicaram que os materiais possuem estrutura mesoporosa com diâmetro médio dos poros de 14,52 nm. A caracterização por DRX confirmou a estrutura mista de anatásio e rutilo e ausência de picos dos óxidos metálicos. A análise de MEV revelou superfícies irregulares formadas por grãos disformes e pequenas partículas atribuídas aos óxidos metálicos. O FT-IR mostrou bandas de estiramento O-H e Ti-O, características de materiais fotocatalíticos. O fotocatalisador FTCu1,5 foi escolhido para uso nos ensaios de fotodegradação dos fármacos devido à área superficial, porosidade e bom conteúdo de anatásio e cobre. Os ensaios de fotocatálise em comparação com os ensaios de fotólise apresentaram resultado superior, evidenciando a funcionalidade do fotocatalisador utilizado. Os percentuais de degradação chegaram a 100% para ambos os fármacos e a concentração da solução poluente apresentou um efeito negativo nas variáveis de resposta, indicando que a degradação aumenta com a redução da concentração inicial dessa solução. Os modelos polinomiais propostos apresentaram coeficiente de determinação (R²) > 0,9 e boa capacidade preditiva. As análises de Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e Função Desejabilidade indicaram que, é possível obter uma redução substancial na quantidade de fotocatalisador empregado, quando combinada com um ajuste adequado no tempo de irradiação. As condições ótimas dentro do domínio experimental para o ACT são mcat = 100 mg.L-1 , CFA = 2 mg.L-1 e tIRR = 75 minutos, resultando em EffACT(%) = 99,05% e para o DCF, as condições ótimas foram mcat = 72 mg.L-1 , CFA = 2 mg.L-1 e tIRR = 65 minutos, resultando em EffDCF(%) = 90,39%. O fotocatalisador desenvolvido degradou de forma significativa os fármacos e demonstrou ser promissor para aplicações em fotocatálise.
Acesso aberto (Open Access)
Influência das características do fluido na corrosão e erosão em amostras de aço 5l x65
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-30) NASCIMENTO, Nina Benchimol Xavier do; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
O objetivo desta pesquisa foi o de avaliar o comportamento corrosivo e erosivo em amostras de aço carbono API 5L X65 com revestimento externo em FBE utilizado para transporte de suspensão aquosa com média de 40% de sólidos com alto teor de silicatos hidratados de alumínio, principalmente caulinita e água, a fim de identificar a melhor forma de operação para regimes de bombeamento intermitentes, visando suas influências na integridade do aço. As amostras foram divididas em: três amostras de tubulações de aço carbono em dimensões com diâmetro externo (DE) de 14 polegadas, espessura (Esp) de 8,74 mm (original) e 1 metro de comprimento; uma amostra de água de processos e amostra de suspensão aquosa com média de 40% de sólidos com alto teor de silicatos hidratados de alumínio com pH ácido, com aproximadamente 60 litros cada uma (divididas em dois recipientes plásticos de 30 litros). Os resultados mostram que a amostra KM-0 apresentou limite de escoamento abaixo do mínimo especificado, e a amostra KM-23 também apresentou desvio padrão alto, sugerindo falta de homogeneidade. As amostras do tubo novo apresentaram valores dentro das especificações. A grande diferença no resultado de dureza entre as amostras reside na baixíssima porcentagem de carbono apresentada na amostra TR. Isso minimiza problemas com possíveis pontos frágeis, além de aumentar a soldabilidade dos materiais, porém em alguns casos, dutos com tratamento por laminação controlada alcançam elevada resistência mecânica e tenacidade com relativa baixa dureza. O que pode proporcionar resistência à erosão maior que em dutos temperados. . As amostras KM-23 e KM-0, apesar de terem dureza e composição química semelhantes, mostraram diferenças na energia absorvida e redução de área. Isso pode ser atribuído ao teor de enxofre mais elevado na amostra KM-23, evidenciado por inclusões ricas em enxofre detectadas. A tenacidade global foi alta para todas as amostras, sem indicação de fragilidade nas condições testadas. Os resultados de corrosão uniforme e localizada, desconsiderando a influência do oxigênio, indicaram que a polpa com pH ácido é menos corrosiva que a água. Durante a operação com água, a taxa de corrosão estabiliza com o passar do tempo, mas, ao intercalar a produção, a película formada pela água desaparece, retornando à condição inicial desta taxa, sendo ainda mais prejudicial à integridade do duto.
Acesso aberto (Open Access)
Otimização do processo de extração do óleo essencial de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor
(Universidade Federal do Pará, 2009-05-29) CORUMBÁ, Lorena Gomes; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de rizomas de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor d’água saturado, em um protótipo em escala de bancada. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, estimam-se as condições ótimas o processo de modo a maximizar as variáveis de resposta rendimento em óleo e teor de mustacona, componente majoritário do óleo essencial de priprioca, em função de variáveis operacionais de entrada do processo. As variáveis independentes e respectivos níveis são: carga de rizomas de priprioca, em gramas (64, 200, 400, 600, 736); granulometria dos rizomas, em milímetros (0,61; 1,015; 1,6; 2,19; 2,58) e tempo de extração, em minutos (40, 60, 90, 120, 140). Utilizando um planejamento composto central, com auxílio do aplicativo Statistica® 7.0, são propostos modelos matemáticos para as respostas em função das variáveis independentes isoladas e de suas combinações. Constata-se que o rendimento em óleo essencial e os teores de mustacona podem ser estimados adequadamente por modelos polinomiais de segunda ordem. São obtidos simultaneamente maiores rendimentos em óleo e teores de mustacona, quando a carga de rizomas varia de 105 a 400 gramas para tempos de extração compreendidos entre 105 e 140 minutos.
Acesso aberto (Open Access)
Processo de secagem de Morinda citrifolia L. em secador de radiação com lâmpadas refletoras, utilizando planejamento composto central rotacional
(Universidade Federal do Pará, 2015-10-16) BARROS, Hellen Carvalho; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Morinda citrifolia Linn, conhecida popularmente como Noni, é uma planta da família Rubiaceae, usada por muitos séculos na medicina popular. A descoberta da planta se deu pelos ancestrais dos polinésios e tem sido largamente reportada por suas propriedades terapêuticas e nutricionais. Por esse motivo, resolveu-se realizar pesquisa com os frutos da espécie Morinda citrifolia L.,.Observar as propriedades do produto seco para o consumo na dieta alimentar, bem como, comprovar o potencial funcional pós-secagem. Neste trabalho foi realizado o estudo da secagem dos frutos de Noni, avaliação e quantificação dos compostos fenólicos e atividade antioxidante dos extratos obtidos. No processo de secagem, foi utilizado um secador com lâmpadas refletoras em escala laboratorial. Na análise do processo tomou-se por base o modelo estatístico, quantificando-se os efeitos das variáveis de entrada nas Respostas, por meio das análises de regressão através do planejamento composto central rotacional (PCCR) com duas variáveis de entrada, e cinco níveis. Empregando-se temperatura, e tamanho das polpas como variáveis de entrada e Teor de umidade final, capacidade antioxidante e teor de fenólicos totais como resposta.Observou-se que o aumento da temperatura de secagem, causou um decréscimo no teor de umidade final nos frutos de Morinda citrifolia L.A faixa de conteúdo de umidade final variou de 0,01 a 3,50 kg de água/kg de sólido seco e 1,32% a 38,8%, em base úmida. Os valores médios de compostos fenólicos totais variaram de 12,54 a 26,56 mgEAG/g,e capacidade Antioxidante foi de 23,12 a 77,86mg de Trolóx /g de amostra,dentro do domínio experimental. Somente variável de entrada isolada X1 (temperatura) na forma linear e quadrática, foi estatisticamente influente sobre a variável de resposta Xbs.

Navegar

Navegando Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC por Orientadores "FARIA, Lênio José Guerreiro de"