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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.
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Adsorção monocomponente e binária de antiinflamatórios não esteroidais (Ibuprofeno e Diclofenaco) do meio aquoso por carvão ativado de resíduos da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.)
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-12) SILVA, João Paulo Sousa da; VIEIRA, Melissa Gurgel Adeodato; http://lattes.cnpq.br/6611289393148830; CARVALHO, Samira Maria Leão de; http://lattes.cnpq.br/6192858937057152
Os contaminantes emergentes (CEs) presentes em baixas concentrações têm causado danos aos corpos d'água. Este trabalho investigou a adsorção monocomponente e binária de ibuprofeno (IBU) e diclofenaco (DIC) sódicos utilizando carvão ativado (CA) produzido a partir de cascas da Castanha-do-Brasil. O processo de adsorção monocomponente de IBU e DIC por CA foi denominado de (CA_IBU e CA_DIC) e o processo de adsorção binária foi denominado de (CA_IBU+DIC). O CA foi sintetizado por ativação química utilizando ácido fosfórico (H3PO4) como agente ativador. O CA foi caracterizado por meio de análises físicas, químicas e texturais, incluindo umidade, cinzas, rendimento, Análise Termogravimétrica/ Análise Térmica Diferencial (ATG/ATD), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Microscopia eletrônica de Varredura/Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (MEV/EDS), pH de superfície, pH de ponto de carga zero (pHPCZ), titulação de Boehm e adsorção/dessorção de Nitrogênio (N2) a 77 K. O CA apresentou teores de umidade e cinzas de 8,62% e 4,2%, respectivamente. A análise de DRX confirmou o caráter amorfo do CA, enquanto as análises de FT-IR, pH de superfície e pH de ponto de carga zero (pHPCZ) indicaram seu caráter ácido. A área superficial específica (SBET) do CA foi de 1.383,624 m². g-1 , com predominância de microporos (VMIC=77,88%). A partir da análise do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), as condições experimentais dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção foram definidas para adsorção monocomponente: (i) IBU (pH = 6,1; concentração inicial do adsorbato, C0 = 50 mg.L -1 ; dosagem do adsorvente, DA = 0,5 g.L-1 ) e (ii) DIC (pH = 5,5; C0 =50 mg.L-1 ; DA = 0,5 g.L-1 ). No estudo de cinética de adsorção monocomponente, os modelos de pseudoprimeira ordem (PSO) e pseudossegunda ordem (PPO) resultaram nos melhores ajustes aos dados experimentais dos processos de adsorção CA_IBU e CA_DIC, respectivamente e a transferência de massa externa foi a etapa controladora dos processos. No estudo de equilíbrio de adsorção monocomponente, as isotermas de Langmuir, Freundlich, Sips, Dubinin-Radushkevich e Redlich-Peterson foram investigadas. Os modelos de Sips e Freundlich apresentaram as melhores correlações para CA_IBU e CA_DIC, respectivamente. Os parâmetros termodinâmicos calculados a partir das isotermas de adsorção, mostraram que para CA_IBU e CA_DIC os processos são espontâneos, favoráveis e exotérmicos. No DCCR, as condições experimentais dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção binária foram definidas: (i) CA_IBU+DIC (C0IBU = 50 mg. L-1 ; C0DIC = 50 mg. L-1 ; DA= 0,5 g.L-1 ). A adsorção binária indicou, por meio do cálculo do parâmetro fator de separação, que a ordem de preferência de adsorção pelo adsorvente é IBU > DIC e a interação entre os adsorbatos foi antagônica. No processo de adsorção binária, o modelo PPO foi bem ajustado aos dados experimentais de cinética de IBU e DIC; os modelos cinéticos de difusão intrepartícula (DIP) e a Equação de Boyd foram correlacionados aos dados experimentais e a transferência de massa externa foi a etapa controladora dos processos de adsorção. As isotermas da adsorção binária (CA_IBU+DIC) em diferentes temperaturas (26 ºC, 45 ºC e 55 ºC) mostram pontos de inflexão e após esses pontos de inflexão, há um aumento dos valores de capacidade de adsorção do CA (qe). Os valores de qe da adsorção binária (CA_IBU+DIC) foram menores do que os valores de qe dos processos de adsorção monocomponente dos adsorbatos IBU e DIC. Os percentuais de redução dos valores de qe foram de aproximadamente 35% a 48% para IBU e cerca de 52% a 53% para DIC.
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Análise de um processo de recobrimento de comprimidos em um sistema vibro-jorrado bidimensional
(Universidade Estadual de Campinas, 1997) SOUZA, Célio Augusto Gomes de; KIECKBUSCH, Theo Guenter; http://lattes.cnpq.br/8568010039715375
Desenvolveu-se uma unidade experimental para o estudo do revestimento de comprimidos em um leito de jorro bidimensional que usa a vibração da base perfurada para incrementar a circulação das partículas. O vaso construído em acrílico com uma secção retangular de 4x32 cm, dotado de draft plates fixos (4x4 cm), era ajustável sobre 3 diferentes secções convergentes (inclinação 50°) com bases distribuidoras do ar, 4x4 cm, 4x6 cm e 4x8 cm e contendo 800g, 1100g e 1300g de comprimidos. Ar forçado (0,8 a 1,6 m3/min) pelo soprador de 7,5 cv, era arrefecido até 55°C promovia o jorro do leito. Os comprimidos de formato lenticular (0,120; 0,250 e 0,440 gramas) foram recobertos por uma suspensão polimérica aquosa ( 11% de sólidos). O atomizador do tipo duplo fluido (pressão de ar 82,7 kPa) foi montado lateralmente, na parte angulada, bem próximo a base do leito e mostrou não influir sobre a movimentação das partículas. Ênfase foi dada a caracterização experimental da taxa de circulação dos comprimidos no leito, utilizando-se de um magneto (0,4062 g) que acompanhava as partículas e atuava sobre uma bobina colocada na parte superior dos draft plates. Os pulsos elétricos eram processados em um sistema de aquisição de dados e as curvas de distribuição dos tempos de ciclo foram ajustadas pelo Método Spline Modificado Em todos os ensaios equivalentes o tempo médio de ciclo cresce com o aumento da carga inicial do leito e com o tamanho dos comprimidos. A vibração (10 Hz, 8 mm de amplitude) reduz o tempo médio de ciclo em cerca de 10% e diminui a dispersão de sua distribuição. A vibração também afeta a queda de pressão máxima (redução de 40%) e a velocidade mínima de fluidização. O leito vibro-jorrado apresentou maior eficiência de adesão (73 a 88%) do que o não-vibrado (66 a 79%) e o recobrimento completo dos comprimidos menores exigiu menor tempo de operação devido a maior taxa de circulação de área total.
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Análise experimental da secagem do corante hidrossolúvel de urucum (Bixa orellana L.) em leito de jorro
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-15) SILVA, Adriano Gomes Paixão da; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; https://orcid.org/0000-0002-9534-9998; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796
O corante hidrossolúvel do urucum sal de norbixina é usado na indústria de fármacos, cosméticos e principalmente no setor industrial de alimentos em aplicações na panificação, embutidos, iogurtes, confeitos, massas alimentícias, queijos, biscoitos recheados, sucos concentrados e outros. A baixa toxicidade e a sua capacidade de coloração fazem deste um corante natural muito atrativo e conveniente, em substituição a muitos corantes sintéticos. Essas características estimulam buscar formas de viabilizar a utilização dos corantes naturais na indústria de diversos segmentos, além de fomentar pesquisas acerca de sua obtenção de modo que se tenha um produto com as características e qualidades desejadas. Neste trabalho realiza-se a análise experimental da secagem do corante hidrossolúvel de urucum (bixa orellana) em de leito de jorro, utilizando a fécula de mandioca como agente carreador e partículas de poliestileno de baixa densidade (PEBD) como material inerte. A extração do corante foi realizada por imersão e agitação das sementes de urucum em solução hidróxido de potássio a 5%. São avaliadas estatisticamente a influência das variáveis de entrada do processo de secagem temperatura (70, 80 e 90 °C), pressão de atomização (10, 15 e 20 Psi) e vazão de atomização da suspensão (10, 7 e 8,5 mL/min) nas respostas: rendimento de coleta do pó (η), teor de umidade (U) e teor de sal de norbixina do corante em pó (S), utilizando o aplicativo Statistica®7.0. A estimativa da condição ótima de secagem dentro do domínio experimental analisado é determinada em função das variáveis de entrada aplicando o conceito de desejabilidade global. A partir das condições estabelecidas neste trabalho, alcançou-se um valor ótimo da Função de Desejabilidade considerado como muito bom e que corresponde à temperatura do ar de secagem de 82,6 °C, pressão de atomização de 13,7 Psi e a vazão da suspensão corante de 10 mL/min, gerando valores satisfatórios para as variáveis de resposta correspondentes a 71,69% de rendimento, 0,06161 g H2O/g sólidos secos de umidade e 2,3605% de teor de sal do norbixina do corante em pó.
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Análise teórico-experimental da biotransferência de calor em tecidos sintéticos aquecidos por ultrassom
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-14) AMORIM, Nelson de Souza; COTTA, Renato Machado; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
O problema inverso de estimativa de parâmetro para o problema de biotransferência de calor em tecidos sintéticos foi analisado. Inicialmente uma abordagem experimental foi desenvolvida, através do aquecimento de um phantom sintético a partir da aplicação de ultrassom terapêutico. Perfis de temperatura, para diferentes casos envolvendo a variação das intensidades, isto é, 1W/cm2, 1,5W/cm2 e 2W/cm2 foram avaliados para 3 termopares posicionados ao longo do phantom sintético. Posteriormente um modelo matemático foi desenvolvido para representar o problema experimental. A solução do modelo foi obtida através da Técnica da Transformada Integral Clássica (CITT). Usando-se o método de Levenberg-Marquardt foi estimado a atenuação do phantom sintético desenvolvido, onde uma comparação foi realizada entre a solução experimental e o modelo teórico proposto.
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Aproveitamento da torta de dendê (elaeis guineenses) para a produção do acetato de celulose
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-17) MORAES JUNIOR, Elio Ferreira de; ALMEIDA, Ossalin de; http://lattes.cnpq.br/7040173036131516; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-3895-0952; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Este trabalho teve por objetivo a produção de acetato de celulose (AC) a partir da torta de dendê in natura (TD) submetida a diferentes tratamentos químicos: branqueamento (TDB), alcalino (TDA) e alcalino seguido de branqueamento (TDAB). O AC foi obtido dos diferentes materiais por acetilação homogênea nas relações mássicas: 1:5, 1:10 e 1:15 (ácido acético), 1:15 (anidrido acético) e 1:0,1 (ácido sulfúrico). As reações foram realizadas a temperatura ambiente sob agitação constante (120 rpm, 24 h). A caracterização foi feita por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) ressonância magnética nuclear (1H e 13C-RNM). O grau de substituição (GS) foi determinado por titulação com solução de hidróxido de sódio 0,25 mol.L-1 , sendo confirmados por FTIR e RMN de 1H e 13C com diferentes GS. Os AC sintesiados a partir da combinação dos pré-tratamentos apresentaram GS de 2,81 (TDAB5), 3,02 (TDAB10) e 3,07 (TDAB15), sendo, portanto, caracterizados como triacetato de celulose, correspondendo aos valores de rendimentos (m/m) de 50,45%, 65,5% e 97,21%. Mediante a análise dos resultados a TDAB15 foi a melhor condição para produção do acetato de celulose da torta de dendê.
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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.
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Avaliação da formação zeolítica em sínteses com diferentes proporções de Si/Al via processo hidrotermal a partir de caulim durp (flint)
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-23) FERREIRA, Aline Lopes; PINHEIRO, Alice dos Prazeres; http://lattes.cnpq.br/6671972168040423; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A síntese zeolítica é composta por diversos fatores reacionais, no qual ao se alterar uma condição, pode ocasionar na modificação significativa da tendência de intensidade dos cristais zeolíticos ou do tipo de zeólita formada. Nesse contexto, este trabalho tem o objetivo de explorar a mudança da proporção de Si/Al em diferentes períodos de tempo e analisar o produto formado. Inicialmente, foi realizada a caracterização do caulim duro através de análises de FRX, DRX, MEV, TG, DTG e DSC. Posteriormente, efetuou-se a calcinação do caulim duro a 650 °C por 2 horas, com finalidade de transformar o material de partida em metacaulinita facilitando a reestruturação em zeólita no meio reacional do processo hidrotermal dinâmico. Ao todo, foram realizadas 7 sínteses hidrotermais com proporções de Si/Al diferentes, cada uma com duração de 6 horas. Em cada síntese foi retirada alíquotas de meia em meia hora sendo filtradas, cujo líquido foi utilizado para realização da titulação, enquanto o material particulado do período de 1, 2, 4 e 6 horas foram aplicados para a verificação no Difratograma de Raios X (DRX) e MEV. Em todos os produtos foram observadas as fases cristalinas referentes à zeólita A, sodalita e em alguns pontos de faujasita e cancrinita. Diante dos dados obtidos, verificou-se que todas as composições utilizadas tiveram resultados satisfatórios com formação de zeólita desde 1 hora de síntese, ou seja, curto período de tempo. Além disso, foi possível verificar de forma visível através da intensidade dos picos e surgimento ou desaparecimento de tipos zeolíticos, a interferência do tempo e da proporção de Si/Al no meio. Além do DRX, utilizou-se a análise por dendrograma com intuito de identificar agrupamentos, ou seja, quais produtos tiveram características semelhantes podendo analisar intervalos de melhor formação. O MEV foi realizado com o material de 1 hora, verificando morfologia característica de zeólita A e sodalita principalmente nas proporções de Si/Al=1 e 1,5. A concentração de NaOH no meio, verificada por meio da titulação, apresentou pouco consumo deste reagente ao longo da síntese. Dessa forma, concluiu-se que as condições reacionais aplicadas no caulim duro mostraram capacidade de formar zeólitas, possibilitando a verificação da formação.
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Avaliação do potencial biotecnológico para o tratamento de um minério de ouro de uma mina do estado do Amapá
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-08) GRANGEIRO, Luana Cardoso; BEVILAQUA, Denise; http://lattes.cnpq.br/9156111627025084; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A bioxidação é um dos pré-tratamentos utilizados antes da cianetação convencional para promover a solubilização de metais como cobre, ferro através da ação oxidante de micro-organismos nos sulfetos metálicos. Esta técnica consolidada é utilizada antes do processo de cianetação para reduzir o consumo de cianeto livre e tornar o ouro acessível aos processos posteriores de recuperação, elevando significativamente a extração deste metal. Desta forma, o presente trabalho consiste em estudar a melhor rota biotecnológica para o pré-tratamento de um minério aurífero e o efeito destes tratamento na avaliação do consumo de cianeto durante a cianetação . Para este fim, testes de bioxidação foram conduzidos em escala de laboratório utilizando um minério aurífero (90g/ton Au) proveniente de uma mina situada no Estado do Amapá, Brasil. As culturas bacterianas utilizadas nos testes biológicos de 20 dias foram Acidithiobacillus ferrooxidans, linhagem LR e Acidithiobacillus thiooxidans, linhagem FG01. Os produtos do processo de bioxidação foram submetidos a ensaios de cianetação para testes de avaliação de consumo de cianeto e recuperação de ouro. Os estudos experimentais realizados mostraram que após 24h de cianetação da amostra mineral sem tratamento a recuperação de ouro foi de 93% (32 mg/L) com o consumo de NaCN de 2,86 kg.t-1, enquanto a melhor extração entre as amostras bioxidadas foi a do biorreator R2 de condição oxidante com 87% (30 mg/L) de ouro, e com consumo de 2,64 kg.t-1 de NaCN. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da técnica de bioxidação antes da cianetação para a redução no consumo de cianeto.
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Determinação de propriedades termofísicas e estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas envolvendo líquidos iônicos próticos
(Universidade Federal do Pará, 2017-03-24) GOMES, Rossimar dos Santos; SILVA, Silvana Mattedi e; http://lattes.cnpq.br/8741124364246075; SANTOS, Geormenny Rocha dos; http://lattes.cnpq.br/0844662601945669
Este trabalho consistiu na síntese dos líquidos iônicos próticos (propionato de etil-2-hidroxietilamônio [E2HEA][PR], propionato de dietilamônio [DEA][PR] e propionato de butilamônio [BA][PR]) e determinação de densidade e viscosidade dos líquidos iônicos próticos [DEA][PR] e [BA][PR] puro e dos sistemas binários formados por estes líquidos iônicos + água a diferentes temperaturas e pressão atmosférica. Os dados de densidade foram determinados utilizando um densímetro digital e viscosidade pelo viscosímetro, ambos da Anton Paar, os resultados experimentais foram usados para obter o volume molar em excesso (𝑉𝑚𝐸), o volume molar aparente (𝑉∅,1), desvio de viscosidade (Δη) e energia livre de Gibbs em Excesso (ΔGE), sendo os resultados correlacionados com a equação do tipo Redlich-Kister ou Redlich-Meyer. Os resultados foram comparados e discutidos com base nas interações moleculares entre os componentes estudados. Também foram determinados os dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para sistemas envolvendo 1-butanol + água + líquidos iônicos próticos: [E2HEA][PR] ou [DEA][PR] ou [BA][PR] à 298,15 K, sendo os sistemas quantificados pelo método gravimétrico. A qualidade dos dados de equilíbrio foi verificada pelos métodos semi-empíricos de Othmer-Tobias e Hand. A partir dos dados de equilíbrio obtidos, os valores de coeficiente de distribuição encontrados indicaram o comportamento hidrofílico dos LIs estudados. Os dados de equilíbrio foram correlacionados utilizando os modelos NRTL e UNIQUAC, o qual foi observado que o modelo NRTL correlacionou de forma mais satisfatória apresentando desvio global de 1,56 % para o NRTL e 1,78 % para o UNIQUAC.
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Dinâmica molecular de armazenamento de H2 em nanotubos de carbono sob ação de campo elétrico externo
(Universidade Federal do Pará, 2016-01-27) AIRES, Júlio Cesar Nunes; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Foram analisadas várias propriedades termodinâmicas através de sistemas de simulações computacionais, onde se utilizou um nanotubo de carbono uma molécula de gás (H2), a temperatura inicial muito baixa, da ordem de 10-3K. Esta molécula de H2 foi escolhida devido à suas propriedades serem de grande aplicação, em diferentes ramos de estudo, das ciências físicas, químicas e biológicas. A molécula de H2 foi relaxada individualmente fora e dentro do nanotubo durante as simulações. Cada sistema foi submetido à influência de um campo elétrico uniforme paralelo ao nanotubo de carbono e o efeito térmico sobre a temperatura inicial nas simulações gerando o efeito evanescente. Devido ao campo elétrico, a molécula em baixa temperatura gira em órbita sobre o nanotubo de carbono enquanto se aumenta o valor do campo elétrico permitiu a variação do raio da órbita dos átomos. As quantidades calculadas foram as seguintes: a energia cinética, a energia potencial, a energia total, a variação da temperatura in situ, a entropia molar e o raio médio da órbita de átomos. Os dados sugerem apenas a ação do campo elétrico é suficiente para gerar o potencial atrativo evanescente e este sistema pode ser usado como um sensor selecionador de átomos.
Acesso aberto (Open Access)
Energy generation by renewable hybrid sources with pumped storage
(Universidade Federal do Pará, 2022-10-25) FURTADO, Gilton Carlos de Andrade; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Com o aumento do uso das fontes renováveis, a necessidade de armazenamento energético se torna importante para garantir que a geração de energia possa atender a demanda por eletricidade. Este trabalho visa explorar o potencial de geração e armazenamento de energia existente em usinas hidrelétricas e barragens. É analisado o caso de Tucuruí, no qual as Eclusas e as ilhas formadas no reservatório superior oferecem oportunidade de implantação de sistemas renováveis. São pesquisados, em revisão de literatura, os sistemas similares existentes no hemisfério sul, com destaque para os casos do Brasil e África. Para as Eclusas, inicialmente, é avaliada a viabilidade de implantação de um sistema híbrido solar com armazenamento bombeado, comparando-se com uma proposta puramente fotovoltaica. Logo após, um sistema otimizado é proposto considerando as diferenças tarifárias previstas nas regras do setor elétrico brasileiro. Na ilha estudada, são analisadas as vantagens do uso de bombas funcionando como turbina como meio de produção e armazenamento energético. Os casos estudados mostraram resultados interessantes do ponto de vista técnico e econômico, apresentando tempo de retorno do investimento abaixo da média, investimentos iniciais reduzidos e facilidade de manutenção. A estrutura física das Eclusas e barragens já existente mostra-se favorável a sistemas desta natureza demonstrando que a expansão do transporte hidroviário no Brasil e no mundo deve ser planejado para prover armazenamento energético em sincronia com fontes de geração renovável.
Acesso aberto (Open Access)
Espectroscopias RAMAN, IR, DOS, UV-Vis e dicroismo circular das toxinas (anatoxina-a, anatoxina-as, cilindrospermopsina, homoanatoxina-a e saxitoxina) das algas.
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-02) LOBATO, Marinaldo Carvalho; COSTA, José Francisco da Silva; http://lattes.cnpq.br/9492719731740641; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699
A presente dissertação tem como objetivo compreender a espectroscopia RAMAN, IR, DOS, UV-Vis e Dicroísmo Circular, de moléculas de toxinas de algas Anatoxina-a, Anatoxina-a(s), Cilindrospermopsina, Homoanatoxina-a e saxitoxina. Utilizou-se o software Gaussian 09W para os cálculos teóricos de minimização de energia correspondente ao método da mecânica molecular MM+ com o nível funcional B3lyp/6-311++G (d,p), empregada tanto na otimização da geometria quanto nos cálculos de espectrometria UV-Vis, Densidade de Estado e Dicroísmo Circular das moléculas no solventes água. Os resultados da pesquisa mostram relevantes espectros de UV-Vis, Densidade de Estado, Dicroísmo Circular, Raman e Infravermelho na elaboração de Tabelas que identificam os modos de vibrações moleculares de toxinas supracitadas, que levaram a identificar os tipos de vibrações em cada região contido nos intervalos de comprimento de ondas específico. Verificou-se que cada toxina de algas apresenta um gap especifico o que possibilita identificar aquela que apresenta maior reatividade em relação a outra (menor gap) ou maior estabilidade (maior gap). Para o MEP (mapa de potencial eletrostático) possibilita observar a região que apresenta maior concentração de cargas negativas o que pode ser útil para identificar regiões de reativação entre a toxina e uma proteína. Conclui-se a pesquisa considerando a comparação experimental entre a toxina cilindrospermopsina com análises gráficas dos espectros de UV-Vis o que levou a um percentual de 0,5% como margem de erro, mostrando-se que a base B3lyp/6-311++G(d, p) escolhida foi muito significante para comparação entre os dados teórico em relação a experimental.
Acesso aberto (Open Access)
O estudo da docagem e dinâmica molecular de potenciais fármacos: rodatina, scedapina C e cequinadolina A, utilizados no tratamento da SARS-COV-2
(Universidade Federal do Pará, 2022-05-06) LIMA, Antonio Sanderlei dos Santos; ALMEIDA, Ossalin de; http://lattes.cnpq.br/7040173036131516; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-3895-0952; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Devido ao estudo de novos fármacos no combate ao vírus do SARS-COV-2, o qual está causando a pandemia do COVID-19, neste trabalho, abordamos o uso de três drogas (Rodatina, Scedapina C e Cequinadolina A) como possíveis inibidores da SARS-CoV-2, pois possuem diversas propriedades interativas, mostrando potencial para serem utilizadas no tratamento da doença COVID-19. O docking molecular forneceu informações sobre a energia de afinidade os quais foram -8,186, -9,617, - 7,866, -7,601, -7,527 kcal/mol, para as melhores conformações com Cequinadolina A. Os acoplamentos moleculares e energia de afinidade mostraram os resíduos do sítio ativo das macroestruturas, e analisamos o mapa de potencial eletrostático para prever alguns candidatos promissores a antagonistas de vírus. Foram utilizadas técnicas de dinâmica molecular, onde os alvo foram as estruturas externas do vírus, mas especificamente a proteína envelope, protease principal, glicoproteína Spike. Utilizando os módulos do GROMACS 2021.2, os resultados mostraram que os ligantes possuem características de interação no decorrer do tempo. A dinâmica molecular forneceu valores entre 1,5 e 4,5Å, para o desvio quadrático médio das posições atômicas. Dentre os resultados obtidos através da dinâmica molecular, notou-se que as ligações de hidrogênio, quando comparadas ao calculo da raiz quadrada do desvio quadrático médio, sofreram mudança na quantidade de ligações de hidrogênio no processo de ligação, de acordo com a proximidade do ligante usado para filtrar poses irreais no encaixe, e também melhorou a precisão do cálculo de energia de ligação. A análise dos acoplamentos moleculares mostraram que os resíduos do sítio ativo S-gly interagiram fortemente com as três drogas. A reutilização desses medicamentos no combate ao SARS-CoV-2 pode ser candidatos via antagonistas do vírus, que se confirmados por meio de abordagens experimentais, podem contribuir para a resolução da crise global da pandemia de COVID-19.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da hidrólise enzimática do caroço de açaí (euterpe oleraceae mart) para a produção de etanol
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-31) CORDEIRO, Márcio de Andrade; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; ALMEIDA, Ossalin; http://lattes.cnpq.br/7040173036131516; https://orcid.org/0000-0003-3895-0952
O aproveitamento do caroço de Açaí (Euterpe oleracea Mart), com fins energéticos tem sido pouco estudado, por tanto buscou-se nesse trabalho estudar a produção de etanol de segunda geração a partir da hidrólise enzimática do caroço de açaí in natura e tratado com solvente em duas condições de temperaturas (60 e 70 °C). A enzima utilizada neste estudo β-glucosidase, conforme especificações técnicas (Tabela 5). As amostras do caroço de açaí, passaram por lavagem, secagem à temperatura ambiente, e em estufa com circulação de ar a 105 ± 5 ºC, até peso constante, moagem e tratamento com solvente. O teor de umidade e o rendimento em base úmida do caroço de açaí “in natura” foi de 39,59 e 60,41%. A análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV), permitiu fazer uma análise da estrutura e da presença de elementos químicos (C, O, Si e Al) no caroço e na fibra. O extrato etanoico do caroço de açaí apresentou capacidade satisfatória (82%) para sequestrar radicais livres (atividade antioxidante), frente ao radical livre DPPH. Como resultados do processo de hidrólise enzimática, o caroço de açaí sem tratamento (CANT60) mostrou ser uma biomassa lignocelulósica promissora para a obtenção de etanol de segunda geração, por conter um alto teor de celulose (40,29%), além de apresentar bons rendimentos na liberação de glicose (13,687 g.L-1) após a hidrólise enzimática. Os teores médios de cinzas para CANT e CAT foram de 0,15 e 0,13%. No tratamento com solvente do caroço de açaí, na conversão de celulose em glicose, o rendimento ficou abaixo de 25%, nas duas condições de temperaturas (60 e 70 °C), pois não foi capaz de desestruturar a parede vegetal da biomassa, em especial, celulose, hemicelulose e lignina, tornando os açúcares fermentescíveis disponíveis no processo de hidrólise enzimática, devido aos possíveis inibidores gerados no tratamento. Mediante a análise dos dados experimentais, podemos dizer que a melhor condição da hidrólise enzimática do caroço de açaí foi o CANT60 e que a glicose obtida pela hidrólise enzimática do caroço de açaí foi bem assimilada pela levedura Saccharomyces cerevisiae para a produção de etanol.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido na produção de agregado cerâmico a base de aluminossilicatos e resíduo do processo Bayer
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-10) BRITO, Carlos Eduardo Costa; SOUSA, Jose Antonio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A grande preocupação em relação a geração de resíduos industriais está relacionada aos efeitos que estes materiais podem ter sobre o meio ambiente e a saúde humana, tendo em vista que os resíduos perigosos produzidos pela indústria necessitam de cuidado e atenção especial, pois se geridos de forma inadequada, podem vir a se tornar uma grave ameaça ao meio ambiente. Neste sentido, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem do resíduo proveniente do processo Bayer, como matéria prima na produção de agregado sintético, visando a construção civil. Além disso, este estudo analisou a influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido durante a sinterização na produção de agregados cerâmicos a base de resíduo do beneficiamento da bauxita por conta deste óxido, além de material fundente, também atuar na formação de vidro de menor viscosidade, podendo influenciar de forma positiva na resistência mecânica do material. Para a conformação dos agregados foi adotada uma composição à base de resíduo de bauxita e sílica com e sem adição de óxido de cálcio. As pelotas foram produzidas em tambor rotativo e sinterizado em temperaturas de 1180, 1200 e 1250 °C com patamar de queima de 3h. Para a caracterização das matérias-primas foram empregadas as técnicas de Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica (TG). Para a caracterização do agregado foram realizados os ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), DRX e DSC das formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. As propriedades físicas e tecnológicas determinadas foram: Absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente. Os estudos realizados neste trabalho mostram que o resíduo de bauxita pode ser aplicado como fonte de matéria-prima alternativa para a produção de agregado cerâmico sintético. Os resultados obtidos mostram ainda que a utilização do óxido de cálcio influenciou diretamente nas reações de estado sólido, principalmente na reação de formação de mulita. Desta forma, a produção de agregado sintético com adição de óxido de cálcio mostrou-se uma destinação promissora para o resíduo do processo Bayer.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da obtenção de biocombustíveis a partir da rota tecnológica de craqueamento utilizando carbonato de sódio e lama vermelha como catalisadores
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-26) OLIVEIRA, Romero Moreira de; MOTA, Silvio Alex Pereira da; http://lattes.cnpq.br/2688995977218366; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste trabalho foi estudado o processo de destilação do produto líquido orgânico, obtido no craqueamento catalítico do óleo de palma (Elaeis guineensis, Jacq) bruto em escala piloto, empregando os catalisadores carbonato de sódio (Na2CO3) e a lama vermelha, variando o percentual de catalisador em 10% m/m e 15% m/m em relação à matéria prima utilizada, sendo fixada uma temperatura operacional de 450ºC, visando obter frações de biocombustíveis (bio-gasolina, bio-querosene e bio-óleo) semelhantes aos combustíveis derivados do petróleo. Os catalisadores foram submetidos a um pré-tratamento de desidratação durante 2 horas em uma estufa à 300ºC, posteriormente foram realizadas as análises de DRX, IR e TG. Quanto à matéria prima, foram realizadas análises físico-químicas, visando à caracterização do óleo de palma. Os produtos líquidos orgânicos (PLOs) obtidos foram submetidos a operações unitárias de separação, decantação e filtração simples em escala de bancada, para posteriormente serem realizadas análises físico-químicas e composicionais. Os PLOs foram destilados em uma coluna Vigreux de seis (06) estágios, e as frações condensadas foram coletadas de acordo com as faixas de destilação da gasolina (60ºC - 190ºC), querosene (190ºC - 235ºC) e diesel (235°C - 370ºC), para posteriormente serem caracterizadas. Verificou-se uma melhor eficiência para o catalisador carbonato de sódio a 15% m/m quanto a redução do índice de acidez, cerca de 1,7 mgKOH/g, assim como uma conversão mássica de 97% do óleo em PLO, notou-se também que, ao aumentar a quantidade de catalisador, isto favoreceu a obtenção de um produto final com uma melhor qualidade. A lama vermelha por outro lado, apresentou rendimentos de até 64% m/m e produtos com baixa acidez cerca de 62,90 mgKOH/g, comparando este resultado com dados encontrados na literatura. A partir dos resultados finais, verificou-se a eficiência dos catalisadores, no qual o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos com baixa acidez e com boas características para uso como combustível.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo das alterações petrofísicas e mineralógicas em amostras de calcita e dolomita decorrentes da interação com água carbonatada e CO2 supercrítico
(Universidade Federal do Pará, 2023-05-29) SOUZA, Felipe Pereira de; LUCAS, Cláudio Regis dos Santos; http://lattes.cnpq.br/1695226159975283; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5443-462X; AUM, Pedro Tupã Pandava; http://lattes.cnpq.br/7515419219571335; https://orcid.org/0000-0002-2339-9865
As técnicas de captura, utilização e armazenamento de CO2, conhecidas pela sigla CCUS (do inglês: Carbon capture, utilization, and storage), têm sido estudadas como ferramentas primordiais para que sejam alcançadas as metas de descarbonização, estipuladas para desaceleração da elevação da temperatura média da terra. Neste contexto, o armazenamento geológico, consiste na injeção de CO2 na formação rochosa, para que fique aprisionado em aquíferos salinos, jazidas de carvão mineral ou reservatórios de petróleo. A injeção de CO2 já é realizada, por exemplo, nos campos do Pré-sal brasileiro, onde o óleo produzido apresenta elevada concentração de CO2 em sua composição. Espera-se que outras estruturas geológicas possam ser utilizadas para o armazenamento geológico de carbono. Contudo, os locais geológicos devem ser cuidadosamente selecionados, sendo um dos pontos chaves a estabilidade geoquímica em decorrência do contato do CO2 com a formação rochosa. Assim, este projeto visou estudar o processo de interação do CO2 com formações de rochas carbonáticas, de forma a aumentar o conhecimento fundamental relativo aos processos de interação rocha-fluido no armazenamento geológico de CO2. A metodologia incluiu a análise das propriedades petrofísicas de rochas carbonáticas comerciais (Indiana Limestone e Silurian Dolomite) e da amostra de carbonato dolomítico da Formação Itaituba, antes e após a exposição ao CO2 na forma de água carbonatada e na forma supercrítica. Também utilizamos a microtomografia de raios-X para estudar a estrutura porosa das amostras em diferentes escalas. Os resultados mostraram que as amostras das rochas Indiana apresentam porosidade distribuída, sendo essencialmente formada por estruturas compostas predominantemente por paletes, grãos esqueléticos, oóides e fragmentos de conchas. As amostras de Silurian Dolomite, apresentaram uma estrutura formada, por menos poros, contudo maiores e mais concentrados. As amostras de rocha da formação Itaituba, apresentaram baixíssima porosidade e permeabilidade. As propriedades petrofísicas tiveram evolução após o contato com CO2. Os estudos de interação rocha-fluido apresentarão mudança nas matrizes das rochas decorrente do processo de dissolução/ou expansão de poros. A técnica de microtomografia de raios-X foi utilizada no imageamento das amostras para visualizar a mudança da morfologia das rochas, a técnica permitiu a comparação de antes e pós ataque de CO2. As análises de DRX e FRX apresentaram resultados positivos quanto a composição mineral das amostras utilizadas. Os resultados deste trabalho irão contribuir com a redução de incertezas relacionadas aos processos e mecanismos do armazenamento geológico de CO2.
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.