Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Química
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Navegando Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Química por Orientador "Poço, João Guilherme Rocha"
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Dissertação Oxidação catalítica de açúcares(2016) Lima, F. S.A glicose tem atraído muita atenção como biomassa renovável para a síntese de produtos orgânicos, seja por meio de processos químicos ou biotecnológicos. Dentre os produtos industriais que podem ser obtidos a partir da glicose pode-se citar o ácido glicônico que devido a sua baixa toxicidade é utilizado na fabricação de bebidas e para realçar o sabor em alguns alimentos. O gliconato de sódio, é o principal derivado comercializado, o sal de sódio do ácido glicônico é formado pelo excesso de soda que foi adicionado ao meio reacional, para manter o pH alcalino durante a sua produção, tendo as mesmas aplicações citadas para o ácido glicônico. Neste trabalho, a glicose e a mistura de glicose e frutose foram submetidas à oxidação catalítica com ar utilizando o catalisador Pd-Pt-Bi/C comercial. Foram variados o pH e a temperatura com o intuito de avaliar as melhores condições para a formação do ácido glicônico/gliconato. O consumo de hidróxido de sódio foi monitorado durante os ensaios e a conversão da glicose foi determinada por estequiometria e por espectrofotometria e o conteúdo de ácido glicônico/gliconato foi determinado por cromatografia (HPLC). Observou-se que o pH de reação ótimo se situa em torno de 9,5 e a temperatura ótima por volta de 55 oC, e ainda que a frutose tem efeito benéfico na seletividade da reação.Dissertação Produção de 5-hidroximetil-2-furfural a partir de frutose catalisada por compostos de nióbio, de zircônio, e de resinas de troca iônica superacidificadas(2018) Antonio, I. L.A produção de novos materiais não provenientes do petróleo acaba sendo muito desafiadora para os cientistas, gerando novas tecnologias que tornam os processos ambientalmente viáveis e sustentáveis. Um dos principais desafios desses processos está relacionado à redução de impactos ambientais, o que implica a necessidade de desenvolver materiais que eliminem a utilização e a produção de substâncias tóxicas. Uma alternativa para responder a essa demanda é investir em novos processos de biorrefinarias para converter a biomassa em biocombustíveis, bioenergia e produtos químicos orgânicos. O 5-hidroximetilfurfural (HMF) é um composto chave para produção de combustíveis e compostos de química fina a partir de fontes renováveis, com grande potencial de substituir derivados do petróleo, matérias plásticas sintéticas, produtos oriundos da química fina e fármacos. É produzido, principalmente, por desidratação da frutose ou da glicose utilizando-se catalisadores ácidos. Neste trabalho, essa reação foi estudada utilizando-se um reator tubular de leito recheado (PBR), empregando-se catalisadores à base de compostos de nióbio e de zircônio, ambos minerais abundantes no Brasil e com potencial aplicação como catalisadores, além de resinas de troca iônica modificadas (resinas CT275 e SGC650H superacidificada) e como solventes o DMSO (dimetilsulfóxido) e soluções constituídas por DMSO e água. Dentre todos catalisadores preparados e avaliados, as resinas de troca iônica superacidificadas geraram os melhores resultados, seguidos dos catalisadores à base de composto de zircônio e daqueles produzidos com compostos de nióbio. A comparação entre os rendimentos máximos obtidos utilizando-se as resinas CT275 e SGC650H e as suas formas superacidificadas mostrou uma diferença significativa entre os resultados obtidos, atingindo 28% e aproximadamente 100%, respectivamente. Nesse estudo, o tempo de reação foi a única variável significativa. Os melhores resultados observados foram para o sistema de alimentação constituído por DMSO e frutose. É importante salientar que nos resultados obtidos com as soluções preparadas de DMSO e água (9:1 molar e 9:1, em massa) praticamente igualaram os resultados obtidos com o solvente DMSO anidro. Para os demais catalisadores utilizados foi observado que nos meios reacionais formados por sistemas mistos constituídos por DMSO e água ocorreu uma diminuição de forma acentuada na conversão de frutose para HMF.Dissertação Reação de deslocamento gás-água de alta temperatura utilizando misturas sintéticas de gás(2022) Meyer, Dênis CorrêaA busca por fontes renováveis de energia que sejam capazes de substituir os combustíveis fósseis vêm se intensificando com o passar dos anos, fazendo que diversas fontes de energia sejam estudadas e desenvolvidas com o propósito de atender a demanda mundial de energia sem causar impactos ao meio ambiente. Uma das fontes de energia com potencial para substituir os combustíveis de origens fósseis são os combustíveis obtidos a partir do gás de síntese. As rotas termoquímicas são uma das principais vias de produção desse gás, sendo o processo gaseificação de biomassas um dos mais empregados, e, consequentemente, a reação de deslocamento gás-água (water-gas shift), que é responsável pelo ajuste da composição do gás de síntese de forma a atender a demanda dos processos seguintes. Com o propósito de avaliar a conversão de CO e a relação de H2/CO obtida com a reação de water-gas shift, foram realizados ensaios variando diversos parâmetros, como por exemplo: a relação molar entre os reagentes, a velocidade espacial, o tempo de uso do leito de catalisador e o tamanho do catalisador. Os resultados indicaram que o aumento da relação de vapor de água para monóxido de carbono (S/CO) levaram ao aumento da conversão de CO e da relação de H2/CO na saída da reação, atingindo valores de 77,47% e 6,89, respectivamente. O aumento da velocidade espacial de 5.600 para 15.100 h-1 resultou em uma redução do valores de conversão de CO, de 77,47 para 51,96%, e da relação H2/CO de 6,26 para 1,81. Os ensaios realizados utilizando o mesmo leito de catalisador ao longo de quatro dias consecutivos permitiram concluir que houve uma leve redução nos valores de conversão de CO, de 66,14 para 63,90%, e dos valores de H2/CO, de 7,40 para 6,00. Três tamanhos diferentes de catalisador foram utilizados para avaliar o impacto na conversão de CO e da razão de H2/CO. O catalisador com tamanho entre 0,53 e 1,00 mm apresentou os melhores resultados, atingindo 74,02% de conversão de CO e 6,28 da razão de H2/CO após a reaçãoDissertação Seleção de agentes reticulantes para resina acrílica em revestimento externo para embalagens de alumínio no segmento de bebidas(2018) Santarelli, MichelliDentro do conceito de tintas e vernizes, sabe-se que existem inúmeros tipos de aplicações e uso, a formulação de cada tinta e verniz é preparada para atender as exigências de cada mercado, como por exemplo, no mercado de latas para bebidas, que a principal exigência é conservar o alimento, atendendo as normas alimentares da ANVISA e normas de segurança. Sabe-se que as propriedades de cada material estão intimamente ligadas à sua estrutura química, portanto o estudo e desenvolvimento de novos materiais tornam-se uma tarefa complexa e difícil. Essa dissertação tem por objetivo apresentar um estudo sobre verniz externo à base de água para revestir latas de alumínio no segmento de bebidas. Neste mercado de latas de bebidas as exigências com qualidade são muito grandes, no caso do verniz externo, necessita-se de um verniz com boa resistência ao risco. Para melhorar as resistências físicas há necessidade de reagir à resina padrão com um agente de reticulação. Nesta dissertação será apresentada uma comparação das propriedades de um verniz acrílico reticulado com seis tipos de resinas amínicas diferentes, são elas: melamina metilada, melamina butilada, glicoluril, uréia metilada, uréia butilada e a benzoguanamina. Foram formuladas vinte e cinco amostras diferentes, que foram avaliadas em relação às propriedades físicas, como aderência, durabilidade, impacto e flexibilidade e também as propriedades químicas, como resistência a metil etil cetona, a solução de violeta de metila, entre outras. Os corpos de prova foram confeccionados no mesmo material utilizado nos processos fabris. A secagem dos mesmos foi realizada em uma única estufa térmica, assim evitando oscilações entre as amostras. Também foi estudado as reações químicas envolvidas nas formulações através do FTIR e DSC, foram observadas as reações envolvidas para cada agente de reticulação. Os resultados encontrados mostraram que existem diferenças significativas entre os agentes de reticulação, entre os agentes testados, o verniz com melamina metilada obteve o melhor resultado nas análises, sendo eficaz em quase todos os testes realizados. Em segundo lugar, o verniz com benzoguanamina mostrou boa performance. Os outros agentes testados não atingiram resultados satisfatórios perante as metas estipuladas.