Trabalhos de Conclusão de Curso
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- Trabalho de Conclusão de CursoAvaliação do efeito do banho de ultrassom na recuperação do ácido tereftálico a partir da despolimerização do poli(tereftalato de etileno)(2023-02-15) Manfredi, Giovani Lucas Menegatti; Martins, Leonardo Toledo; Portela, Patricia Gomes; Braga, Renan Alves; Bezerra, William PereiraPelo fato do poli(tereftalato de etileno) (PET) ser um poliéster quimicamente estável e possuir um elevado número de aplicações, a sua produção e consumo vêm crescendo consideravelmente nos últimos tempos. O elevado consumo de materiais plásticos junto ao descarte inadequado, dão origem a alguns impactos ambientais que são alarmantes. Para minimizar os impactos ambientais gerados pelo descarte indevido do PET, são propostas técnicas de reciclagem. A reciclagem química tem instigado estudos por parte da comunidade científica, visto que podem ser obtidos produtos de alto valor agregado e que podem ser utilizados em novos processos industriais ou até mesmo para a sintetização de novas resinas PET. Neste trabalho foi tratado uma das etapas do processo de reciclagem química das resinas de poli(tereftalato de etileno) pós consumo, através da hidrólise em meio ácido com o auxílio do banho de ultrassom, com a finalidade de analisar quais são as melhores condições de reação para se obter o ácido tereftálico (PTA) com um grau de pureza adequado para ser reutilizado no processo de fabricação de resinas PET. Foram realizados experimentos utilizando soluções de ácido sulfúrico, nítrico e ácido fluorântimonico hexahidratado, sob aquecimento ou em banho de ultrassom. Como resultados, recuperou-se: 97,4 % do PTA através da solução de ácido sulfúrico 14 M sob aquecimento; 33,9 % do PTA através da solução de ácido nítrico 8 M sob aquecimento. Outros experimentos foram realizados utilizando as soluções ácidas sob aquecimento com a adição de um catalisador de transferência de fase (iodeto de tetrabutilamônio), apresentando resultados de recuperação de PTA satisfatórios, sendo que as massas obtidas de PTA mais que dobraram em relação aos experimentos em que não foram utilizados o catalisador de transferência de fase. Os experimentos utilizando soluções de ácido fluorântimonico hexahidratado 0,15 e 0,3 M sob aquecimento, não apresentaram resultados satisfatórios, não havendo nenhuma recuperação do ácido tereftálico. As mesmas soluções de ácido sulfúrico, nítrico e ácido fluorântimonico hexahidratado que foram submetidas ao aquecimento também foram colocadas em banho de ultrassom sem aquecimento, e os resultados dos experimentos obtidos utilizando o meio ácido em banho de ultrassom não foram satisfatórios, apresentando baixa recuperação do PTA quando utilizada as soluções de ácido sulfúrico 12 e 14 M, e as demais soluções ácidas utilizadas em banho de ultrassom não apresentaram nenhuma recuperação do PTA.
- Trabalho de Conclusão de CursoAproveitamento integral de resíduos de tecido de algodão para produção de biocombustível (etanol 2G) e bioproduto (carboximetilcelulose)(2022-12-07) Silva, Bianca de Lima; Fukamizu, Daniel Isao; Silva, Denise Rodrigues Barbosa da; Gauto, Lucas Pazinato; Oshikata, Milena Sayuri Kaminaga; Blas, Natalia SilvaCom a crescente demanda por combustíveis renováveis, torna-se necessário o uso de processos que permitam o uso de materiais lignocelulósicos para produção de biocombustíveis de segunda geração. Em contrapartida, a indústria têxtil é um ramo da indústria brasileira que gera impactos negativos ao meio ambiente, em especial, pela má destinação de sua grande quantidade de resíduo. A indústria brasileira gerou em média 160 mil toneladas de resíduos têxteis por ano antes do período de pandemia (2018), sendo que a maioria destas toneladas são direcionadas à aterros. Tendo em vista o exposto, o presente trabalho tem como objetivo o aproveitamento de resíduo de tecido de algodão da indústria têxtil para a obtenção de etanol de segunda geração a partir da fermentação com a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae de açúcares fermentescíveis obtidos via hidrólise enzimática do material celulósico presente no algodão. Experimentos de hidrólise enzimática foram realizados avaliando os efeitos da concentração de enzima e biomassa. Sob condições otimizadas, operando em uma concentração elevada de biomassa (20% m/v) e dosagem enzimática de 15 FPU/gcelulose, foi possível obter uma concentração de açúcares redutores de 103 g/L correspondendo à uma conversão de celulose a glicose de 47,34%. Observou-se que a carga de sólidos é o fator que mais impacta a produção de açúcares redutores da hidrólise enzimática. Por outro lado, a carga enzimática não apresentou grandes variações nas taxas de conversão, devido à fatores como o contato limitado promovido pela agitação e o tempo de reação. A fermentação da solução açucarada obtida da melhor condição experimental avaliada teve conversões acima de 99% de glicose consumida, e em média 86,91% de conversão de glicose a etanol, o qual corresponde a um teor de etanol de 42,55 g/L. Além disso, utilizando a celulose residual do tecido de algodão resultante da etapa de hidrólise, foi possível avaliar qualitativamente a produção de carboximetilcelulose (CMC) via RMN em espectrofotômetro, o que significa que os resíduos sólidos da hidrólise podem ser reaproveitados para sua produção. Sendo assim, com base no observado, o processo de produção de etanol de segunda geração a partir de resíduos de tecido de algodão mostra grande potencial principalmente após uma futura otimização da hidrólise enzimática, que possui conversão de celulose a glicose abaixo de 50%.
- Trabalho de Conclusão de CursoAvaliação da argila montmorillonita e argila bentonita para a adsorção de íons de cobre presentes na aguardente de cana-de-açúcar(2022-12-07) Meirelles, Bianca Moura de; Bonanni, Gabriel Príncipe Gimenes; Gallo, Giovanna Ruiz; Fais, Juliana D’angelo Boveri; Galdino, Kemilyn Rodrigues Amâncio; Silva, Paula Colhado Freitas daA remoção de íons metálicos pela técnica de adsorção vem ganhando espaço nas áreas de tratamento de efluentes, principalmente devido a sua toxidade, tanto para o ambiente quanto para a saúde humana, e que pode ser estendida para todos os demais segmentos da indústria química, farmacêutica, agro e alimentícias. O processo de produção da cachaça artesanal, por exemplo, devido ao uso de alambiques de cobre na etapa de destilação, resulta no acúmulo desse metal no produto e, devido a fiscalização fraca, grande parte deste produto contaminado é vendido no mercado. Neste contexto, o presente trabalho avaliou a eficiência da retirada do cobre existente nas aguardentes de cana-de-açúcar, a partir do processo de adsorção, utilizando argilominerais como adsorventes, uma vez que possuem as propriedades adequadas como a alta área superficial que auxilia na interação com o adsorvível. Com isso, utilizou-se as argilas montmorillonita e bentonita, ambas previamente calcinadas, analisadas em condições diferentes, como meio comparativo para que a eficiência de remoção de cada adsorvente seja observada. Foi obtido resultados com alta eficiência de adsorção, mostrando que a argila bentonita é mais eficiente em comparação com a argila montmorillonita.
- Trabalho de Conclusão de CursoOtimização de reator de polimerização(2021-12-10) Piedade, Fernanda Gomes; Camilo, Lara Cristina da Silva; Prevedel, Matheus Menna Barreto; Nascimento, Natália BravinA indústria de tintas e vernizes no país evoluiu muito nos últimos anos devido à crescente necessidade dos mercados nacional e internacional, o que exigiu das empresas o fornecimento de produtos e serviços com melhor qualidade. Nessa indústria, o poli metacrilato de metila (PMMA) é um produto relevante, logo é necessário garantir que este apresente suas principais propriedades mecânicas e químicas dentro das especificações exigidas. Tais propriedades como resistência mecânica e química são afetadas por características poliméricas como massa molar média, índice de fluidez, compatibilidade entre o polímero e o solvente, dentre outras, que são amplamente influenciadas pelas condições de processo. Sendo assim, este trabalho propõe avaliar e otimizar o processo de polimerização de metacrilato de metila (MMA) realizado em um reator semi-batelada, cuja reação é conduzida em solução, aplicando como solvente o xilol e peróxido de benzoíla como iniciador da polimerização. Para isso, estudou-se o modelo matemático que descreve o sistema e, através do software Matlab, simulou-se e aprimorou-se as condições operacionais da polimerização do metacrilato de metila (MMA) em um reator industrial. A partir do ajuste de parâmetros cinéticos do modelo aplicado, que objetivavam a minimização do erro quadrático entre a conversão experimental e a prevista pelo modelo, foi possível adequar o valor para a energia de ativação de decomposição do iniciador, cujo valor é de 131,87 kJ/mol, permitindo que o reator industrial fosse melhor representado pelo modelo. Com isso foi possível avaliar as condições operacionais e realizar a otimização do processo, cujos principais resultados foram a diminuição da temperatura de 116°C do meio reacional para 110°C, e a redução do tempo de polimerização em até uma hora e do tempo de adição em até uma hora e meia, sem alterar a relação monômero/iniciador. Para esses resultados o com grau de conversão e o peso molecular médio ponderal mínimos atingido são de 97,73% e 6,29E4 g/mol respectivamente. Entretanto a taxa de calor gerada na polimerização excede em 50% o valor limite de 4,5E5 W, sendo necessária uma futura análise econômica para verificar a possibilidade de expandir o potencial de resfriamento atual.
- Trabalho de Conclusão de CursoEstudo da obtenção de açúcares a partir da hidrólise da celulose presente em papelão para produção de etanol(2021-12-10) Silva, Erickson Soares da; Policarpo, Giovanna Pereira; Antonio, Luccas Mori; Palma, Marcela SalesBiocombustíveis são fontes renováveis de energia consolidadas atualmente frente as metas de redução de emissão de gases do efeito estufa, mitigando efeitos negativos do uso de combustíveis fósseis. Um promissor biocombustível de segunda geração é o etanol celulósico, obtido através da quebra da cadeia da celulose que resulta em glicose e submetida, posteriormente, à fermentação. O desenvolvimento de tecnologias de produção de bioetanol de materiais lignocelulósicos é favorável devido às diversas vantagens do uso da biomassa residual para produção de etanol de segunda geração. Neste trabalho, resíduos de papelão gerados nas atividades de transporte e logística foram hidrolisados quimicamente em um sistema de refluxo com solução 10% e 35% em massa de H2SO4 por 6 horas e 4 horas, respectivamente, a 100 °C de modo a testar seu potencial como fonte de açúcar. Esses materiais podem ser convertidos em especialidades químicas de alto valor agregado, como ácidos orgânicos. Os resultados mostraram que a taxa de conversão da matéria prima em açúcares totais, sem o uso dos líquidos iônicos nas etapas ácidas, resultou na concentração de 6,09 g/L utilizando o ácido a 10 %; porém utilizando o ácido a 35%, a concentração de açúcares totais obtida foi 0,85 g/L. Com o uso de líquido iônico, os resultados nas hidrólises foram 6,56 g/L e 5,68 g/L respectivamente, indicando que a hidrólise química pode ser usada como método para decompor resíduos de papelão, especialmente se forem utilizadas condições operacionais mais rigorosas e que o uso dos líquidos iônicos favorece essa obtenção, principalmente em condições mais extremas. Dessa forma, os resíduos de papelão podem ser considerados matéria prima promissora para a produção de biocombustiveis a partir dos açúcares gerados.