Departamento de Engenharia Química

ID: 9273

Resumo

Leitos fluidizados líquido-sólido são amplamente utilizados em uma série de processos industriais, tais como em filtros granulares, processos de cristalização, adsorção, troca iônica, floculação, eletrólise e biorreatores. As colisões partícula-partícula e partícula-parede possuem um papel crucial em escoamentos fluido-sólido, uma vez que podem afetar o acúmulo e dispersão das partículas e, consequentemente, a expansão do leito.

Este projeto teve como objetivo a investigação de leitos fluidizados líquidos através do uso do código aberto CFDEM®coupling. Diferentes geometrias de leito e partículas com diferentes propriedades foram avaliadas a fim de se determinar sua influência sobre a expansão do leito. Também foi realizado um estudo de malha, visando analisar se o padrão do refino da malha de cálculos utilizado no estudo do leito seria o mais adequado.

O estudo em questão abrangeu a simulação de um leito fluidizado líquido, considerando a interação das partículas entre si e com a superfície da coluna. Sendo testados diferentes materiais para as partículas e diferentes geometrias para o leito. Os diâmetros da coluna foram variados entre 800mm e 75 mm (800; 700; 600; 500; 400; 300; 250; 190,5; 150; 125; 100; 90 e 75) por 900 mm de altura. Para as velocidades terminais de 43,9; 49,7; 55,5; 61,4 e 67,2 mm/s, com partículas de plástico ABS de 5,87 mm de diâmetro, variando-se os parâmetros de coeficiente de fricção e de deslizamento partícula-partícula e partícula-parede para estas simulações. Para o estudo do refino da malha, foram testadas 11 malhas com padrão “o-grid” na região central.

A metodologia em empregada baseou-se no Método dos Elementos Discretos (DEM) e em técnicas de CFD. O modelo de Hertz foi utilizado para estimar as forças resultantes do processo de colisão entre as partículas e das partículas com as paredes. Os campos de velocidade e pressão do fluido foram determinados pelo emprego de técnicas de CFD, envolvendo a solução das equações de Navier-Stokes pelo Método dos Volumes Finitos. O código CFDEM®coupling, que acopla os dados obtidos pelo OpenFOAM® para o fluido, aos dados obtidos pelo LIGGGHTS® para as partículas, foi empregado neste estudo.

Os resultados analisados foram em relação à expansão do leito para cada simulação, com respectivo diâmetro de coluna, velocidade terminal e parâmetros de coeficiente de fricção e deslizamento partícula-partícula e parede-parede.

Ao analisar simulações com colunas de diferentes diâmetros, foi possível observar que para colunas com menores diâmetros, de uma forma geral, houve uma menor expansão do leito. Esta expansão aumentou à medida em que se também aumentou o diâmetro da coluna, contudo, a diferença no aumento foi cada vez menor à medida em que o diâmetro aumentava. Em relação às malhas, observou-se que embora não fosse a melhor malha possível de ser utilizada, a malha empregada nos estudos anteriores gerou uma resposta positiva ao objetivo traçado para o projeto.

Baseando-se nos resultados obtidos, foi possível inferir que os efeitos de parede em um leito fluidizado líquido se mostram mais presentes em diâmetros de coluna menores, sendo atenuados à medida em que se aumenta o diâmetro da coluna.

Apresentação

ID: 9460

Resumo

1. Introdução

O biodiesel, formado por ésteres de ácidos graxos de cadeia longa, pode ser obtido a partir da reação de transesterificação, em que um óleo reage com um álcool na presença de um catalisador. A utilização de etanol, por possuir uma cadeia carbônica maior, facilita a reação enzimática e aumenta o volume de biodiesel produzido; a lipase apresenta grande atividade e estabilidade em regiões não polares, e o seu desempenho não é afetado pela presença de ácidos graxos livres ou água.

A aplicação da síntese do biodiesel requer um processo de monitoramento e modelagem da sua reação que oriente o controle da produção, assim, buscou-se desenvolver um modelo de calibração multivariada que interprete os dados obtidos a partir de ensaios da síntese do biodiesel e permita o controle online do processo.

1. Objetivo

Desenvolver modelos de calibração multivariada, utilizando os métodos de mínimos quadrados parciais (PLS, sigla em inglês) e análise da projeção sucessiva (SPA, sigla em inglês), capazes de quantificar e monitorar a reação de síntese do biodiesel a partir de espectros obtidos na região do infravermelho próximo (NIR, sigla em inglês).

1. Metodologia

Utilizando cromatografia líquida de alta performance (HPLC, sigla em inglês) foram obtidos os conteúdos de monoglicerídeos (MG), diglicerídeos (DG), triglicerídeos (TG) e éster etílico (ES), e utilizando a espectroscopia no NIR foram obtidas as varreduras de espectro, dados de referência aplicados na entrada do modelo.

A análise das amostras coletadas foi realizada em procedimento de validação cruzada e a complexidade do modelo (número de variáveis latentes - LV’s) foi otimizada para cada componente a partir da raiz quadrada do erro médio de validação cruzada (RMSECV, sigla em inglês). Os métodos multilineares aplicados no tratamento de dados foram os de PLS e SPA.

1. Resultados

Os modelos desenvolvidos em PLS foram de 3 LV’s para MG, 3 para DG, 4 para TG e 4 para ES, com erros respectivos de 13,8; 12; 7,1 e 8,9%. Os modelos desenvolvidos em SPA foram de 9 LV’s para MG, 4 para DG, 9 para TG e 7 para ES, com erros respectivos de 12,7; 15,6; 10,2 e 11,2%, evidenciando uma maior precisão dos modelos desenvolvidos em PLS.

Além disso, os resultados obtidos para TG e ES apresentam uma melhor adequação dos componentes ao modelo proposto, por resultarem em erros menores em ambas as metodologias, sendo assim possível monitorar a conversão de TG e o rendimento de ES.

1. Conclusões

Os resultados mostram uma boa capacidade preditiva para TG e ES com erros ao redor de 8% para PLS e 10,7% para SPA em relação à máxima concentração obtida desses analitos. Além disso, o método de PLS apresentou maior acurácia por resultar em erros menores a partir de modelos menos complexos.

Apresentação

ID: 9056

Resumo

Dentre as tecnologias emergentes que visam a produção de energia com a mínima emissão de poluentes, tem-se as chamadas PEMFC (do inglês, Proton Exchange Membrane Fuel Cell), que utilizam como reagentes hidrogênio e oxigênio e tem como produto apenas a água. Para que possa ser utilizado como combustível nesse tipo de aplicação, o hidrogênio, normalmente produzido a partir da reação de reforma a vapor de metano, deve ser purificado, haja vista que o monóxido de carbono, que está presente na corrente de produtos resultante da reação de reforma, juntamente com H₂, CO₂ e H₂O, provoca o envenenamento de ânodos de Pt, empregados nessas células a combustível. Dessa forma, uma das alternativas para a redução do teor desse contaminante é a oxidação preferencial de CO, também conhecida como PROX-CO. Com essa reação, idealmente reduz-se o teor de CO sem que haja uma perda considerável do combustível de interesse. Nas últimas décadas, catalisadores à base de metais nobres têm sido desenvolvidos para a PROX-CO. Dentre esses metais, tanto o ouro quanto a platina se destacam com suas devidas particularidades: o ouro é um excelente oxidante de CO e apresenta uma alta seletividade à formação de CO₂ em baixas temperaturas, e a platina, por sua vez, apresenta atividade catalítica considerável e resistência à desativação na presença de CO₂ e H₂O, mas possui seletividade significantemente inferior à dos catalisadores de ouro. Catalisadores de metais não nobres, como o cobre, também vem ganhando atenção devido ao seu baixo custo, alta seletividade e conversões de CO satisfatórias em temperaturas mais elevadas. Neste projeto de iniciação científica, foram sintetizados e caracterizados catalisadores de CuO/CeO₂ modificados com Au e Pt com o objetivo de entender com maior profundidade o impacto da composição da fase metálica nas características destes materiais. Catalisadores de CuO/CeO₂ foram sintetizados pelo método de impregnação. A adição de Au ao CuO/CeO₂ foi efetuada pela deposição de nanopartículas de ouro e a promoção com Pt foi realizada pelo método de redução alcóolica. Por meio das técnicas de DRX, FRX, TPR-H₂ e da aplicação dos catalisadores na PROX-CO, investigou-se as propriedades dos materiais e a interação com espécies reagentes. O material promovido com ouro apresentou desempenho catalítico similar ao do catalisador CuO/CeO₂, enquanto todos os materiais promovidos com platina exibiram conversões superiores à do catalisador CuO/CeO₂ em temperaturas próximas às de operação das PEMFCs, isto é, entre 80°C a 100°C. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que o material promovido com Au não apresentou melhora em relação ao material monometálico de cobre devido ao método de síntese empregado, que provavelmente levou à formação de nanopartículas de Au com tamanhos inadequados. Por outro lado, a promoção do catalisador CuO/CeO₂ por meio da adição de Pt, utilizando o método de redução alcóolica, provocou um aumento substancial da atividade catalítica desse catalisador na PROX-CO em baixas temperaturas possivelmente devido à interação entre as partículas de platina, as espécies de cobre e o suporte.

Apresentação

ID: 9251

Resumo

A reação de condensação aldólica do furfural, aldeído derivado da biomassa, com a acetona é capaz de produzir compostos de cadeias carbônicas longas que, uma vez hidrogenados, podem ser utilizados como combustível¹. Contudo, os catalisadores homogêneos que são aplicados nessa reação não podem ser reutilizados e, além disso, geram grande volume de resíduo². Assim, neste trabalho é proposto a síntese de catalisadores heterogêneos com sítios básicos derivados da Amberlyst-45 para aumentar a performance catalítica nessa reação. A síntese dos materiais envolveu a troca iônica da resina Amberlyst-45 com Na⁺, K⁺, Li⁺, Cs⁺ e cátions nitrogenados com raio e extensão carbônica variável para estudar o efeito sobre a disponibilidade do sítio básico. Foi realizado testes catalíticos envolvendo os materiais em reações de condensação aldólica do furfural com a acetona e também de isomerização da frutose a glicose, também catalisada por base. Alíquotas dessas reações foram analisadas em um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas (CG-MS) e por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Embora não tenha sido feita a caracterização dos materiais para confirmar se a troca ocorreu de forma eficaz, os resultados obtidos através da reação de isomerização da glicose com o material Amberlyst-45 trocado pelo cátion tetraetilamônio (TEAOH) mostrou que a seletividade a frutose não teve uma queda brusca durante os testes de reuso, chegando ao terceiro uso com a conversão de glicose em torno de 10% e a seletividade a frutose de 45%. Também foi testado dois dos materiais sintetizados (Amberlyst-45-Na e Amberlyst-45-TEA) de forma qualitativa na reação de condensação aldólica entre o furfural e acetona, porém, as análises do cromatograma e espectro de massas indicaram que não houve a formação dos produtos esperados. Assim, nota-se que o material Amberlyst-45 trocado por TEAOH é ativo na reação de isomerização da glicose e no caso da reação de condensação aldólica do furfural com acetona se faz necessário encontrar melhores condições experimentais para avaliar se de fato os catalisadores apresentam atividade nessa reação.

Apresentação

ID: 9233

Resumo

O Plano Nacional de Silvicultura com Espécies Nativas e Sistemas Agroflorestais (PENSAF) surgiu como opção para a recuperação de áreas florestais degradadas pela exploração de recursos naturais. O jequitibá-branco se torna uma árvore com potencial para utilização no programa pelo seu valor econômico, com sua madeira largamente utilizada em estruturas de móveis e na construção civil.

Os objetivos do projeto apresentados no presente congresso foram:  determinação das características físicas das sementes de jequitibá-branco para conhecimento da forma e das dimensões das mesmas e determinação das cinéticas de hidratação para posterior modelagem matemática e obtenção do grau de influência da temperatura ao coeficiente de difusão.

Para a caracterização física, utilizou-se um paquímetro digital para determinação da espessura das mesmas. Além disso, com auxílio do software de análise imagens Image Pro Plus 6, foi possível determinar os seguintes parâmetros nas umidades de lote e de equilíbrio: diâmetro de Ferret médio, perímetro, área superficial projetada e esfericidade, além do cálculo do volume considerando a semente uma semiesfera. Reuniu-se o conjunto de dados nas umidades em base seca de lote, 0,13, e de equilíbrio, 0,80, respectivamente. Os diâmetros de Ferret obtidos foram de 8,2 mm (±0,9) e 7,9 mm (±0,8); os perímetros de 25,8 mm (±2,9) e 25,0 mm (±2,7); as áreas superficiais de 36,7 mm² (±6,5) e 33,9 mm² (±5,6); os volumes de 86,00 mm³ (±23,8) e 73,2 mm³ (±18,5); as esfericidades de 0,70 (±0,10) e 0,70 (±0,06); e as espessuras 3,70 mm (±0,30) e 3,70 mm (±0,30).

O estudo das cinéticas de hidratação foi realizado em triplicata em três temperaturas diferentes: 25 °C, 35 °C e 45 °C. Para determinar o teor de umidade das amostras em cada momento após a imersão, aferiu-se o ganho de massa das sementes nos momentos correspondentes. A massa seca foi obtida mantendo-se as sementes em estufa para o cálculo da umidade das sementes em base seca. Utilizou a solução da Segunda Lei de Fick para determinação dos coeficientes de difusividade efetiva. Reuniu-se o conjunto de resultados nas temperaturas de 25 °C, 35 °C e 45 °C, respectivamente. Os coeficientes de difusividade efetiva foram 1,64E-11 m² s^-1, 2,06E-11 m² s^-1 e 2,70E-11 m² s^-1; os valores de chi-quadrado 4,93E-4, 6,61E-4 e 5,34E-4; e os coeficientes de determinação 0,996, 0,995 e 0,996.

A caracterização física mostrou aleatoriedade de tamanho e espessura das sementes Cariniana estrellensis. As cinéticas de hidratação das sementes de jequitibá-branco nas temperaturas de 25 °C, 35 °C e 45 °C se adequaram à solução analítica da Lei de Fick, tendo a temperatura causado impacto positivo na taxa de absorção de água. Entretanto, os valores médios para os coeficientes de difusividade efetiva encontrados não representaram todas as etapas do processo de hidratação.

Apresentação

ID: 9075

Resumo

O preparo de superfícies super-hidrofóbicas se baseia na nanoestruturação de uma superfície. Quando a superfície é hidrofílica, como no caso de um metal, ainda é necessário realizar um tratamento para diminuição da tensão superficial. A eletrodeposição de cobre em aço é um modo de nanoestruturar a superfície para esse fim. Enquanto um filme de estearato de cobre confere menor energia à superfície e assim evita-se interações superficiais com a água. A super-hidrofobia é um fenômeno presente na natureza e relacionado à baixa molhabilidade de superfícies. Muitas aplicações industriais e para o consumidor final têm sido propostas para o fenômeno em questão, como por exemplo a redução da formação do gelo, redução de arrasto, aumento do coeficiente de transferência de calor em processos de condensação, entre outros. Outra característica importante é a auto-limpeza, a qual pode evitar a adesão de material úmido em equipamentos e tubulações industriais. Dado o potencial de aplicação, muitos desenvolvimentos têm sido realizados na fabricação desse tipo de superfície. O procedimento de fabricação pode ser feito de duas maneiras: método “two-steps”, no qual, primeiramente ocorre a deposição de cobre e depois o tratamento com ácido esteárico. Há também o método “one-step”, no qual se une o tratamento com ácido à eletrodeposição, fazendo com que o filme de estearato seja formado diretamente no metal e assim deixando o procedimento mais rápido e reduzindo os interferentes. Neste trabalho, buscou-se aperfeiçoar o método one-step, encontrado em literatura, para a aplicação em aço inox. A proposta da literatura utilizava substratos de alumínio e não apresentava detalhes das concentrações de reagentes nem voltagem ou corrente utilizadas no processo eletroquímico. A descoberta de tais variáveis de processo foi realizada em trabalhos anteriores, garantindo certa reprodutibilidade ao método. Além do método descrito em literatura, decidiu-se aplicar o eletropolimento na placa de aço para retirar possíveis imperfeições e aumentar a precisão na posterior fabricação do filme. Esta etapa consiste na aplicação de uma corrente contínua em solução de ácido sulfúrico e ácido fosfórico (2:1) contendo também 15% de glicerol. Neste caso, a placa atua como ânodo e utiliza-se um cilindro de grafite como contraeletrodo. Na fase final do projeto, o objetivo foi aperfeiçoar o método analisando outros parâmetros que podem interferir na uniformidade do filme, como por exemplo o tempo de eletropolimento, o tempo de formação do filme e a área de exposição do substrato durante a eletrodeposição. A partir dos resultados obtidos até agora, foram feitas algumas recomendações para o aprimoramento dos resultados em trabalhos futuros, entre elas, há a análise mais profunda sobre os efeitos de borda na formação do filme e alguns testes de adesão de partículas na superfície fabricada.

Apresentação

ID: 9467

Resumo

INTRODUÇÃO

A β-galactosidase é uma enzima que catalisa a reação de hidrólise da lactose. Esta reação é de grande importância comercial, uma vez que possibilita a produção de produtos lácteos de baixo teor de lactose, visto que mundialmente cerca de 75% da população apresenta intolerância a este dissacarídeo. Apesar disso, é inviável economicamente o uso desta enzima solúvel em bioprocessos industriais, devido ao seu alto custo, à baixa estabilidade operacional, à dificuldade de recuperação e à dificuldade na reutilização do biocatalisador. Dessa forma, a imobilização da enzima pode tornar um bioprocesso factível economicamente, dado que o processo de imobilização pode gerar um biocatalisador com uma maior estabilidade, facilitar a reutilização da enzima e possibilitar seu uso em processos contínuos.

OBJETIVO

O objetivo deste trabalho foi otimizar a quantidade de glutaraldeído (agente entrecruzante) na imobilização de β-galactosidase de Kluyveromyces lactis em microesferas de sílica por duas abordagens diferentes: por ativação de suporte e por adsorção seguida de reticulação.

METODOLOGIA

Imobilizações da K. lactis em microesferas de sílica Purifica Y-99-N (poro ≥ 60 nm, granulometria 75-106 μm) funcionalizadas com grupamento amina foram realizadas por: ativação do suporte com glutaraldeído (S-G-Kl-β-gal) (abordagem 1); e por adsorção seguida de reticulação com glutaraldeído (S-Kl-β-gal-R) (abordagem 2). Em ambas abordagens variou-se a quantidade de gluataraldeído. A atividade enzimática foi determinada por velocidades iniciais a 37ºC, pH 7,  lactose 100g/L. Amostras foram retiradas em intervalos de tempo predefinidos e levadas à água fervente para a inativação da enzima. A determinação da concentração de glicose foi obtida pelo método GOD-PAP (λ=505 nm).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Foram analisadas a atividade recuperada (%), atividade específica (U/g_{suporte úmido}) e rendimento de imobilização (%) para as duas abordagens em quantidades distintas glutaraldeído. Embora o rendimento de imobilização tenha sido similar para todas as condições testadas (60-70%), observou-se que a atividade recuperada e atividade específica na abordagem 2 caíram com o aumento da concentração do glutaraldeído, o que pode estar relacionado a um aumento na resistência difusiva interna ao biocatalisador. Já na abordagem 1 houve um comportamento bimodal nas atividades recuperadas e específicas em função da concentração do glutaraldeído o que não era esperado. Nesta abordagem, foi obtida máxima atividade específica de 337 U/g no ensaio com 0,30 mL de glutaraldeído, onde a atividade recuperada foi de 107%. Na abordagem 2, as maiores atividades específica e recuperada foram respectivamente 269 U/g e 118% (15 μL de glutaraldeído). Embora se tenha uma alta atividade recuperada na abordagem 2 nesta condição, ainda seria necessária realizar testes de reuso para avaliar se a reduzida quantidade de entrecruzante levaria a uma lixiviação excessiva da enzima ao meio.

CONCLUSÕES

Duas abordagens de imobilização de β-galactosidase de K. lactis foram testadas e em ambas foi possível chegar a uma alta atividade recuperada (>100%). Contudo, ainda há a necessidade de se realizar testes de reuso e estabilidade térmica para avaliar o melhor biocatalisador obtido.

Apresentação

ID: 9077

Resumo

Desde que o desenvolvimento tecnológico de uma matriz energética limpa e renovável se tornou estratégico para o Brasil, o conceito de biorrefinaria tem emergido como de indústria centrada na produção de biocombustíveis, com destaque ao bioetanol. Particularmente, para síntese de etanol de segunda geração (E2G) por via bioquímica, são necessárias enzimas celulolíticas, que por sua vez podem ser produzidas na própria planta por fermentação em estado sólido (FES), bioprocesso que emprega subprodutos da biorrefinaria como substratos, permitindo certa autossuficiência da unidade. Para tanto, dados sobre o metabolismo de fungos produtores de celulases em FES são necessários para estudos de simulação e de ampliação de escala de biorreatores. Em vista disso, o objetivo do trabalho foi estudar a influência da temperatura sobre as cinéticas de crescimento e produção de celulase por Myceliophthora thermophila I-1D3b em cultivo sólido em bagaço de cana e farelo de trigo (7:3 m/m). Foram realizados cultivos em escala de frascos a diferentes temperaturas e amostras independentes foram retiradas a cada 24 horas por 6 dias. Foram feitas análises de concentração de proteínas, tomada como medida indireta de crescimento, e de atividade de endoglucanase para os extratos obtidos de cada amostra. Os modelos de ordem zero, de primeira ordem e logístico foram ajustados aos dados, de forma a se determinar constantes cinéticas de crescimento e de produção de celulase pelo modelo mais adequado. De posse das velocidades específicas, o efeito da temperatura foi modelado pela equação de Arrhenius. Por fim, analisou-se estatisticamente por testes de comparação de médias o impacto da temperatura sobre as constantes cinéticas e os valores máximos de atividade de celulase e concentração de proteínas. Como resultado, o modelo logístico foi o mais adaptado aos dados cinéticos de ambas as variáveis estudadas. As energias de ativação obtidas para a cinética de produção de endoglucanase e proteínas solúveis foram de (40 ± 2) e (62 ± 29) kJ/mol, respectivamente. A condição térmica do cultivo teve influência significativa sobre a produção de enzima celulolítica, especialmente quanto à capacidade máxima de produção. Verificou-se ainda máxima atividade a 45°C, em torno de 280 U/gss, e a desativação do mecanismo de produção a 55°C. Assim, esse trabalho se mostrou uma contribuição relevante aos estudos de modelagem em biorreatores de FES dada a importância de parâmetros específicos para cada sistema fermentativo.

Apresentação

ID: 9079

Resumo

Desde que o desenvolvimento tecnológico de uma matriz energética limpa e renovável se tornou estratégico para o Brasil, o conceito de biorrefinaria tem emergido como de indústria centrada na produção de biocombustíveis, com destaque ao biodiesel. Particularmente, para síntese de biodiesel por via bioquímica, são necessárias enzimas lipolíticas, que por sua vez podem ser produzidas na própria unidade industrial por fermentação em estado sólido (FES), bioprocesso que emprega subprodutos da biorrefinaria como substratos, permitindo assim uma autossuficiência da planta de processo. No entanto, dados sobre o metabolismo de fungos produtores de lipases em FES são escassos, dificultando a ampliação de escala de biorreatores.

Diante do exposto, o objetivo geral do presente projeto foi estudar a cinética de produção de lipases pelo fungo Aspergillus niger C em FES, tendo como substrato 5 g de uma mistura de farelos de trigo e de soja (1:1 m/m) adicionados de óleo de soja (4 % v/m) como indutor. O substrato foi inoculado com 10⁷ esporos/g e sua umidade foi ajustada para 50 % com solução salina. Os cultivos foram realizados a 25, 30, 35 e 40°C, tendo-se observado crescimento do fungo nas quatro condições. No entanto, restrições de circulação impostas pela pandemia de COVID-19 impossibilitaram a realização das análises dos extratos oriundos dos dois últimos cultivos. Amostras independentes (triplicata) foram retiradas a cada 8, 16 ou 24 h, sendo removido todo o material fermentado em cada frasco. Para extração, adicionou-se tampão fosfato de sódio 100 mM pH 7,0 na proporção de 5 mL por grama de substrato sólido seco inicial. Para os cultivos a 25 e 30°C, foram feitas análises de proteínas solúveis (Bradford) e de atividade hidrolítica das lipases (Soares et al. 1999). Em seguida, para dar continuidade à pesquisa durante a pandemia, dados da literatura foram utilizados para modelagem cinética. Foram extraídos os dados de Silveira (2018), que estudara a produção de lipase por diferentes linhagens de fungos, incluindo A. niger C.

Os modelos linear, exponencial e logístico foram ajustados aos pontos experimentais. O melhor ajuste foi adotado para obtenção das constantes específicas de taxa de produção de proteínas e de atividade de lipase. Além disso, dada a importância do efeito da temperatura sobre a atividade enzimática, considerou-se relevante também modelar dados experimentais de Silveira (2018) para a termoestabilidade das enzimas produzidas, permitindo identificar as constantes cinéticas das reações catalisadas pelas lipases de A. niger C, em complemento às constantes cinéticas de produção da enzima. O efeito da temperatura foi considerado sobre o cultivo e sobre a reação enzimática por meio da equação de Arrhenius, tendo-se determinado a energia de ativação para cada biorreação.

Os resultados do presente trabalho confirmaram que a temperatura é um parâmetro de grande importância no crescimento microbiano e na cinética enzimática. Desta forma, o conhecimento do efeito desta variável e de parâmetros associados sobre as taxas de crescimento, de formação de bioproduto e de desativação enzimática são extremamente úteis para futuros estudos de produção e aplicações das lipases obtida dos cultivos de A. niger C.

Apresentação

ID: 8826

Resumo

Dentre os principais meios de transporte para o minério de ferro, o ferroviário se destaca. Entretanto, o transporte ferroviário tem como dificuldade a perda de material particulado ao longo do trajeto da produção para os terminais portuários de embarque. Maiores teores de umidade do minério podem auxiliar com as perdas de transporte, porém, essa umidade pode ser um problema para o transporte hidroviário seja pela depreciação do produto ou mesmo eventuais problemas com a legislação que regula a umidade máxima permitida para o transporte de minério de ferro por navios. Assim, o estudo de operações de secagem almejando a redução da umidade do material é de alta importância neste setor, resultando em possíveis economias e maior valor agregado do produto final/exportado. Considerando o contexto da secagem de minério e os desafios presentes, o projeto proposto teve como objetivo geral projetar e construir um leito fluidizado de bancada adaptado para a secagem de minério de ferro na granulometria pellet feed. Além do projeto detalhado da unidade, as rotinas para a instrumentação do equipamento em plataforma Arduíno foram previstas como resultados do trabalho. O método de avaliação da unidade consistiu basicamente na medição da temperatura em três pontos do sistema ao longo do tempo, realizando mudanças nos parâmetros de controle assim que determinada alteração e/ou perturbação fosse estabilizada. Foram obtidos resultados de oscilações de temperatura em três pontos do sistema, que indicaram queda de cerca de 13ºC entre a região de aquecimento e o início do fluxo ascendente, além de apresentar a grande oscilação de temperatura que ocorre antes da sonda (cerca de 8ºC de amplitude). Observou-se também baixa oscilação no ponto onde a variável manipulada encontrava-se, logo ao início do fluxo ascendente (cerca de 1,5ºC de amplitude). O secador construído funcionou dentro das expectativas, controlando a temperatura dentro de uma pequena amplitude de oscilação (1,5ºC). Verificou-se perda de calor ao longo do sistema, demonstrando necessidade de isolamento térmico entre estas partes que contribui com uma maior eficiência energética e, indiretamente, melhor controle de temperatura. Em relação à escolha da resistência, verificou-se que a potência utilizada foi suficiente para aquecer a vazão de ar utilizado nas cinéticas de secagem, entretanto, devido à sua alta inércia térmica, conclui-se que a mesma poderia ter suas atuações de controle de temperatura melhoradas caso fosse utilizado ao menos mais uma resistência em série. Com relação à instrumentação da unidade, esta também funcionou dentro do esperado, técnica e financeiramente, com aquisição e armazenamento de dados em tempo real, sob taxa de aquisição de 7 dados a cada 2 segundos, com interface passiva no programa PLX-DAQ em ponte com Excel, gastando somente cerca de R$145 com equipamentos, levando em conta a placa de processamento Arduino, 3 sensores de temperatura, 2 sensores de umidade e 2 sensores de pressão.

Apresentação