Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Desenvolvimento de um adsorvente contínuo supermacroporoso de troca catiônica para recuperação de lactoferrina de soro de leite(Universidade Federal de Viçosa, 2011-11-28) Fidelis, Priscila Cardoso; Minim, Valéria Paula Rodrigues; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761407T6; Silva, Maria do Carmo Hespanhol da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784991E3; Minim, Luis Antonio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789633Y8; http://lattes.cnpq.br/8219194164102198; Fontes, Edimar Aparecida Filomeno; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792339T8; Vanzela, Ellen Silva Lago; http://lattes.cnpq.br/4205562617398174As proteínas do soro têm propriedades funcionais, nutricionais e tecnológicas que promovem a sua utilização como ingredientes e suplementos. Soro doce obtido a partir de produção de queijo Minas Frescal concentrado por ultrafiltração foi usado no processo de captura da lactoferrina em adsorvente contínuo supermacroporoso. O criogel foi preparado pela crio-copolimerização de acrilamida com comonômero funcional, éter alil glicidil e o monômero reticulante N, N-metileno-bis-acrilamida em colunas de vidro (Ø 5 mm). A polimerização do trocador ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfônico na superfície do criogel foi usada para obtenção de grupos de ligação sulfônicos, projetado para troca catiônica. As colunas monolíticas apresentaram estrutura esponjosa e uniforme com supermacroporos interconectados de tamanho variando de 10-100 μm. Os valores para a dispersão axial dentro do leito foram baixos para velocidades superficiais de 0,5 - 9 cm min-1. O coeficiente de dispersão axial aumentou exponencialmente com o aumento da velocidade superficial. Isotermas de adsorção da lactoferrina foram determinados para diferente valores de pH e força iônica. Como esperado, a capacidade da coluna diminuiu com o aumento da concentração de NaCl. A capacidade iônica foi determinada (2,24 ± 0,42 mmol SO3 g-1 criogel seco) e a capacidade média de ligação de lactoferrina do criogel foi de 136 mg mL-1 de criogel. A influência da razão de diluição, pH e vazão na adsorção de lactoferrina a partir do soro concentrado, em termos de recuperação e fator de purificação foi avaliada. Embora o eluído tenha obtido um alto fator de purificação (em média 11,3), a separação da lactoferrina do soro de leite concentrado não apresentou alta recuperação devido à presença de outras proteínas em maior quantidade. O fator de purificação foi influenciado positivamente pelo aumento do pH, sendo inversamente proporcional a adsorção de GMP. As melhores condições para a separação de lactoferrina do soro foram obtidas em pH 8,0 e razão de diluição igual a 0,33.Item Adsorção e dessorção de arsênio(V) pelo compósito magnético hidrotalcita-ferro e seu emprego na remoção deste elemento de águas da região do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais(Universidade Federal de Viçosa, 2010-02-12) Toledo, Thiago Vinícius; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1; Reis, César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785327P6; Bellato, Carlos Roberto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727950A6; http://lattes.cnpq.br/5728475719662599; Teófilo, Reinaldo Francisco; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762360H4; Silva, Gilmare Antônia da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706079U9No presente trabalho a hidrotalcita teve as suas propriedades de adsorção e troca aniônica combinadas com as propriedades magnéticas do óxido de ferro para produzir um adsorvente magnético (HT-Fe). Este adsorvente teve o seu potencial de atuação avaliado na remoção de espécies de As(V) de soluções aquosas. As condições ótimas de adsorção foram determinadas e as concentrações de arsênio, para todos os casos, foram obtidas por Espectrometria de Absorção Atômica utilizando um gerador de hidretos (EAA-GH). Posteriormente, o compósito magnético HT-Fe foi submetido à calcinação com o objetivo de intensificar suas propriedades de adsorção e troca aniônica por meio do aumento da área superficial, da porosidade e também do efeito memória . Este adsorvente calcinado a 500 °C (HT-Fe 500) também teve o seu potencial de atuação avaliado na remoção de espécies de As(V) em águas. Tanto para o HT-Fe quanto para HT-Fe 500 o modelo cinético que melhor explica o processo de remoção do adsorvato, com R2 > 0,961 para o HT-Fe e R2 > 0,981 para o HT-Fe 500, foi o de pseudo segunda ordem, sugerindo que a quimissorção atua como etapa determinante no mecanismo de adsorção. A constante relacionada à velocidade de adsorção de pseudo segunda ordem mostrou-se dependente da concentração inicial do adsorvato e de comportamento inversamente proporcional, atingindo, no caso do HT-Fe, valor de 0,441 g mg-1 h-1 para 1,0 mg L-1 de As(V) e 3,09 x 10-3 g mg-1 h-1 quando a concentração inicial de As(V) era de 160,0 mg L-1; já para o HTFe 500 o valor obtido foi de 2,173 g mg-1 h-1 para 1,0 mg L-1 de As(V) e 0,0114 g mg-1 h-1 para a concentração inicial de As(V) igual a 160,0 mg L-1. No equilíbrio o modelo de isoterma que melhor explica o processo de adsorção, para ambos os adsorventes, é o proposto por Langmuir, indicando que o adsorvente possui um número definido de sítios ativos idênticos, onde cada um retém apenas uma molécula do adsorvato, que a energia de adsorção não depende da quantidade de material adsorvido e que as espécies adsorvidas não reagem com o meio e nem entre si, sendo a adsorção restrita a uma monocamada. Observou-se que a capacidade de adsorção máxima de As(V) estimada por este modelo para o HT-Fe 500 é 31,81 mg g-1. Esta capacidade é 3,12 vezes superior à apresentada pelo HT-Fe (10,19 mg g-1) para o mesmo valor de pH (7,0) e com uma dosagem em solução 2,5 vezes maior que a utilizada para o HT-Fe 500. Em valores de pH iguais a 4,0 e 9,0, o HT-Fe apresentou ainda capacidades máximas de adsorção iguais a 24,09 e 10,19 mg g-1, respectivamente. O adsorvente HT-Fe é facilmente recuperado por dessorção, sendo o melhor resultado obtido quando utilizado como dessorvente uma solução de NaOH 20% m/v, que dessorveu 81,7% da massa do adsorvato impregnada em 100,0 mg do compósito HT-Fe. Para o dessorvente NaOH 3% (m/v) + NaCl 5% (m/v) não houve nenhuma alteração da estrutura original do adsorvente e obteve-se 53,8% de dessorção da massa do adsorvato impregnada em 100,0 mg do mesmo. Para o HT-Fe 500 os melhores resultados obtidos na dessorção também foram para a solução de NaOH 20% (m/v) e para as soluções resultantes da combinação entre NaOH e NaCl, onde se constatou novamente que a massa dessorvida aumenta significativamente do primeiro para o segundo ciclo de dessorção. O potencial de atuação de ambos adsorventes, calcinado e não calcinado, também foi testado diante de amostras de águas naturais contaminadas por arsênio coletadas na região do Quadrilátero Ferrífero, MG. Os resultados das análises em água mostraram concentrações de As total variando entre 2,82 e 195,9 μg L-1, evidenciando que em algumas amostras as quantidades estão muito superiores ao limite máximo recomendado pelos órgãos brasileiros de monitoramento de águas destinadas ao consumo humano, que é de 10,0 μgL-1. Com isso, os níveis de remoção de As atingiram 92,75% com o compósito HTFe e 95,33 % com o HT-Fe 500 para a amostra real mais concentrada.Item Remoção de arsênio de águas por adsorção em esferas de quitosana-ferro(III)-reticulada(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-13) Marques Neto, José de Oliveira; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1; Alvarenga, Elson Santiago de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784664Y6; Bellato, Carlos Roberto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727950A6; http://lattes.cnpq.br/7500840788597828; Gurgel, Alexandre; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4796522U1; Mello, Jaime Wilson Vargas de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789445D2Esta obra trata inicialmente da problemática da contaminação de águas por arsênio seus efeitos e consequências para os organismos. Além disso, são abordados os biopolímeros e suas aplicações na descontaminação de águas, bem como a remoção de arsênio de águas naturais por meio da adsorção, empregando a quitosana e derivados. A contaminação de águas pelo arsênio é um assunto de grande importância ambiental, haja vista que ele é um dos elementos mais tóxicos para os organismos. Diante dos riscos para a saúde, os órgãos ambientais mundiais tiveram a necessidade de rever os limites de arsênio em águas. No Brasil, o CONAMA, através da resolução 357/2005, definiu uma concentração máxima de 10 μg L-1 de arsênio total em água potável. Em muitos locais do planeta a contaminação de águas por arsênio é questão de saúde pública e tem trazido consequências graves à saúde das pessoas e até mesmo a morte em alguns casos. Diante deste contexto, este trabalho propõe um método seguro, eficiente e ecologicamente viável para a descontaminação de águas contendo arsênio. O experimento é composto de dois métodos de adsorção um estático e outro dinâmico. No primeiro método atingiu-se uma taxa de adsorção de 84% com concentrações de 75 ppm de As, valor muito acima dos normalmente encontrados em águas naturais. Além disso, a adsorção de arsênio se mostrou bastante específica em relação aos outros ânions estudados, sendo o fosfato o que mais interfere na adsorção de As. Pelo método dinâmico consegui-se uma capacidade de adsorção de 195,98 mg g-1 e uma dessorção completa do material adsorvente, podendo ser reaproveitado durante vários ciclos de adsorção/dessorção. Além da eficiência da adsorção de As por Quitosana-Fe(III)-R comprovada experimentalmente, o processo apresenta uma importância de cunho social e ambiental evidente, devido à melhoria das condições de saúde da população e à baixa geração de resíduos pela imobilização do contaminante na fase sólida e durante sua pré-concentração em ensaios de dessorção.Item Avaliação do processo de adsorção-fotodegradação com esferas de TiO2-quitosana para o tratamento de efluentes de indústria têxtil(Universidade Federal de Viçosa, 2011-07-07) Almeida, Marciano Fabiano de; Reis, César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785327P6; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Bellato, Carlos Roberto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727950A6; http://lattes.cnpq.br/7759953342197045; Teófilo, Reinaldo Francisco; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762360H4; Silva, Gilmare Antônia da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706079U9De maneira geral, as indústrias têxteis apresentam um elevado potencial poluente. As principais razões para essa poluição são a geração de elevados volumes de resíduos líquidos contendo alta carga orgânica e forte coloração derivada dos corantes. Entretanto, estes efluentes têxteis são possíveis de serem tratados por rotinas convencionais que envolvem processos físicos, químicos e biológicos onde os substratos são removidos por simples adsorção. O caráter não destrutivo desta sequência de procedimentos representa um sério problema no setor, incentivando a criação de processos destrutivos de maior eficiência. O objetivo deste trabalho é aplicar no tratamento de efluentes de indústrias têxteis o TiO2, amplamente utilizado como fotocatalizador na degradação de compostos orgânicos em águas e efluentes, associado com a quitosana, um biopolímero amplamente utilizado em tratamentos de águas devido ao seu alto poder de adsorção. Desta forma, foram preparadas esferas de quitosana-TiO2-reticulada (QTS-TiO2-R) visando a sua aplicação na descoloração de corantes têxteis em meio aquoso e na descoloração dos corantes em efluentes têxteis tratados fortificados. Os corantes selecionados para estudos foram o direct red 80 (DR80) e reactive blue 21 (RB21). Em meio aquoso, as esferas apresentaram alta capacidade de descoloração das soluções dos corantes direct red 80 e reactive blue 21 chegando a cerca de 100%, num tempo de 26 horas em pH 7. As esferas apresentaram uma baixa capacidade de adsorção, sendo o efeito principal na remoção dos corantes a fotodegradação. A descoloração do corante DR80 em solução de efluente de indústria têxtil tratado apresentou uma porcentagem de remoção de cerca de 50%, enquanto para o RB21 esta descoloração ficou em cerca de 90%, no tempo de 91 horas em pH 7. Foi avaliada a reutilização das esferas por 5 vezes consecutivas, onde se observou após o quinto ciclo uma diminuição de sua eficiência foto-oxidativa de cerca de 7,1% para o DR80 e de 15,1% para o RB21 em efluente de indústrias têxteis tratado fortificados com 50 mg L-1 destes corantes. As esferas apresentaram eficiente capacidade de descoloração das soluções dos corantes DR80 e RB21 até o 5 ciclo de reutilização. Desta forma, as esferas de QTS-TiO2-R podem ser incluídas como novos adsorventes-fotooxidativos, mostrando excelente desempenho na fotodegradação de corantes, podendo ser utilizadas como uma nova tecnologia de remoção aplicada ao polimento de efluentes industriais. Além das características favoráveis, são interessantes do ponto de vista econômico, já que utilizam material natural, não tóxico, reagentes de baixo custo, de fácil disponibilidade e preparação.Item Cinética e termodinâmica de sorção do inseticida clorpirifós em latossolo vermelho-amarelo(Universidade Federal de Viçosa, 2011-06-03) Marcelo, Luciana Resende; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1; Queiroz, Maria Eliana Lopes Ribeiro de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781671U3; Lima, Claudio Ferreira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723121U4; http://lattes.cnpq.br/2402816448148215; Fontes, Maurício Paulo Ferreira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443T4; Oliveira, André Fernando de; http://lattes.cnpq.br/6431782934661974O uso de agrotóxicos na agricultura tem aumentado intensamente nos últimos 50 anos. A utilização incorreta e abusiva desses compostos sintéticos tem causado a contaminação do meio ambiente e por esse motivo a avaliação do comportamento dos mesmos no ambiente merece atenção redobrada. Esse trabalho teve como objetivo o estudo cinético e termodinâmico do processo de adsorção do inseticida clorpirifós em um Latossolo Vermelho-Amarelo da região de Viçosa, MG. O comportamento do inseticida foi avaliado pela influência da sua concentração inicial e da temperatura no fenômeno da adsorção. Os estudos de cinética foram realizados adicionando-se 10,0 mL da solução de clorpirifós obtida a partir do produto comercial em concentrações crescentes do princípio ativo a 1,0000 g de matriz seca, sob agitação mecânica em diferentes tempos e em diferentes temperaturas. Após a agitação e centrifugação, o inseticida foi extraído do sobrenadante e analisado por cromatografia gasosa. Na extração do clorpirifós no sobrenadante utilizou-se a técnica Extração Líquido-Líquido com partição em baixa temperatura (ELL-PBT) e para a quantificação utilizou-se cromatografia gasosa (CG), com detector por captura de elétrons (CG-ECD). No estudo de equilíbrio, foi realizado o mesmo procedimento descrito para o estudo de cinética mantendo-se o tempo de agitação por 3 h (tempo de equilíbrio pré-determinado). A cinética da adsorção foi analisada ajustando os dados de acordo com o modelo de pseudo-segunda-ordem e para o equilíbrio termodinâmico foi empregada a equação de Freundlich. A velocidade de adsorção diminuiu com o aumento da concentração inicial de clorpirifós exigindo tempos maiores para o estabelecimento do equilíbrio. A adsorção sofreu influência do aumento da temperatura que provocou uma ligeira diminuição da constante de velocidade. Os parâmetros termodinâmicos energia livre, entalpia e entropia calculados mostraram que o processo é exotérmico e espontâneo.Item Adsorção e dessorção de arsênio por hidróxidos duplos lamelares e seu emprego na remoção deste elemento de águas(Universidade Federal de Viçosa, 2011-01-26) Rosa, Guilherme Fiurin; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1; Fontes, Maurício Paulo Ferreira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443T4; Bellato, Carlos Roberto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727950A6; http://lattes.cnpq.br/2690900653229401; Suarez, Willian Toito; http://lattes.cnpq.br/6680603267238159; Mello, Jaime Wilson Vargas de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789445D2Este trabalho aborda inicialmente a problemática do efeito e das conseqüências da contaminação de organismos por arsênio. Trata também da síntese e caracterização de argilas aniônicas do tipo Hidróxido Duplos Lamelar (HDL), a escolha da melhor argila e aplicação das mesmas para remoção de arsêniato (As(V)) de águas contaminadas. As é um elemento de ocorrência natural, pertencente ao grupo dos ametais da tabela periódica. Seu teor em rochas ígneas e sedimentares varia de 0,5 a 2,5 mg kg-1. Nessas últimas, pode aparecer co-precipitado com hidróxidos de ferro ou sulfetos. Está presente em mais de 245 minerais, a maioria contendo sulfetos associados a metais como Au, Co, Cu, Fe, Ni e Pb. A mobilidade do As no ambiente ocorre devido a vários fatores e a contaminação de águas por ele é pontual e pode estar associada a atividade de mineração. Diante dos problemas toxicológicos gerados pelo As a Organização Mundial da Saúde tem recomendado valores inferiores a 10 μg L-1 para águas potáveis e os órgãos regulamentadores no Brasil tem seguido este valor referência. A partir deste contexto esta obra propõe um método seguro, eficiente e ecologicamente viável para a descontaminação de águas contendo arsênio. O experimento é composto de dois métodos de adsorção um estático e outro dinâmico utilizando argilas sintéticas. No primeiro método obtiveram-se valores de adsorção de até 96% utilizando os materiais sintéticos e águas naturais com concentrações de 2000 μg L-1. Nos experimentos dinâmicos obteve-se uma capacidade de adsorção de 153,39 mg g-1 a 470,59 mg g-1 conforme a variação de massa de adsorvente e vazão do leito. Observou-se uma dessorção completa do material adsorvente, podendo ser reaproveitado durante vários ciclos de adsorção/dessorção. Além da eficiência da adsorção de As por Hidróxidos Duplos Lamelares comprovada através dos experimentos, o processo apresenta importância de cunho social e ambiental evidente, devido a melhoria das condições de saúde da população e a baixa geração de resíduos pela imobilização do contaminante na fase sólida e na sua pré-concentração quando realizada a dessorção.Item Síntese e caracterização de poliuretano à base de óleo de Mabea fistulifera Mart. e sua utilização para remoção de corantes têxteis(Universidade Federal de Viçosa, 2011-05-31) Silveira Neta, Julieta de Jesus da; Reis, Efraim Lázaro; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788214H7; Teixeira, Róbson Ricardo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723796H8; Reis, César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785327P6; http://lattes.cnpq.br/5043181581956648; Coimbra, Jane Sélia dos Reis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798752J6; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1; Carvalho, Córnelio de Freitas; http://lattes.cnpq.br/2949947368926099Neste trabalho foram desenvolvidos polímeros de poliuretanos rígidos (PU-1, PU-2, PU-3 e PU-4), obtidos a partir de polióis derivados do óleo de Mabea fistulifera Mart. A modificação química do óleo ocorreu por meio de uma reação de hidroxilação in situ, empregando ácido acético, peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico. As condições reacionais foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial composto central 22. Os poliós obtidos com funcionalidade acima de 2,0 foram considerados ideais para síntese dos poliuretanos (PUs) rígidos. O preparo dos materiais poliméricos envolveu reações de poliadição de um poliol (glicerina, polietilenoglicol e poliol de M. fistulifera) e um isocianato (TDI 80/20). Os PUs obtidos foram analisados por Espectroscopia do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), e os espectros confirmaram a formação de poliuretanos por meio de aparecimento de bandas características de ligações N H de uretanos e de amida II nas regiões de 3.304 cm-1 e 1.533 cm-1. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou a presença de microcélulas de formas e tamanhos heterogênios nas superfícies dos polímeros. Os PUs ainda foram caracterizados por Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). O polímero PU-3 foi submetido a um teste de degradação, e se mostrou suscetível ao ataque do Aspergillus Níger. O tempo de duração deste experimento foi de 216 horas e a técnica utilizada para monitorar esta biodegradação foi a da Zona do Halo. O polímero PU-3 sintetizado foi utilizado nos ensaios adsortivos, pois o mesmo apresentou potencialidade para remoção de corantes em solução aquosa. Estudos de adsorção dos corantes Direct Red 80 (DR80) e Reactive Blue 21 (RB21) pelo polímero PU-3 incluíram: estudos de equilíbrio, cinéticos e termodinâmicos. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para caracterizar o sistema adsorvente/corantes. A capacidade máxima estipulada utilizando Langmuir foi de 10,37 mg g-1 para o DR80 e 13,54 mg g-1 para o RB21 em condições de pH ajustado para 2, e a 25 0C. O processo de adsorção segue a cinética de pseudo-segunda ordem para ambos os corantes. Os parâmetros termodinâmicos mostraram que o processo de adsorção é espontâneo e endotérmico (positivo ∆H o) e favorável (negativo ∆G o). O processo de adsorção desenvolvido foi aplicado a uma amostra real de efluente industrial contendo RB21 e DR80 e um percentual de remoção de 94,5% para o RB21 e 100% para o DR80 foram encontrados após o tratamento.