Editorial Prof. Dr. Martín Aznar O número 18 do Boletim da FEQ, que o leitor recebe agora, aparece mais recheado do que de costume. O motivo, claro, é a grande quantidade de artigos publicados por docentes da FEQ neste trimestre, que superou com folga a média. Por outro lado, várias pesquisas importantes na FEQ foram objeto de matérias publicadas no Jornal da UNICAMP, e o reconto destas matérias se encontra na seção Notas Curtas. Merece destaque o Prêmio Internacional de Inovação Tecnológica 3M, outorgado à Dra. Fernanda Martins, que fez graduação, mestrado e doutorado na FEQ. Na mesma seção temos as informações de várias palestras proferidas na FEQ por destacados especialistas internacionais. E pela primeira vez, o Boletim da FEQ abre espaço para uma contribuição de cunho mais literário do que propriamente técnico-científico. O prof. Everson A. Miranda, como bom mineiro, conta um “causo” acontecido durante o seu mandato como Coordenador Associado de Graduação da FEQ. Uma boa leitura!

N E S T E N Ú M E R O 1 Editorial

1 Primeira Defesa do Minter/Dinter

2 Artigos publicados em Abril-Junho 2011

20 Teses e dissertações

22 Notas curtas

15 de julho de 2011 Ano 5 Número 18

Uma publicação da Faculdade de Engenharia Química da UNICAMP Av. Albert Einstein 500, Campinas-SP, 13083-852 Editor: Prof. Dr. Martín Aznar, maznar@feq.unicamp.br, fone 3521-3962

Boletim da FEQ

Primeira Defesa do Minter/Dinter

Solenise Kimura e sua orientadora,

Profa. Meuris G.C. da Silva

No dia 27 de maio aconteceu a primeira defesa de dissertação de mestrado dentro do Programa de Mestrado e Doutorado Interinstitucionais (Minter/Dinter), entre a UNICAMP e a Universidade do Estado do Amazonas (UEA). A química Solenise Kimura defendeu a dissertação “Mapeamento e caracterização de carga poluente em lagoa na Região Amazônica”, sob orientação da Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva. O programa Minter/Dinter objetiva a formação de recursos humanos especificamente na região Amazônica, nos níveis de mestrado e doutorado, com temas de pesquisa geralmente referentes aos recursos e matérias primas da região. O programa inclui duas turmas nos dois níveis, com um total de cinco alunos inscritos no mestrado e 16 alunos inscritos no doutorado. Durante o curso, professores da FEQ ministraram disciplinas de forma intensiva em Manaus, e os alunos depois se trasladaram a Campinas para desenvolver suas atividades de pesquisa.

Após várias dificuldades, que incluíram problemas de financiamento e de liberação das atividades didáticas (para aqueles alunos docentes na UEA ou em outras instituições do Estado do Amazonas), começam a aparecer os primeiros frutos. Um mês depois, no dia 27 de junho, o aluno Cleyson de Souza Galúcio defendeu a sua dissertação de mestrado, titulada “Obtenção de concentrados de monoacilgliceróis a partir do óleo de girassol”, sob a orientação da Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel e da Dra. Cibelem Iribarrem Benites, pesquisadora da FEQ. Esperam-se mais defesas para os próximos meses.

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Artigos Publicados em Revistas Indexadas

Abril - Junho 2011

Bases de dados: ISI Web of Knowledge, Sci Finder Scholar, Compendex, SciELO, Scopus, Scirus.

Abril Síntese e caracterização de nanocompósitos esfoliados de poliestireno hidróxido duplo lamelar via polimerização in situ Botan, R.; Nogueira, T.R.; Wypych, F.; Lona, L.M.F. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 21 (2011) 34-38. ISSN: 0104-1428. FI = 0.333. Qualis B1. doi:10.1590/S0104-14282011005000017 Nanocompósitos esfoliados de poliestireno (PS) e hidróxido duplo lamelar (HDL) composto por zinco, alumínio e dodecil sulfato de sódio, como ânion interlamelar, foram sintetizados via polimerização in situ. O efeito de diferentes composições de HDL (0,5, 1, 3 e 5% em massa) foi avaliado. Os nanocompósitos obtidos foram caracterizados através de ensaios de difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados obtidos através das análises de DRX e MET mostraram que todos os nanocompósitos produzidos apresentaram morfologia esfoliada. Os resultados das TGA, quando se utilizam 50% de perda de peso como ponto para comparação, apresentaram ganhos significativos de estabilidade térmica para todas as composições dos nanocompósitos em comparação ao poliestireno puro. Este comportamento possibilita uma vasta gama de aplicação destes novos materiais em diversos campos da indústria e pesquisa. The solid-liquid phase diagrams of binary mixtures of even saturated fatty alcohols Carareto, N.D.D.; Costa, M.C.; Rolemberg, M.P.; Krähenbühl, M.A.; Meirelles, A.J.A. Fluid Phase Equilibria, 303 (2011), 191e1-191e8. ISSN: 0378-3812. FI = 1.857. Qualis A1. doi:10.1016/j.fluid.2011.01.028 This study is part of a work developed in the author's research group on the solid-liquid equilibrium of fatty substances. The phase diagrams of the following fatty alcohol systems were determined by differential scanning calorimetry (DSC): 1-octanol + 1-dodecanol, 1-octanol + 1-tetradecanol, 1-decanol + 1-tetradecanol, 1-decanol + 1-hexadecanol and 1-dodecanol + 1-octadecanol. The liquidus lines of three of these systems were previously reported in the literature but the other two systems were never published. Moreover other transitions, in addition to the eutectic temperature, were also detected in all the systems. A region of solid solution at the extreme left of the phase diagrams was observed for all the binary mixtures. Polarized light microscopy was used to complement the characterization of the systems for a full grasp of the phase diagrams. The solid-liquid equilibrium was modeled using the Margules 2-Suffix, Margules 3-Suffix, NRTL and UNIFAC Dortmund equations. Experimental fluid dynamics study in a fluidized bed by deterministic chaos analysis Castilho, G.J.; Cremasco, M.A.; de Martin, L.; Aragón, J.M. Particulate Science and Technology, 29 (2011), 179-196. ISSN: 0272-6351. FI = 0.522. Qualis B1. doi:10.1080/02726351003792906 Differential pressure fluctuations in gas-solid fluidized beds were analyzed by chaos analysis (construction of attractors, correlation dimension, Kolmogorov entropy) and mutual information. Experimental fluidization tests of three different particles were conducted. Two of them are from Geldart group B and one from Geldart group D. The fluidization experiments were performed in a cylindrical bed with 0.07 m i.d. and 1.0 m high. Pressure fluctuations were measured by three pressure transducers, and their signal time series were analyzed in the time domain (mean and standard deviation) and in the frequency domain (power spectra) for comparison and complementation of chaos analysis. Analyses in the time domain allowed a good estimation for determining whether or not the system is fluidized. The Fourier spectra provided more detailed information that could identify other phenomena such as the presence of bubbles. The chaos tools produced sensitive results, offering a qualitative and quantitative analysis for identification of the phenomena that occur in fluidization. Three different fluidization regimes could be indentified: multiple bubble bed, slugging bed, and exploding bubble bed.

Boletim da FEQ Página 3 Análise termogravimétrica do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC) Cremasco, M.A.; Braga, N.P. Acta Amazônica, 41 (2011), 275-278. ISSN: 0044-5967. Qualis B2. doi:10.1590/S0044-59672011000200012 A pimenta longa (Piper hispidinervium C. DC.) e um arbusto originário da região amazônica, cujo óleo essencial e rico em safrol. O óleo essencial da pimenta longa e comercializado in natura, o que faz o processamento para a obtenção do safrol elemento fundamental de investigação científica e tecnológica. Uma importante etapa para a obtenção do safrol e a definição da estratégia da sua separação do óleo essencial a partir, por exemplo, da destilação. Neste caso, torna-se essencial o conhecimento de parâmetros termodinâmicos, tais como energia de ativação e calor latente de vaporização. Neste trabalho e utilizada a técnica termogravimétrica para a obtenção dos valores da energia de ativação e calor latente de vaporização do oleo essencial de P. hispidinervium. O processo de evaporação do óleo essencial obedece a cinética de ordem zero, resultando para a energia de ativação e calor latente de vaporização os valores 42,11 kJ.mol-1 e 43,73 kJ.mol-1, respectivamente. Condições de pH e temperatura para máxima atividade da bromelina do abacaxi (Ananas Comosus L. Merril) Elias, M.J.; Arcuri, I.F.; Tambourgi, E.B. Acta Scientiarum Technology, 33 (2011), 191-196. ISSN: 1807-8664. FI = 0.267. Qualis B3. doi:10.4025/actascitechnol.v33i2.7928 A bromelina, enzima presente no abacaxi, hidrolisa ligações peptídicas das proteínas; tem aplicação em diversas áreas envolvendo alimentos e medicina. Visando o aproveitamento da bromelina recuperada, a partir dos resíduos da industrialização do fruto (variedade pérola), foram pesquisadas condições de pH e temperatura para maior atividade, empregando caseína como substrato. O extrato foi obtido pela trituração da casca e do talo interno do fruto. A atividade foi expressa em mmol tirosina L-1 min-1 pela absorbância a 280 nm dos aminoácidos aromáticos gerados na hidrólise da caseína. Os ensaios foram efetuados em duplicata para duas relações enzima/substrato: 1/25 e 1/125 (em massa). Foi estabelecido um planejamento experimental em estrela tendo como ponto central pH em 7,0 e temperatura de 35°C. Os resultados foram tratados empregando o aplicativo computacional MINITAB 15 da Minitab Inc. que forneceu as equações do modelo e as superfícies de resposta. As equações foram tratadas matematicamente (cálculo diferencial), fornecendo gráficos da melhor atividade em função da temperatura. Observou-se perda da atividade enzimática com a elevação da temperatura para relação 1/25, atribuída à maior presença de enzima livre em comparação com a relação 1/125. Desenvolvimento de circuito eletrônico comparador para controle de válvulas de vazões reduzidas Fileti, A.M.F.; Silva, F.V.; Pereira, J.A.F.R. Acta Scientiarum Technology, 33 (2011), 185-189. ISSN: 1807-8664. FI = 0.267. Qualis B3. doi:10.4025/actascitechnol.v33i2.9936 Diversos tipos de válvula de controle de vazão estão disponíveis comercialmente, sendo a maioria delas apropriada para elevadas vazões e provida de acionamento pneumático para reduzir riscos de explosões em ambientes industriais. As válvulas para vazões reduzidas e baixas pressões são de pequenas dimensões, normalmente eletrônicas e apresentam custo elevado. No presente trabalho foi desenvolvido um sistema de controle eletrônico de vazão por computador on-line, baseado em componentes eletrônicos comuns, em esquema comparativo de tensão. Um amplificador subtrador foi utilizado neste circuito eletrônico, comparando dois valores de tensão para o controle do sentido de rotação e parada do motorredutor de velocidade acoplado à haste da válvula agulha comum. Este sistema de baixo custo se mostrou eficiente e de simples montagem eletrônica. Válvulas de diferentes dimensões foram acopladas com sucesso ao motorredutor comandado pelo circuito eletrônico, conferindo flexibilidade ao atuador desenvolvido. Ensaios de calibração e de determinação de tempo morto são apresentados, obtendo-se como menor faixa de vazão os valores de 0,3 a 3,6 mL s-1. Uso de simuladores comerciais na análise comparativa de desempenho de controladores para um trocador de calor a placas Fileti, A.M.F.; Prado, G.N.; Almeida, H.C.; Silva, F.V. Exacta, 9 (2011), 71-87. ISSN: 1678-5428. Falta Qualid e FI. doi:10.5585/exacta.v9i1.2693 Estratégias de controle feedback convencional e cascata foram aplicadas a um trocador de calor com o intuito de estabelecer comparação de desempenho, visando obter menor variação na temperatura do produto final e rápida resposta para corrigir os possíveis distúrbios da planta. O trocador a placas foi projetado com o auxílio do software ASPEN HTFS®, simulado em estado estacionário com o ASPEN PLUS®

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e exportado para o ASPEN DYNAMICS®. O método da curva de reação do processo foi aplicado ao trocador simulado no ASPEN DYNAMICS ®, sendo os parâmetros ajustados a funções de transferência de primeira ordem com tempo morto no Domínio de Laplace. As funções de transferência do processo e dos distúrbios foram utilizadas em diagramas de controle no software Simulink/MATLAB®, sendo obtidos os comportamentos em malha fechada. Essa mesma metodologia de uso de simuladores comerciais pode ser aplicada a diferentes operações unitárias da indústria química, assim como para plantas inteiras. Destaca-se que, por possuírem interface amigável, acesso a banco de dados termodinâmicos e robustez nos métodos numéricos disponíveis para simulação, um rápido e fácil aprendizado foi constatado na utilização de todos os simuladores comerciais citados neste trabalho. Estudo da influência dos particulados no fenômeno de agregação dos asfaltenos por espectrometria de varredura óptica Henriques, C.B.; Winter, A.; Koroishi, E.T.; Maciel Filho, R.; Bueno, M.I.M.S. Química Nova, 34 (2011), 424-429. ISSN: 0100-4042. FI = 0.859. Qualis B1. doi:10.1590/S0100-40422011000300011 The processing of national petroleums causes many operational problems due to the asphaltene aggregation phenomena. To evaluate the behavior of these phenomena, a study based on optical scan technique was carried out to understand the behavior of pure oils and their mixtures. The evaluation according to criteria established by ASTM D7061-061 gives a result of asphaltene flocculation of according to the separability number. In this study, the aspects related to the existence of colloidal forms of peptized asphaltenes in distinct solvents present in petroleums can cause changes in the kinetics of asphaltene flocculation. Equilibrium of Cu(II) and Ni(II) biosorption by marine alga Sargassum filipendula in a dynamic system: Competitiveness and selectivity Kleinübing, S.J.; Silva, E.A.; Silva, M.G.C.; Guibal, E. Bioresource Technology, 102 (2011), 4610-4617. ISSN: 0960-8524. FI = 4.253. Qualis A1. doi:10.1016/j.biortech.2010.12.049 The study focuses on the equilibrium of dynamic biosorption in single and binary systems containing Cu(II) and Ni(II) ions using Sargassum filipendula (a marine alga). The experiments were performed in fixed-bed columns with both single-component and bi-component metal solutions (using different molar concentrations). Experimental data were fitted with different equilibrium models such as Langmuir, Langmuir with inhibition, Jain and Snowyink and Langmuir-Freundlich equations. The biosorption of pure metal ions in solution presented adequate capacities both for Cu(II) and Ni(II). In binary solutions the preferential sorption of Cu(II) over Ni(II) was demonstrated by the displacement of Ni(II) (marked overshoot on the breakthrough curves). Fuzzy cognitive approach of a molecular distillation process Lima, N.M.N.; Zuñiga-Liñán, L.; Manenti, F.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R.; Embiruçu, M.; Medina, L.C. Chemical Engineering Research and Design, 89 (2011), 471-479. ISSN: 0263-8762. FI = 1.223. Qualis A2. doi:10.1016/j.cherd.2010.08.010 Takagi-Sugeno fuzzy model is presented as an alternative modeling tool for the molecular distillation process of heavy liquid petroleum residues. A nonlinear phenomenological model formed by partial differential equations involving temperature and composition is regarded as a virtual working plant for the generation of data required to build the fuzzy models. Furthermore, experimental data from the molecular distillation process of an atmospheric residue 673.15 K upward (673.15 K +) at different operating conditions were used to develop the fuzzy representations. In this work, the system was simulated through the development of software in Fortran 90/95 and the numerical solution by using the finite-difference method. In the fuzzy approaches, the distillation temperature and the feed flow rate are the input variables, while the liquid interface temperature, the film thickness, the concentration profiles, and the distillate flow rate were considered as the output responses. The fuzzy models obtained were compared with the results generated from the phenomenological model, showing an excellent agreement. Surface miscibility of EPC/DOTAP/DOPE in binary and ternary mixed monolayers Rigoletto, T.P.; Zaniquelli, M.E.D.; Santana, M.H.A.; De la Torre, L.G. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 83 (2011), 260-269. ISSN: 0927-7765. FI = 2.660. Qualis A2. doi:10.1016/j.colsurfb.2010.11.030 Surface pressure (π) - molecular area (A) curves were used to characterize the packing of pseudo-ternary mixed Langmuir monolayers of egg phosphatidylcholine (EPC), 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium propane

Boletim da FEQ Página 5(DOTAP) and L-α-dioleoyl phosphatidylethanolamine (DOPE). This pseudo-ternary mixture EPC/DOPE/DOTAP has been successfully employed in liposome formulations designed for DNA non-viral vectors. Pseudo-binary mixtures were also studied as a control. Miscibility behavior was inferred from π-A curves applying the additivity rule by calculating the excess free energy of mixture (ΔGExc). The interaction between the lipids was also deduced from the surface compressional modulus (Cs−1). The deviation from ideality shows dependence on the lipid polar head type and monolayer composition. For lower DOPE concentrations, the forces are predominantly attractive. However, if the monolayer is DOPE rich, the DOTAP presence disturbs the PE-PE intermolecular interaction and the net interaction is then repulsive. The ternary monolayer EPC/DOPE/DOTAP presented itself in two configurations, modulated by the DOPE content, in a similar behavior to the DOPE/DOTAP monolayers. These results contribute to the understanding of the lipid interactions and packing in self-assembled systems associated with the in vitro and in vivo stability of liposomes. Decolorization of industrial azo dye in an anoxic reactor by PUF immobilized Pseudomonas oleovorans Silveira, E.; Marques, P.P.; Macedo, A.C.; Mazzola, P.G.; Porto, A.L.F.; Tambourgi, E.B. Journal of Water Reuse and Desalination, 1 (2011), 18–26. ISSN: 2220-1319. doi:10.2166/wrd.2011.030 This work reported the full degradation of an azo dye in a synthetic effluent by Pseudomonas oleovorans immobilized in polyurethane foam (PUF). For each fed-batch experiment, a screw-top vessel containing 160 mL of nutrient broth was inoculated with 0.16 g L-1 of fresh culture, incubated at 32°C and supplemented with 50 mg L-1 of dye every 24 hours. Afterwards, the P. oleovorans were immobilized in PUF and inoculated in an anoxic reactor. The results showed that at fed-batch conditions, P. oleovorans was capable of removing 50 mg of dye in 192 hours. However, when the decolorization was performed in an anoxic reactor, it was capable of fully degrading 25 mg of dye in only 24 hours. Liquid-liquid equilibrium in ternary ionic liquid systems by UNIFAC: new volume; surface area and interaction parameters. Part II Santiago, R.S.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibria, 303 (2011), 111-114. ISSN: 0378-3812. FI = 1.857. Qualis A1. doi:10.1016/j.fluid.2010.12.006 Ionic liquids are potential solvents for liquid extraction processes; thermodynamic modeling of liquid-liquid equilibrium (LLE) data is essential for the optimization and operation of these processes. Therefore, ternary LLE data in systems involving ionic liquids have been investigated by several years. In most of the cases, the thermodynamic modeling of these systems have been made by using the NRTL model; in some cases, the UNIQUAC model have also been used. The structural parameters of UNIQUAC for ionic liquids have been determined either by empirical correlations or, more recently, through quantum mechanics calculations. This work is a continuation of a recent paper, in which the structural group volume and area parameters for the group-contribution UNIFAC method have been calculated for five ionic liquids following the quantum mechanics approach. In order to optimize the molecular geometry and to calculate the area and volume, the Density Functional Theory (DFT) and the Polarizable Continuum Method (PCM) were used, respectively. The obtained parameters were used to correlate LLE data for fifteen ternary systems, totalizing 155 tie-lines. New interaction parameters were also estimated between the solvent and ionic liquid functional groups. The results are very satisfactory, with root mean square deviations of 0.0037 between experimental and calculated equilibrium mole fractions.

Maio Application of ultrafiltration membranes in the separation of ethylic route biodiesel Araújo, P.J.P.; Peres, L.; Ravagnani, T.M.K. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 769-774. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124129 In biodiesel production, the ethylic route presents higher quality of final product compared with the methanol route and, in addition, the ethanol comes from renewable sources, hi this work, the components separation process resulting from the biodiesel ethylic route was studied using a 0.2 urn ceramic α-Al203/TiO2 ultrafiltration membrane. Synthetic binary mixtures composed of jatropha curcas oil, ethanol, glycerol and biodiesel with different compositions were prepared to analyze the effect of these different components on the permeate flow and coefficient of rejection. The experiments were conducted at 100 kPa of transmembrane pressure, 60°C and tangential velocity of 3m/s. Although some species easily permeate through the studied membrane, their degree of interaction in the mixture provides difficulty to

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its permeation. As noted in the glycerol-biodiesel system, the permeate flow decreased 92% compared to the ethanol/glycerol system. The formation of a stable emulsion at high concentrations of the emulsifier (glycerol) in the system glycerol biodiesel resulted in the high glycerol rejection coefficient (99.98%). It was noted that the proportions of the reactants (degree of conversion) and the molar ratio of ethanol strongly affects the performance of the separation process. The multicomponent system (ethanol/glycerol/oil biodiesel) with factorial design was also studied. It was noted that permeate flux of glycerol only occurred in systems with high molar ratio ethanol/oil, while in the other systems there was no significant amount of glycerol in the permeate. The highest flow of permeate was 125.21 kg/h.m2, with a rejection coefficient of 98.69% to glycerol observed in the system with the higher level of emulsification and smaller amount of excess ethanol. Evaluation of Brazilian organoclay synthesized in the laboratory and commercial Bertagnolli, C.; Araújo, A.L.P.; Kleinübing, S.J.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1537-1542. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124257 Bentonite clays organically modified with quaternary ammonium salt, of which features enable to interact with organic compounds, have great potential use for environmental remediation, such as adsorption of organic compounds from wastewater. In this study, the natural clay 'bofe' had its properties modified by the organophilization with cation exchange linked to quaternary ammonium salt (benzalkonium chloride). The commercial clay Spectrogel, provided by Spectrochem, was also studied for comparison with sample modified in laboratory. The clays had been characterized by use of x-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive x-ray techniques, thermogravimetric analysis, and differential scanning calorimetry. The organophilic character was evaluated by swelling capacity test in water. There was an increase in the basal spacing, in the presence of carbon and chlorine, and in the new decomposition stage for modified clays, attributed to the organic matter released from quaternary ammonium salt. Such fact confirms how effective is the synthesis of the organoclay and similar behavior for the organoclays modified in laboratory and commercial. The potential for removal of petroleum derived from wastewaters was verified, showing potential use for environmental remediation. Surface morphology of a catalytic wall microreactor constructed by direct metal laser sintering process Bineli, A.R.R.; Barbosa, M.I.R.; Peres, A.P.G.; Jardini, A.L.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 223-228. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124038 Micro-reactors technology have attracted considerable interest in chemical processing due to their potential advantages regarding improvements on mass and heat transfer, smaller size, energy and cost saving and safety. Various types of micro-structured reactors have been developed in the last decade. Among them, the most promising concept considers stacked systems of channelled metallic platelets, coated with active catalysts. This systems are fabricated using any traditional tooling, but in this work a relatively new technology enabling that three-dimensional parts can be easily fabricated was used. It is based on DMLS (Direct Metal Laser Sintering), a process that uses a metal powder and a laser beam to produce directly metal parts. This process is one of a few Rapid Prototyping (RP) technologies which possess the capability to produce metal parts and prototype tools directly from powders with a high precision. In this paper a micro-channels plate was fabricated using DMLS process and micro-channels surface for catalyst deposition was evaluated. The results of SEM study reveal that a porous surface on the walls was formed because powder was not wholly sintered. For microchannels plate applied for gas-phase reactions this porous surface is especially interesting because the surface area is increased and the mass of catalysts impregnated on the walls can also be increased, which consequently improves the conversion of products. Thus, the DMLS not only can facilitates the rapid development of catalytic wall microreactors, but also permit the control of the structures formed during sintering which are extremely relevant for some processes in micro-reactors for gas and liquid phase. Biodegradation of textile azo dyes by Shewanella putrefaciens (CCT 1967) Caselatto, A.; Ferreira, J.F.; Tambourgi, E.B.; Moraes, R.; Silveira, E. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 871-876. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124146 Dyes are toxic to aquatic environment and for human because they are mutagenic and carcinogenic. Due to the large amount of effluent that the textile industry discharges in aquatic environment, the concern with better and more economic treatment is growing. Dyes are recalcitrant to conventional biological treatment, so the research for using the method of biodegradation is to apply selected bacteria capable of

Boletim da FEQ Página 7degrading these compounds, mineralize the dye, thus reducing or even eliminating the toxicity. The aim of this study is to test and optimize the degradation of nine azo dyes using the bacterium Shewanella putrefaciens (CCT 1967). The discolorations of the dyes were performed in anoxic condition, pH 8.5, temperature 25 °C and addition of carbon source: meat extract 1.5 g.L1 and peptone 2.5 g.L1 The dye concentration used was 50mg.L1 and the incubation times were 24 hours and 48 hours. Seven dyes were biodegraded in a percentage of 29 to 81% and two dyes were not biodegraded. Environmental and economic assessment of bioethanol, sugar and bioelectricity production from sugarcane Cavalett, O.; Cunha, M.P.; Junqueira, T.L.; Dias, M.O.S.; Jesus, C.D.F.; Mantelatto, P.E.; Cardoso, T.F.; Franco, H.C.J; Maciel Filho, R.; Bonomi, A. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 1007-1012. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125168 The study of optimization scenarios taking into consideration not only technical and energy parameters but also economic and environmental aspects is fundamental for sustainability of biorefinery systems. This study focuses on the environmental and economic impacts of autonomous and annexed sugarcane processing plants in Brazil using an innovative framework, where computer simulation is linked to the environmental and economic assessment. Results showed that considering only the industrial processing stage for ethanol production, autonomous plant present better environmental performance. However, it was not possible to establish significant differences between annexed and autonomous plants when the complete life cycle of the ethanol production from sugarcane is considered. Optimized biorefineries showed lower environmental impacts and better economic results in comparison to the base scenarios for both annexed and autonomous plants. Economic results also indicated that, in the base scenario, annexed plants present slightly higher internal rate of return and slightly lower ethanol production costs. Optimized biorefinery scenarios showed that autonomous plant present higher internal rate of return, while annexed and autonomous plants showed equivalent ethanol production costs. Computational approach for studying the laser radiation thermal cracking process of heavy petroleum fraction: optimization of laser operational conditions Celis, O.J.; Plazas-Tovar, L.; Jardini, A.L.; Siegel, C.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 421-426. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124071 The temperature distribution related to the radiation thermal cracking process of a heavy petroleum fraction was identified by simulations using ANSYS 12.1 software. To determine the best laser parameters (laser power beam and scanning speed), a set of mathematical models (maximum and minimum temperature, time) was developed from a full 22 factorial design. Laser power beam and scanning speed in the range of 28-32 W and 1.8-2.2 m/s, respectively, were identified as the best set of radiation thermal cracking process parameters. Simulation and optimization of the vacuum extractive fermentation coupled to an absorption column for bioethanol production using a high biomass concentration Cohen, L.M.; Quintero, H.I.; Ramirez, R.; Maciel Filho, R.; Atala, D.I.P. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1021-1026. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124171 The ethyl alcohol has positive characteristics for being used as fuel in large scale: relatively low cost, less polluters and can be produced from renewable matrix by fermentation of vegetable source products. By means of process simulation using ASPEN PLUS® V.7, it was evaluated a configuration based on the extractive fermentation vacuum concept coupled to an adsorption column, in which, the alcohol is extracted from fermentation environment while it is produced, as a result, a more productive process is obtained due to a decrease in the inhibition effect on the microorganism caused by the ethanol and at the same time, this configuration allows using a more concentrated must. It was found that the proposed configuration provides a bigger production and recovery of the ethanol contributing to the improvement and intensification of the process. Numerical validation of a co-axial and confined jet flow Decker, R.K.; Buss, L.; Wiggers, V.R.; Noriler, D.; Reinehr, E.L.; Meier, H.F.; Martignoni, W.P.; Mori M. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1459-1464. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124244 The purpose of this study is to investigate experimentally and numerically the flow behavior of a confined coaxial jet flow for two different velocity ratios Ru=0.04 and Ru=0.08. For the experimental analysis a two dimension particle image velocimetry system (2D-PIV) is used to measure the gas behavior in the

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measurement section. The numerical analysis is developed for four different Reynolds Average Navier-Stokes models: standard k-ε, k-ω, SST and RSM. The experimental and numerical results are presented in radial profiles in two different axial positions (L/D=3 and L/D=6) in terms of axial mean velocity and turbulence kinetic energy. All turbulence models showed a good qualitatively agreement in relation to the axial mean velocity analysis. However, the turbulence kinetic energy analysis showed that the Reynolds Stress model can better describe the flow behavior in the confined coaxial jet. Purification of bromelain from Ananas comosus by PEG/phosphate ATPS Ferreira, J.F.; Bresolin, I.R.P.; Silveira, E.; Tambourgi, E.B. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 931-936. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124156 The bromelains are proteases from vegetable origin, obtained from several species of Bromeliaceae family, which are found in pineapple's stem and fruit. The bromelains uses are based on its proteolytic activity on food industries and mostly at Brazilian pharmaceutical industry. The bromelains has been documented by its therapeutic effects at all inflammatory conditions, in addition to its attested efficiency of cure of various health problems, such as angina, indigestion and respiratory problems. Various bromelains' purification methods have been studied, particularly bromelain of pineapple stem. Aqueous two-phase system has been applied for several years as a good laboratorial separation technique and it can be used as a pre-purification step. This system has been tested with large success, it is formed by two aqueous phases immiscible or partially miscible within themselves, obtained by the addition of hydrophilic polymers or one hydrophilic polymer and a salt, such as the poly(ethylene glycol) - PEG - and potassium phosphate salt systems. This work studied the enzyme characterization and recovery presented in the pineapple's stem and peel, by aqueous two-phase systems (ATPs) liquid-liquid extraction. Batch assays were performed aiming the enzyme extraction and recuperation, using the partition coefficient as indicator. The phase diagrams from PEG and potassium phosphate salts aqueous two-phase systems (ATPs) were obtained for PEG with molecular weight of 4000 at pH 6.0 to 11.0, at 25 °C. Three different tie-lines were also studied. The pH and tie-line length influence on the enzyme partition coefficient were analyzed. Preparation of copper particles in chitosan membranes and their application as irreversible humidity indicators Godoi, F.C.; Rabello, R.B.; Vasconcelos, F.C.; Beppu, M.M. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 217-222. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124037 Copper nanoparticles were prepared in chitosan (CHI) membranes via reduction of CuSO4.5H2O with sodium borohydride (BH). The fabrication process was performed in two steps: (1) first adsorbing Cu(II) ions in the CHI membranes, followed by (2) a chemical reduction of the Cu(II) ions to zero-valent copper (using BH). This study used SEM, DSC, and XRD to examine the morphological, thermal and chemical properties of the CHI-copper membranes. The synthesized CHI-copper membranes were exposed to ambient humidity and characterized by digital-image analysis with RGB color standards. The results showed that the CHI-copper membranes produced were successfully able to detect ambient moisture shown by the color changes of the membranes (from dark brown to blue). These CHI-copper membranes hold great promise in the engineering field for the production of humidity indicators and sensors. Simulation and evaluation of autonomous and annexed sugarcane distilleries Junqueira, T.L.; Dias, M.O.S.; Jesus, C.D.F.; Mantelatto, P.E.; Cunha, M.P.; Cavalett, O.; Maciel Filho, R.; Rossell, C.E.V.; Bonomi, A. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 941-946. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125157 Simulation of autonomous and annexed sugarcane distilleries were carried out with Aspen Plus ®. Annexed plants with different proportions of sugarcane destined for bioethanol and sugar were considered in the technical-economical analysis. This study highlighted the relationship between plant flexibility and market oscillations. It was observed that annexed plants that diverted more sugarcane for sugar production were more profitable, considering the average prices for the last 10 years in Brazil. However, autonomous distillery presented the best economic results (internal rate of return and production cost) among the evaluated scenarios.

Boletim da FEQ Página 9 Anthropogenic influence in the pond of water quality in the Amazon region Kimura, S.P.R.; Almeida Neto, A.F.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1255-1260. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124210 The Lake of the Francesa located in the city of Parintins - Brazil, receives industrial and domestic wastes, whose composition is varied by changing the natural characteristics of its waters. Some tests were performed in the water at four different points along the length of the pond in February and June 2010, the period of the low and high level of lake water respectively (period for seasonal phenomenon that is influenced by the region's natural Amazon) and analyzed the following parameters: pH, alkalinity, turbidity, color, hardness, dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and fecal coliforms. The values obtained in different periods were compared with the aim of identifying and evaluating the variables that affect water quality in these periods considering the seasonality in the volume of pond water. The parameters alkalinity, turbidity, color and hardness showed lower values during the high water of the pond. The pH tended to neutrality in both periods. For the biological parameters, the values diverged, with no variation for BOD, COD had higher values in the period of high water. And the OD showed lower values in the period of high water. Fecal coliform was the parameter that indicated a greater change in water quality due to domestic and industrial effluents that are released into the pond without proper treatment. The study showed that despite the human contribution, the pond still keeps its ability to dilute pollutants, mainly during the period of high water (flood). Heavy metal sorption by calcium alginate beads from Sargassum filipendula Kleinübing, S.J.; Silva, F.G.C.; Bertagnolli, C.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1201-1206. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124201 Alginate extracted from Sargassum filipendula was evaluated for Cu 2+ and Pb2+ sorption in the form of calcium cross-linked beads. The obtained maximum adsorption capacities were 0.79 and 1.26 mmol g -1, for Cu2+ and Pb2+, respectively. FTIR spectroscopy technique confirms that extraction was efficient. For Sargassum filipendula algae, the carboxylic, alcoholic, sulfonate and amino groups were observed. For alginate extracte, only the carboxylic and alcoholic groups were observed. Application of artificial intelligence techniques for temperature prediction in a polymerization process Leite, M.S.; Santos, B.F.; Lona, L.M.F.; Silva, F.V.; Fileti, A.M.F. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 385-390. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124065 The main feature of the polymerization reaction is its complex nonlinear behaviour, which poses a challenging control system design for the batch reactor. The present work is concerned with the development of intelligent mathematical models to predict the styrene polymerization temperature. In order to improve the final product quality, these models will be used in predictive control schemes. Two techniques from the artificial intelligence field were used: Neuro-fuzzy and artificial neural networks. The pilot plant of styrene production consisted of: A stainless steel jacketed stirred reactor, a storage tank and a variable speed pump for the thermal fluid, temperature sensors (inside reactor, inlet and outlet of the jacket), a densimeter, and a PLC (Programmable Logic Controller). The temperature of the reactor is the process variable to be predicted using the historical data acquired from the pilot plant. Software MatLab 6.0 was used to implement neural and neuro-fuzzy models. The results showed that both models were able to predict online the reactor temperature profile successfully and that they were fast enough to be used in nonlinear predictive control strategies as well. Removal of chromium from wastewater using macrophytes Lemna minor as biosorbent Lima, L.K.S.; Kleinübing, S.J.; Silva, E.A.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 303-308. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125051 Chromium plays an important role in the metallurgical and chemical activities. On the other hand, it may pollute aqueous streams, arising therefore several environmental problems. Lemna minor macrophyte was evaluated for Cu3+ sorption. The tests were performed in batch and biosorption equilibrium was reached in 6-7 h. The obtained maximum adsorption capacities were 12.32 mg.g-1. The FT-IR results showed that biomass have different functional groups responsible for chromium ions binding, such as carboxyl, phosphate, thiol, peptidic and hydroxide.

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The importance of using three-phase 3-D model in the simulation of industrial FCC risers Lopes, G.C.;Rosa, L.M.; Mori, M.; Nunhez, J.R.; Martignoni, W.P. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1417-1422. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124237 An industrial riser reactor of a fluid catalytic cracking (FCC) unit was numerically studied in this work. A three-dimensional and three-phase Eulerian-Eulerian-Lagrangian flow model was used to predict the dynamic behavior of the reactor. To better understand the flow inside these reactors a rigorous model was applied and two different geometric configurations for the riser were tested. Results show that both the modeling of feedstock vaporization and the modification of the riser geometry, change the flow patterns and influence the reaction yields, emphasizing the importance of using sophisticated models in FCC process predictions. Process intensification for ethyl lactate production using reactive distillation Lunelli, B.H.; Morais, E.R.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 823-828. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124138 Ethyl lactate is an important organic ester, which is biodegradable and can be used as food additive, perfumery, flavor chemicals and can effectively replace toxic and halogenated solvents for a wide range of industrial applications. In this work the simulation of the intensified process for ethyl lactate production by esterification of lactic acid with ethanol using a reactive distillation system was investigated. The intensified process includes the fermentation for the lactic acid production from sucrose and, reactive distillation process for ethyl lactate production by lactic acid esterification. A NRTL model parameter set has been established to predict the composition and temperatures for the system components. The simulation was carried out with the aid of the Aspen Plus™ process simulator. The results showed that the process intensification proposed in this work, based on fully renewable raw material, provides great opportunities to achieve higher conversion and improve the operational performance. Liquid−liquid equilibrium study in ternary castor oil biodiesel + ethanol + glycerol and quaternary castor oil biodiesel + ethanol + glycerol + NaOH systems at (298.2 and 333.2) K Machado, A.B.; Camacho Ardila, Y.; Oliveira, L.H.; Aznar, M.; Wolf Maciel, M.R. Journal of Chemical & Engineering Data, 56 (2011), 2196-2201. ISSN: 1520-5134. FI = 1.695. Qualis A1. doi:10.1021/je101235f In this work, ternary liquid−liquid equilibrium (LLE) data for the castor oil biodiesel (BIO−CO) + ethanol + glycerol and quaternary LLE data for biodiesel (BIO−CO) + ethanol + glycerol + NaOH systems at (298.2 and 333.2) K and atmospheric pressure (≈ 95 kPa) were determined by gas chromatography. The influence of temperature and catalyst in the phase diagrams were studied. Ethanol partition coefficients and biodiesel selectivities were calculated. Results showed that ethanol distributed slightly more to the glycerol phase and that biodiesel solubilizes preferentially ethanol than glycerol. LLE experimental data were correlated with the NRTL model, presenting root-mean-square deviations < 1.3 %. Hand and Othmer-Tobias correlations were used to test the data quality, which presented R2 > 0.98 for all systems. Energy requirements for butanol recovery using the flash fermentation technology Mariano, A.P.; Keshtkar, M.J.; Atala, D.I.P.; Maugeri Filho, F.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R.; Stuart, Paul. Energy & Fuels, 25 (2011), 2347-2355. ISSN: 0887-0624. FI = 2.319. Qualis A1. doi:10.1021/ef200279v Acetone–butanol–ethanol (ABE) facilities have traditionally presented unattractive economics because of the large energy consumption during recovery of the products from a dilute fermentation broth ( 13 g/L butanol). This problem results from the high toxicity of butanol to microorganisms that catalyze its production. Flash fermentation is a continuous fermentation system with integrated product recovery. The bioreactor is operated at atmospheric pressure and the broth is circulated in a closed loop to a vacuum chamber where ABE is continuously boiled off at 37°C and condensed afterward. With this technology the beer achieved a concentration of butanol as high as 30–37 g/L. This paper studies the energy requirements for butanol recovery using the flash fermentation technology and its effect on the energy consumption by the downstream distillation system. Compressors are used to remove the vapors from the flash tank, thus maintaining the desired vacuum. The heat recovery technique of vapor recompression is used to reduce energy requirements. With this technique the heat generated by the compression and partial condensation of the vapors provides the energy for boil up (heat of vaporization) in the flash tank. Thus the energy requirement for the flash fermentation is essentially the electrical power demanded by compressors. Energy for recirculation pumps accounts for approximately 0.5% of the total energy consumption. Small increments in butanol concentration in the beer can have important positive impacts on the energy

Boletim da FEQ Página 11consumption of the distillation unit. Nonetheless, the energy use of the recovery technology must be included in the energy balance. For a fermentation with a wild-type strain, the total energy requirement for butanol recovery (flash fermentation + distillation) was 17.0 MJ/kg butanol, with 36% of this value demanded by the flash fermentation. This represents a reduction of 39% in the energy for butanol recovery in relation to the conventional batch process. In the case of a fermentation with a hyper-butanol producing mutant strain, the use of the flash fermentation could reduce the energy consumption for butanol recovery by 16.8% in relation to a batch fermentation with the same mutant strain. Lipase selective entrapment in alginate from Burkholderia cepacia crude extract Marques, P.P.; Monte Alegre, R.; Tambourgi, E.B. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1009-1014. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124169 Considered one of the most important enzymes for the biotechnology industries, lipase is a very versatile biocatalyst been target of several researches and review papers and used in many different industrial applications, such as household detergent additive, chemicals and pharmaceutical compounds synthesis, biodiesel production and others. Lipase produced by Burkholderia cepacia was entrapped by addition of the crude extract and alginate solution in Ca++ hardening solution. Using factorial design of experiments, the procedure conditions were studied: alginate solution concentration, Ca++ concentration, ph of solution, bead size and crude extract/alginate solution proportions. In a second step of the work, the alginate solution concentration, calcium concentration and pH were evaluated against responses relating to entrapment of the lipase and purification of the biocatalyst using a surface response methodology. In a single-step procedure it was possible to entrap lipase directly from crude achieving purification factors of 1.68 (168.07 % immobilization yield) with activity recoveries around 99%. Thermal characterization of orange, lemongrass, and basil essential oils Martins, P.F.; Sbaite, P.; Benites, C.I.; Wolf Maciel, M.R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 463-468. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124078 In this work, it was performed the thermoanalytical characterization of three essential oils (Orange, Lemongrass, and Basil) using techniques of thermogravimetry (TG/DTG) and differential scanning calorimetry (DSC). Thermogravimetry analysis provided information on essential oil thermal stability. TG/DTG data were correlated to Arrhenius equation to provide evaporation kinetic parameters, including: Activation energy (Ea), and frequency factor (A). DSC analyses were conducted over a temperature range from -150 to 300°C and showed the presence of endothermic peaks related to the process of evaporation for all these three oils. Differently from Orange and Lemongrass oils that showed only one phase change (vaporization), the DSC profile of Basil essential oil revealed three thermal events: Two endothermic peaks due to melting and vaporization, and an exothermic peak attributed probably to a change in the solid structure before melting. The importance of thermal characterization of essential oils is to drive new technological developments to supply the market demand for new products. Development of an industrial multitubular fixed bed catalytic reactor as CAPE-OPEN unit operation model applied to ethane production by ethanol dehydration process Morais, E.R.; Lunelli, B.H.; Ramírez-Jaimes, J.; Victorino, I.R.S.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 403-408. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124068 The ethene production by ethanol dehydration has been established as a promising production route. In this work a computer software simulation written in FORTRAN 95 for an industrial multitubular fixed bed reactor (MTR), applied to this production route, is embedded in process simulation environment through a C#./NET wrapper code. This wrapper code was developed in agreement with the CAPE-OPEN standards, allowing the MTR simulator to be used as a native unit operation component in any CAPE-OPEN compliant simulation environment. Spectral analysis of pressure drop fluctuation in vibrofluidized bed coating Nunes, J.F.; Silva, C.A.M.; Moris, V.A.S.; Rocha, S.C.S.; Taranto, O.P. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 649-654. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124109 Fluidized beds are indicated in the literature as the most appropriate equipment for fine particle coating. However, recent findings and the industrial practice show that the high moisture content of the bed during a coating process results in fluid dynamic instabilities and even leads to partial or total collapse of the bed. The employment of mechanical vibration to the fluidized bed has resulted in significant improvement of the process performance when working with fine and cohesive particles that are difficult

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to fluidize. In the present study, a vibrofluidized bed (VFB) was used to coat sodium bicarbonate with a polymeric suspension. The main objective of this work was to use spectral analysis of pressure fluctuations signals to identify fluid dynamic alterations during the VFB coating. The principal visually observed fluid dynamic regimes during the process were: fixed bed, heavy bed with low particle circulation rate, and partly dry bed with high circulation rate. Loads of 450 g of sodium bicarbonate were used and the process parameters were varied in the following ranges: vibration amplitude and frequency up to 0.02 m and 360 rpm, respectively, and air temperature from 60 to 80°C. The coating experiments were carried out monitoring in real time the pressure fluctuations signals, at a 400 Hz sample rate using Lab VIEW® 6.0 software. Behavior of the pressure spectrums was evaluated applying spectral analysis that showed changes with the fluid dynamic regime of the bed. The results showed the viability of spectral analysis to identify fluid dynamic regimes in vibrofluidized bed coating. Liquid−liquid equilibria for {1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate or 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate} + 4,6-dimethyldibenzothiophene + dodecane systems at 298.2 K and 313.2 K Oliveira, L.H.; Aznar, M. Journal of Chemical & Engineering Data, 56 (2011), 2005-2012. ISSN: 1520-5134. FI = 1.695. Qualis A1. doi:10.1021/je100991y Liquid−liquid equilibrium (LLE) data for {1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate ([emim][DEtPO4]) or 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate ([emim][EtSO4])} + 4,6-dimethyl-dibenzothiophene (4,6-DMDBT) + dodecane systems, at (298.2 and 313.2) K and atmospheric pressure (≈ 95 kPa), were determined by refractometry. 4,6-DMDBT is one of the most difficult diesel sulfur pollutants to remove by the conventional process of hydrodesulfurization (HDS). Extraction of 4,6-DMDBT from dodecane (used as model diesel oil) was analyzed in terms of solute distribution coefficient, solvent selectivity, and percent of extraction. The results indicate that [emim][DEtPO4] is a better solvent for extractive desulfurization of dodecane than [emim][EtSO4]. The Hand and Othmer−Tobias correlations, used to ascertain the quality of the experimental data, presented R2 > 0.98 for systems with [emim][DEtPO4] and R2 > 0.96 for systems with [emim][EtSO4]. The nonrandom two-liquid (NRTL) model was used to correlate the LLE data and showed root-mean-square deviations between experimental and calculated mole fractions ≤ 0.0002. Application of CFD simulation to localized cure pHEMA using infrared laser Passos, M.F.; Bineli, A.R.R.; Bavaresco, V.P.; Jardini, A.L.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1459-1464. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124245 The poly 2 - hydroxy ethyl methacrylate (pHEMA) is a hydrogel very versatile in the field of medicine, due to its properties of biocompatibility, similar to the soft tissues of the body. It is easy to prepare and can be applied as substitute natural articular cartilage. For this application the use of infrared laser allow to irradiate the polymer and obtain the localized cure with the required design and properties of the final product. In order that, it becomes important to have a well established and controlled process so that it is possible to have rapid and localized cure of polymer to prevent the dissipation of energy in unwanted regions. This is a necessary issue where the goal is the replacement of articular cartilage in regions with specific geometries. Bearing all these in mind, in this work is proposed and used a simulation tool to predict, and diagnose the temperature distribution during the localized cure of pHEMA. This allows determining the operating parameters of the process, such as temperature and curing time and laser power. These parameters were entered into the system with infrared laser and were able to get the pHEMA hydrogels by radiation of solutions of 2-hydroxy ethyl methacrylate (HEMA) with data previously determined by simulation. The computational tools make use of fluid dynamics (CFD) implemented in ANSYS CFX ®. Fluid dynamic and polymeric coating of forest seeds of Senna macranthera (Collad.) Irwin et Barn in conical spouted bed Pozitano, M.; Rocha, S.C.S. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 667-672. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124112 Senna macranthera (Collad.) Irwin et Barn trees have been used in urban forestry because of their small size and beauty and in reforestation, due to their rapid development. Aiming to preserve the seeds of S. macranthera, a polymeric film coating of the seeds is proposed in this work. To analyze the coating process a fluid dynamic study of the particles in a conical spouted bed was performed before the seeds covering in the same equipment. Fluid dynamic was analyzed with loads of 150, 250, 450, 750 and 1000 grams and, through the analysis of bed pressure drop versus gas flow curves, were obtained the

Boletim da FEQ Página 13parameters of maximum pressure drop, stable spout pressure drop and minimum spouting velocity. It was verified that for loads of 250 and 450 grams, the seeds showed a wide range of stable spouting regime with good circulation of particles resulting in good fluid-solid contact. As a result of the fluid dynamic analysis, the load of 450 grams was chosen to perform the coating process. Operating conditions were determined to obtain an adequate coverage for the seeds: atomization pressure of 115 kPa, flow rate of the coating suspension of 2ml/min and air inlet temperature of 70 °C. For these conditions, the efficiency of the process was 63 % and the average growth of seeds was 24.8%. Heat integrated reactive distillation column (r-HIDiC): implementing a new technology distillation Pulido, J.L.; Martinez Arias, E.L.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1303-1308. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124218 Currently, several heat integration techniques have been studied, e.g. HIDiC column, showing a diminution in energy consumption in relation to conventional distillation column. In this work, an approach for process intensification in distillation columns is studied by merging both reactive distillation and heat integrated distillation column principles, resulting in the heat integrated reactive distillation column (r-HIDiC). A simulation study has been performed in order to compare the performance of reactive distillation column and r-HIDiC column in the synthesis of tert-amyl methyl ether (TAME). It was found that due to internal energy integration, the r-HIDiC column achieves a better performance with energy saving around 8%. In addition, it can be seen that the possibility of r-HIDiC column to operate at different pressures between the rectifying and stripping sections permits to overcome separation limitations resulting from presence of azeotropes. Synthesis and characterization of poly (latic acid) for use in biomedical field Rincón-Lasprilla, A.J.; Martinez, G.A.R.; Lunelli, B.H.; Jaimes-Figueroa, J.E.; Jardini, A.L.; Maciel Filho, R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 985-990. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124165 The development of biomaterials for application in medicine is one of the great challenges of research in material science. Bioabsorbable polymers have been identified as alternative materials for biomedical applications, since these polymers are degraded by simple hydrolysis to products that can be metabolized by the human body. Among the biomaterials (biopolymers) used in the medical field, the poly (lactic acid) (PLA) has received significant attention. It is produced from lactic acid, a naturally occurring organic acid that can be produced by fermentation. PLA and its copolymers are being used in biomedical area in the form of implants or devices due to its excellent biocompatibility and biodegradability. The objective of this study was to investigate the PLA synthesis in laboratory scale in order to characterize the PLA according the needs for biomedical use. Characterization by DSC and FTIR of the PLA obtained was made to know the required properties for biomedical use. Equilibrium isotherms of a biodegradable polymer polyhydroxybutyrate (PHB): heat of desorption determination Rosa, G.S.D.; Godoi, F.C.; Marsaioli Jr., A.; Rocha, S.C.S. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 661-666. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124111 Polyhydroxybutyrate (PHB) belongs to a group of bacterial polyesters that may be considered as "green plastics", because of their biodegradable nature. The knowledge of the relationship between moisture content and water activity is essential for drying and storage. The thermodynamic equilibrium is characterized by equilibrium isotherms, and its determination is essential for better understanding of mechanisms in drying operations. Results on desorption isotherms of PHB are not available in the literature. Thus, the aim of this study was to analyze the equilibrium isotherms of PHB using GAB (Guggenhein-Anderson-de Boer) and GDW (generalized D́Arcy and Watt) models, and to determine the heat of desorption using Clausius-Clapeyron equation. The moisture equilibrium data for desorption isotherms of PHB were investigated at 40, 50 and 60 °C using the gravimetric static method. The monolayer moisture contents (from 0.16 to 0.23 % d.b.) decreased with increasing temperature. The Clausius-Clapeyron equation was considered adequate to forecast the heat of desorption, which was estimated as a function of the moisture content.

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Parameter estimation and thermodynamic model fitting for components in mixtures for bio-diesel production Rossi, C.C.R.S.; Cardozo-Filho, L.; Guirardello R. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 1019-1024. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125170 There is a growing interest in the search of clean, sustainable and renewable energy sources. Among them, the use of biodiesel from vegetable oils is being considered. The knowledge of phase equilibrium in mixtures found in the biodiesel production is essential for the correct design and operation of the process. However, there is still a lack of information about the parameter values for the models used to describe the phase equilibrium, which could lead to incorrect design of the reactors and the separation processes and to low efficiency caused by low mass transfer due to the presence of heterogeneous mixtures. Therefore, for the correct calculation of phase equilibrium it is necessary to have reliable estimates of the thermodynamic model parameters. In this work, two algorithms are described for the model fitting and parameter estimation, which were used to estimate the values of the parameters in the UNIQUAC model for a mixture of vegetable oils and biodiesel. One of the algorithms used the Simulated Annealing method in order to find initial estimates, without any previous knowledge of the parameters. Another algorithm uses successive quadratic programming, using the estimates calculated in the SA algorithm to refine these estimates. In both algorithms, the criterion for fitting is the minimization of the square of the difference between calculated and experimental values. Also, in both algorithms the equilibrium is calculated using the direct global minimization of the Gibbs free energy with respect to the number of moles of each component, at constant T and P, due to the non-linearity and non-convexity of the model. The minimization of the Gibbs free energy model was done using the software GAMS/CONOPT2. The results obtained were able to correctly reproduce the experimental values of phase equilibrium composition. Experimental and numerical analysis of a gas-liquid flow operating in the heterogeneous regime Silva, M.K.; Mochi, V.T.; Conceição, D.A.; d'Ávila, M.A; Mori, M. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1447-1452. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124242 Experimental and CFD studies in a laboratory scale cylindrical bubble column under different operational conditions were performed. Axial liquid velocities were measured with the non-intrusive PIV technique. The effects of breakup and coalescence were applied with population balance method. For the interfacial forces, only drag was considering by the Zhang and Vanderheyden model. The effects of turbulence in the continuous phase were applied for the continuous phase with the k-ε model. It was found that the approach used in this work provided physically consistent results, showing good agreement between the experimental and numerical data obtained for a heterogeneous flow regime. Determination of castor oil molecular weight by vapour pressure osmometry technique Silva, N.L.; Batistella, C.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 601-606. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124101 Nowadays, the molecular weight of vegetable oil is usually determined by gas chromatography analysis (GC) because this analysis permits the calculation of the fatty acid composition of the vegetable oil. This work presents a method to measure the molecular weight of castor oil using vapour pressure osmometry technique (VPO) and compares the result with GC analysis and with data present in the open literature. The VPO and GC results found were 927.88 g/mol and 928.3 lg/mol, respectively. The molecular weight of castor oil is 927 g/mol according to literature, therefore the VPO can be a powerful measurement technique. VPO presents an accurate and fast way to measure the molecular weight of vegetable oil. Investigation of biofuels properties Silva, N.L.; Batistella, C.B.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 851-856. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125142 Biodiesel is an alternative diesel fuel derived from a renewable feedstock such as vegetable oil or animal fat. The physicochemical properties of biodiesel such as density, viscosity, heat capacity and enthalpy may influence the combustion and exhaustive emission. This work presents a comparative study of heat capacities, enthalpy, viscosity and iodine value of biodiesel from six raw materials. The biodiesel were made using bioethanol and sodium hydroxide as catalyst in laboratory scale. The raw materials used were crude soybean oil, castor oil, palm oil, animal fat, waste frying oil and coconut oil. The results show an increase of the viscosity with the density. It is an agreement with Dermirbas (2008) and it is influenced by the original crude oil. The determination of iodine values is important because the unsaturation can lead

Boletim da FEQ Página 15to deposit formation and storage stability problems with fuel. In this study, only the frying oil biodiesel had an iodine value larger than European specifications. Comparative study of biodiesel production from soybean oil and coconut oil using a multiple-stage ultra shear reactor Silva, N.L.; Batistella, C.B.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R. Chemical Engineering Transactions, 25 (2011), 857-862. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1125143 This work presents biodiesel production from soybean oil and bioethanol by multiple-stage ultra-shear reactor (USR). The experiments were carried out in the following conditions: reaction time from 6 to 12 min; catalyst concentration from 0.5 to 1.5% (by weight of vegetable oil); ethanol : vegetable oil molar ratio from 6:1 to 10:1. The experimental design was used to investigate the influence of process variables on the conversion of biodiesel. Biodiesel conversions greater than 99 wt.% were obtained with both raw materials. Studies on bromelain precipitation by ethanol, poly(ethylene glycol) and ammonium sulphate Soares, P.; Coelho, D.; Mazzola, P.; Silveira, E.; Carneiro-da-Cunha, M.D.G.; Pessoa Jr., A.; Tambourgi, E.B. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 979-984. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124164 Brazil produces over than 58.000 hectares of pineapple, beeing the world leader in pineapple production. Aiming the recovery of agriculture residues (stalk and leaves), and fruit processing residues (stem and bark), several researches have been carried out for the recovery of pineapple's enzymes, such as the bromelain. These enzymes performs important role in proteolytic modulation at cellular matrix, in numerous physiologic process, including tissue morphogenesis, tissue repair, angiogenesis and tissue modulation, decreasing bruises, swelling, pain and healing time. This work aims the recovery on bromelain from pineapple stem, bark and leaves. Aqueous extract of bromelain was prepared through stem, bark and leaves processing in a common blender. Precipitation studies were performed under refrigeration (4 °C). Poly (ethylene glycol) precipitations were carried out in a single step, in various concentrations. Ethanol and ammonium sulphate precipitations were carried out stepwise, where several concentrations of ethanol and ammonium sulphate were added to perform a fractional precipitation. Results showed that bromelain was not precipitated by poly(ethylene glycol) at all. However, bromelain was recovered with 30-70% ethanol fraction, in which were achieved a purification factor of 2.07 fold, and yielded over than 98% of enzymatic activity. Precipitation with ammonium sulphate showed that bromelain was recovered at 20-40 saturation fractions, yielding up to 44% of protein recovery, and a purification factor of 4.4 fold. Although the ethanol precipitation had achieved a lower purification factor, it seems to be more suitable for bromelain recovery, based on process time and local ethanol price, since Brazil is the largest ethanol producer worldwide. Removal of benzene from aqueous solution using raw red mud Souza, R.S.; El Didi, H.S.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1225-1230. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124205 Adsorption techniques are widely used to remove certain pollutants from groundwater. Benzene, which is one of the organic compounds of gasoline, is one of the problematic species by its toxicity and carcinogenic. Although many natural adsorbents may be used in the removal of benzene, their use is restricted due to cost and availability. In this sense, the red mud, that is a waste from aluminum industry generated in large quantities in Brazil, can be used as low cost adsorbent, especially if used in its raw form. This paper evaluated the benzene kinetics adsorption in thermostatic bath. The benzene adsorption process took 1 h to attain equilibrium and followed the pseudo-second-order model. The results were obtained by liquid chromatography. The maximum amount of benzene removal was 98%. Based on the results, it was possible to conclude that red mud has a good potential to remove benzene in groundwater. Influence of the system on the adsorption of Pb(ii) and Cu(ii) by rice husks ash: kinetic study Vieira, M.G.A.; Almeida Neto, A.F.; Silva, M.G.C.; Carneiro, C.N.; Melo Filho, A.A. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1213-1218. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124203 Pb(II) and Cu(II) removal from aqueous solutions by rice husk ash was investigated using batch and fixed bed techniques, static and dynamic systems, respectively. The rice husks calcined at 500 °C showed higher potential for removing metals such as lead and copper. Batch experiments were performed at a constant temperature, adjusting the pH of the solution in contact with rice husk ash. Adsorption essays at fixed bed were also carried out according to a study of outflow determined with basis on results from

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mass transfer zone (MTZ). The single-component essays showed that both heavy metals have affinity to ash adsorptive sites. The maximum adsorption capacity didn't show significant changes in the dynamic system of fixed bed system compared to static batch. In the binary mixture (copper + lead) there is a greater affinity between the lead and RHA in batch, while in fixed bed copper presented higher removal. Desulphuration of SO2 by adsorption in fluidized bed with zeolite Vieira, M.G.A.; Almeida Neto, A.F.; Gimenes, M.L.; Silva, M.G.C. Chemical Engineering Transactions, 24 (2011), 1219-1224. ISSN: 1974-9791. doi:10.3303/CET1124204 Desulphuration of SO2 experiments were carried out in a fluidized bed using a high ratio SiO2/Al2O3 zeolite as adsorbent. The SO2 adsorption efficiency on this zeolite was analyzed employing the hydrogen peroxide method. The desulphuration experiments were conducted using 16 grams of adsorbent and 2400 ppm of S02. This ratio of adsorbent mass to SO2 concentration was determined by a Two-level Factorial Planning as the best condition for treating the gas in the fluidized bed. The experimental results permitted the determination of adsorption capacities and the equilibrium data of SO2 adsorption on silicalita zeolite. Comparatively the adsorption under fluidization is a faster process than in fixed bed. The dynamic adsorption isotherm obtained was well fitted by the Freundlich equation.

Junho Isobaric vapor-liquid equilibria of 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate plus (propionaldehyde or valeraldehyde): experimental data and prediction Álvarez, V.H.; Mattedi, S.; Aznar, M. Journal of Chemical Thermodynamics, 43 (2011), 895-900. ISSN: 0021-9614. FI = 1.966. Qualis A1. doi:10.1016/j.jct.2011.01.008 This paper reports the density, refraction index, and vapor liquid equilibria (VLE) for binary systems aldehyde + 1–ethyl–3–methylimidazolium ethylsulfate ([emim][EtSO4]): propionaldehyde + [emim][EtSO4] and valeraldehyde + [emim][EtSO4]. The uncertainties for the temperature, pressure, and compositions measurements for the phase equilibria are ± 0.1 K, ± 0.01 kPa and ±0.0004, respectively. A qualitative analysis of the variation of the properties with changes in solvent and temperature was performed. The Peng–Robinson equation of state (PR EoS), coupled with the Wong–Sandler mixing rule (WS), is used to describe the experimental data. To calculate activity coefficients we used three different models: NRTL, UNIQUAC and COSMO-SAC. Since the predictive liquid activity coefficient model COSMO–SAC is used in the Wong–Sandler mixing rule, the resulting thermodynamic model is a completely predictive one. The prediction results for the density and for the vapor-liquid equilibria have a deviation lower than 2.3% and 1.6%, respectively. The vapor-liquid equilibria predictions show a good description for the propionaldehyde system and only a qualitative description for the valeraldehyde system. Low-temperature behavior of biodiesel: solid–liquid phase diagrams of binary mixtures composed of fatty acid methyl esters Costa, M.C.; Boros, L.A.D.; Coutinho, J.A.P.; Krähenbühl, M.A.; Meirelles, A.J.A. Energy & Fuels, 25 (2011), 3244–3250. ISSN: 0887-0624. FI = 2.444. Qualis A1. doi:10.1021/ef2004199 Although biodiesel is being widely used in blends with conventional diesel (Bx) as an automotive fuel, information on its low-temperature behavior is still scarce, in particular concerning the solid–liquid phase behavior of the biodiesel components at temperatures below the cloud point. Although methyl oleate or methyl linoleate are typically components with the highest concentration in the biodiesel, its cloud point is much more influenced by saturated fatty esters because of their higher melting temperatures. The objective of this study is to present a detailed description of the solid–liquid phase diagrams of selected binary mixtures containing the main saturated methyl fatty esters found in biodiesel. The liquidus lines and phase behavior below this transition were determined for the following binary mixtures: methyl myristate + methyl palmitate, methyl myristate + methyl stearate, and methyl palmitate + methyl stearate. It will be shown that these systems are not eutectic as previously admitted but, instead, have a complex phase behavior that may have unexpected impacts on the behavior of biodiesel at low temperatures.

Boletim da FEQ Página 17 Improving bioethanol production from sugarcane: evaluation of distillation, thermal integration and cogeneration systems Dias, M.O.S.; Modesto, M.; Ensinas, A.V.; Nebra, S.A.; Maciel Filho, R.; Rossell, C.E.V. Energy, 38 (2011), 3691-3703. ISSN: 0360-5442. FI = 2.952. Qualis B1. doi:10.1016/j.energy.2010.09.024 Demand for bioethanol has grown considerably over the last years. Even though Brazil has been producing ethanol from sugarcane on a large scale for decades, this industry is characterized by low energy efficiency, using a large fraction of the bagasse produced as fuel in the cogeneration system to supply the process energy requirements. The possibility of selling surplus electricity to the grid or using surplus bagasse as raw material of other processes has motivated investments on more efficient cogeneration systems and process thermal integration. In this work simulations of an autonomous distillery were carried out, along with utilities demand optimization using Pinch Analysis concepts. Different cogeneration systems were analyzed: a traditional Rankine Cycle, with steam of high temperature and pressure (80 bar, 510C) and back pressure and condensing steam turbines configuration, and a BIGCC (Biomass Integrated Gasification Combined Cycle), comprised by a gas turbine set operating with biomass gas produced in a gasifier that uses sugarcane bagasse as raw material. Thermoeconomic analyses determining exergy-based costs of electricity and ethanol for both cases were carried out. The main objective is to show the impact that these process improvements can produce in industrial systems, compared to the current situation. Fast detection of hydrogen sulfide using a biodegradable colorimetric indicator system Kato Jr., E.T.; Yoshida, C.M.P.; Reis, A.B.; Melo, I.S.; Franco, T.T. Polymer International, 60 (2011), 951-956. ISSN: 0959-8103. FI = 2.137. Qualis A1. doi:10.1002/pi.3095 A fast, colorimetric indicator system was developed by combining chitosan as a three-dimensional biopolymer matrix and ferrous sulfate (FeSO4) as a colorimetric indicator of hydrogen sulfide (H2S) gas. Chitosan filmogenic suspensions (3.0% w/w) were obtained and FeSO4 was incorporated at 2.0 wt%. The colour parameters were measured using a colorimeter, after subjecting the system to various H2S exposure times. The novelty of this work is the biodegradability, a test performed in soil, which showed a weight loss of about 67% after 60 days, and the fast device formation indicating the presence of H2S gas. The chitosan-FeSO4 system detected the presence of H2S in concentrations equal to or greater than 100 ppm within 30 s of exposure and produced a visual black colour as a response to the presence of H2S. Retenção de aroma na secagem em atmosferas normal e modificada: desenvolvimento do sistema de estudo Morais, M.M.; Silva, M.A. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 31 (2011), 295-302. ISSN: 0101-2061. FI = 0.266. Qualis B2. doi:10.1590/S0101-20612011000200003 Na secagem de determinados alimentos, como frutas, juntamente com a água há também a evaporação de outras substâncias voláteis presentes em quantidades menores. Por isso, torna-se interessante considerar nos estudos de secagem a evaporação, além da água, desses outros componentes voláteis. A modificação da atmosfera tem sido utilizada em armazenamento, principalmente de vegetais, mas pode também ser estendida à secagem, pois pode influenciar a perda de voláteis responsáveis pelas características sensoriais do produto final. No presente trabalho, é apresentado um sistema de secagem previamente desenvolvido, no qual a atmosfera de secagem pode ser modificada pela adição de gases ou líquidos. Desenvolveu-se um sistema-modelo a partir da composição química básica do abacaxi e da adição de outros compostos, contendo um dos principais componentes do aroma desta fruta (hexanoato de etila). Além disso, também foi desenvolvida a metodologia analítica de determinação do aroma no sistema-modelo e no abacaxi, a partir dos estudos de extração de aromas e de análise cromatográfica gasosa. O aroma presente no sistema-modelo foi extraído em hexano e os componentes voláteis do aroma do abacaxi foram extraídos em éter etílico. Four-phase Eulerian-Eulerian model for prediction of multiphase flow in cyclones Meier, H.F.; Vegini, A.A.; Mori, M. Journal of Computational Multiphase Flows, 3 (2011), 93-106. ISSN: 1757-482X. doi:10.1260/1757-482X.3.2.93 The purpose of this work is to present a new code, the CYCLO-EE3, which is based on computational fluid dynamics (CFD) techniques. The model used is based on the Eulerian-Eulerian approach and it is composed of several time differential equations in a 3-D-space domain with a 3-D symmetric cyclone inlet. The solid phase is treated like a hypothetical fluid and drag forces between phases are responsible for the gas-solid interaction. The CYCLO-EE3 code makes possible the use of up to three solid phases, each one with size of

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particle, density and specific volumetric fraction. The mathematical model is completed using a hybrid turbulence model composed of the combination of the (k-ε) standard model and Prandtl's longitudinal mixing model to represent the turbulence of the gas phase. The model is solved using the finite volume method with staggered grids in the cylindrical coordinate system. The numerical results allowed prediction of the pressure drop and the collection efficiency as well as the complete fluid dynamic behavior of the gas-solid flow for the cyclone. The collection efficiency and pressure drop from an experimental study reported by literature were used to validate the model. A comparison between the experimental data and the numerical results shows that the CYCLO-EE3 code predicts the results well. Application of chitosan emulsion as a coating on Kraft paper Reis, A.B.; Yoshida, C.M.P.; Reis, A.P.C.; Franco, T.T. Polymer International, 60 (2011), 963-969. ISSN: 0959-8103. FI = 2.137. Qualis A1. doi:10.1002/pi.3023 Kraft paper was coated with chitosan emulsion film. The novelty of this paper is the formation of a packaging bilayer system in only one drying step, which combines a biodegradable polymer emulsion (chitosan and palmitic acid) with Kraft paper. This system is described in detail and characterized for barrier properties (water vapor permeability rate (WVPR), air permeability and water absorption capacity (Cobb test)), mechanical properties (tensile properties, Taber stiffness and tear strength) and structural properties. The application of chitosan coating (3.5 g m−2, wet basis) on Kraft paper sheets provides a significantly lower WVPR (by ca 43%) and water absorption capacity (by ca 35%) as compared to uncoated Kraft paper. The incorporation of palmitic acid into the chitosan film solutions at 1.8 g m−2 improves the properties of Kraft paper even more by further reducing the WVPR and water absorption capacity by 51 and 41%, respectively. The air resistance of the coated Kraft systems is lower by 8- and 11-fold compared to uncoated Kraft paper, which could be associated with the chitosan film acting as a gas barrier and as a coating agent that fills the pores between cellulose fibers. Analysis of process parameters on the characteristics of liposomes prepared by ethanol injection with a view to process scale-up: effect of temperature and batch volume Rodriguez-Justo, O.; Moraes, A.M. Chemical Engineering Research and Design, 89 (2011), 785-792. ISSN: 0263-8762. FI = 1.223. Qualis A2. doi:10.1016/j.cherd.2010.09.018 Liposomes have been extensively used as carriers of several compounds, due to their structural versatility in terms of size, composition, surface charge, lamellarity, and facility to incorporate hydrophilic and hydrophobic substances. Among the methodologies for liposomes production, the ethanol injection technique is probably the most suitable for implementation at industrial scale, mainly due to its simplicity. The effects of the aqueous phase temperature and preparation volume on the characteristics of liposomes produced by this technique were evaluated, seeking to attain criteria for its implementation in large scale. The aqueous phase temperature significantly affects the final characteristics of liposomes obtained by this methodology. By varying this parameter, it is possible to control size distribution and polydispersity of the lipid vesicles. Subsequently, process scale-up was carried out using a 10-fold scale ratio. The adapted power per unit of volume (P/V) scale-up criterion showed to be appropriate to reproduce in larger scale the final characteristics of liposomes produced in smaller scale. The results demonstrate that using the ethanol injection technique, it is possible to obtain a relatively narrow distribution of small unilamellar vesicles, appropriately modulating the experimental conditions. Therefore, the preparation of vesicles with the desired diameter and size distribution was essentially fulfilled. Determination of the vapor pressure of ethyl esters by Differential Scanning Calorimetry Silva, L.Y.A.; Falleiro, R.M.M.; Meirelles, A.J.A.; Krähenbühl, M.A. Journal of Chemical Thermodynamics, 43 (2011), 943-947. ISSN: 0021-9614. FI = 1.966. Qualis A1. doi:10.1016/j.jct.2011.01.017 Differential Scanning Calorimetry (DSC) was used to determine the vapor pressure of the following ethyl esters: ethyl laurate, ethyl myristate, ethyl palmitate, ethyl stearate, ethyl oleate and ethyl linoleate in the range from 1.33 to 9.33 kPa. These esters are the major constituents of the biodiesel obtained from the transesterification of some vegetable oils with ethanol. Samples of 2 to 5 mg were used in the analysis, with a heating rate of 25°C min-1 and a pinhole with a diameter of 0.25 mm. The results showed that Differential Scanning Calorimetry was a suitable technique for measuring the vapor pressure of organic compounds like fatty esters. The constants of the Antoine equation were determined from the experimental data and the validity of this equation in representing the vapor pressure and vaporization enthalpy of the compounds under study was examined.

Boletim da FEQ Página 19 Correlation for predicting the molecular weight of Brazilian petroleum residues and cuts: an application for the simulation of a molecular distillation process Zuñiga-Liñan, L.; Lima, N.M.N.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R.; Medina, L.C.; Embiruçu, M. Journal of Petroleum Science and Engineering, 78 (2011), 78-85. ISSN: 0920-4105. FI = 1.065. Qualis A2. doi:10.1016/j.petrol.2011.04.014 In this work, a correlation to predict the molecular weights of Brazilian heavy petroleum residues and cuts is developed. The residues were obtained from conventional distillation processes ASTM D 2892 (2005) and ASTM D 5236 (2003). The correlation was developed by adjusting experimental parameters of the API correlation (defined for light cuts). For the adjustment, molecular weight data of atmospheric residues (673.15 K +) of 14 heavy crude oils (API ≤ 25.5) obtained from a steady state refining process simulator (PETROX) were used. The adjusted correlation was validated with data from the molecular weights of atmospheric residues derived from 7 other heavy Brazilian crude oils and very good results were obtained, with an average absolute deviation of 2.20%. Furthermore, the predicted molecular weights and actual measured ones using Vapor Pressure Osmometry (VPO) of the 10 distillate cuts and 10 residues obtained by molecular distillation of atmospheric residues were compared. In general, improved results are provided by the developed correlation in relation to the conventional method, with a good correspondence between the predicted and experimental values for the cuts and residues studied here.

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Teses e Dissertações

Abril - Junho 2011 Mestrado: 867. Vinícius Borges Vieira Maciel. Sistemas inteligentes e biodegradáveis: incorporação de indicadores de temperatura. Orientadores: Profa. Dra. Telma Teixeira Franco e Profa. Dra. Cristiana Maria Pedroso Yoshida (UNIFESP). Data: 08/04/2011. 868. Gustavo Henrique Santos Flores Ponce. Estudo de nova configuração de colunas de destilação aumentando eficiência energética. Orientador: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel. Data: 14/04/2011. 869. Ana Kelly Girata. Desenvolvimento de curativos de quitosana e alginato contendo fosfato hidrogenado de zircônio, sódio e prata. Orientador: Profa. Dra. Ângela Maria Moraes. Data: 28/04/2011. 870. João Moreira Neto. Modelagem matemática do processo de hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar submetido a diferentes pré-tratamentos. Orientador: Profa. Dra. Aline Carvalho da Costa. Data: 16/05/2011. 871. Rejane Barbosa Santos. Desenvolvimento de modelos neurais para detectar e localizar vazamentos em tubulações transportando gás. Orientadores: Profa. Dra. Ana Maria Frattini Fileti e Profa. Dra. Sandra Lúcia da Cruz. Data: 17/05/2011. 872. Ricardo Venicio Cuzziol de Carvalho. Previsão tecnológica a médio e longo prazos sobre evoluções das propriedades e de mercado dos polímeros de engenharia. Orientador: Prof. Dr. Wagner dos Santos Oliveira. Data: 19/05/2011. 873. Lívia Katia dos Santos Lima. Estudo da sorção de íons de Cr(III) utilizando a macrófita aquática Lemna Minor. Orientadores: Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva e Dra. Sirlei Jaiana Kleinübing (FEQ). Data: 26/05/2011. 874. Solenise Pinto Rodrigues Kimura. Mapeamento e caracterização de carga poluente em lagoa na Região Amazônica. Orientador: Profa. Dra. Meuris Gurgel Carlos da Silva. Data: 27/05/2011. 875. Marcelo Rodrigues. Estudo experimental e modelagem do volume em excesso para sistemas do tipo água/alcanodiol/líquido iônico à pressão ambiente e temperatura de 298,15 K. Orientador: Prof. Dr. Artur Zaghini Francesconi. Data: 30/05/2011. 876. Jeffrey León Pulido. Estudo de um novo conceito de coluna de destilação: coluna de destilação com integração interna de calor (CDIIC). Orientador: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel. Data: 02/06/2011. 877. Marcus Vinicius Dias Garcia. Síntese, caracterização e estabilização de nanopartículas de prata para aplicações bactericidas em têxteis. Orientador: Prof. Dr. Edison Bittencourt. Data: 02/06/2011. 878. Rafaela Rocha Pinto. Determinação da capacidade calorífica a pressão constante de ácidos graxos através da calorimetria exploratória diferencial. Orientador: Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl. Data: 07/06/2011. 879. Mariana Schincariol Paes. Influência do pré-tratamento de tubérculos e rizomas de priprioca na obtenção de óleo essencial por extração com CO2 supercrítico. Orientadores: Prof. Dr. Osvaldir Pereira Taranto e Prof. Dr. Theo Guenter Kieckbusch. Data: 09/06/2011. 880. José Geraldo de Carvalho. Tratamentos térmico e corona em tecido de poliéster. Orientador: Prof. Dr. João Sinézio de Carvalho Campos. Data: 17/06/2011.

Boletim da FEQ Página 21 881. Jaiver Efrén Jaimes-Figueroa. Analise e otimização do processo de obtenção de etanol anidro, empregando líquidos iônicos. Orientador: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel. Data: 22/06/2011. 882. Cleyson de Souza Galúcio. Obtenção de concentrados de monoacilgliceróis a partir do óleo de girassol. Orientadores: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel e Dra. Cibelem Iribarrem Benites (FEQ). Data: 27/06/2011. 883. Julie Katerine Rodríguez-Guerrero. Síntese de biodiesel a partir de óleo de mamona empregando etanol subcrítico. Orientadores: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho e Prof. Dr. Paulo de Tarso Vieira e Rosa (IQ/UNICAMP). Data: 28/06/2011. 884. Júlio César de Carvalho Miranda. Criação do banco de dados, simulação e análise energética do processo de produção do biodiesel de soja, mamona e pinhão manso. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Data: 28/06/2011. 885. Michelle da Cunha Abreu Xavier. Produção de ácido lático a partir do hidrolisado do bagaço de cana-de-açúcar. Orientadores: Profa. Dra. Telma Teixeira Franco e Profª. Drª. Saartje Hernalsteens (UFESP). Data: 29/06/2011. 886. Moisés Alves. Estudo de sistemas de cogeração em usinas de açúcar e álcool, com utilização do bagaço e palhiço da cana. Orientador: Profa. Dra. Maria Aparecida Silva. Data: 30/06/2011. 887. Petrus Pires Marques. Estudo da imobilidade de lipase de Burkholderia Cepacia em alginato de sódio. Orientador: Prof. Dr. Elias Basile Tambourgi. Data: 30/06/2011. 888. Tsai Yuan Ming. Estudo comparativo entre os adsorventes agarose-cm-asp-CO2+ e agarose-ida-CO2+ na adsorção de IgG humana. Orientador: Profa. Dra. Sônia Maria Alves Bueno. Data: 30/06/2011; Doutorado: 463. Guilherme José de Castilho. Análise de caos em leito fluidizado circulante. Orientador: Prof. Dr. Marco Aurélio Cremasco. Data: 19/05/2011. 464. Darci Santos do Prado.Projetos de capital em indústrias de processos: um modelo estruturado para gerenciamento de portfólios, programas e projetos. Orientadores: Profa. Dra. Elizabete Jordão e Dr. Vanderley de Vasconcelos. Data: 20/05/2011. 465. Fernando da Cruz Vasconcelos. Nanoestruturas de multicamadas de biopolímeros utilizando o método de deposição “layer-by-layer” para aplicações biotecnológicas. Orientador: Profa. Dra. Marisa Masumi Beppu. Data: 25/05/2011. 466. Georges Roger Rousselet. Análise da evolução do sistema de automação no processo de produção de etanol – estudo de caso. Orientador: Prof. Dr. Flávio Vasconcelos da Silva. Data: 08/06/2011. 467. Claudete Bernardo Henriques. Caracterização prévia de petróleo com vistas à otimização de processos. Orientadores: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho e Profa. Dra. Maria Izabel Maretti Silveira Bueno. Data: 21/06/2011. 468. Alessandra Winter. Desenvolvimento de tecnologia de destilação molecular reativa: projeto e construção da unidade. Orientadores: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel e Dr. César Benedito Batistella. Data: 30/06/2011.

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Notas curtas

Palestras na FEQ

No dia 28 de abril, o Prof. Dr. Alejandro Sosnik, da Universidade de Buenos Aires (Argentina), ministrou a palestra "Contributions of the Nanotechnology to the

Improvement of Poverty-related Diseases". A visita do prof. Sosnik foi organizada pelos professores Ângela Maria Moraes, do DPB/FEQ e Paulo de Tarso Vieira e Rosa, do DFQ/IQ. No dia 03 de maio, o Prof. Dr. Vijaya Raghavan, da Universidade McGill (Canadá) proferiu a palestra “Research Challenges in Combating Food Security, Food Safety, and Energy Issues”. A visita do prof. Raghavan foi organizada pelos professores Sandra Cristina dos Santos Rocha e Osvaldir Pereira Taranto, do DTF/FEQ.

No dia 11 de maio, o Dr. Paul Iacobucci (Akzo Nobel, USA) ministrou a palestra “Organic Peroxides and Additives for Modification of Biopolymers”. A visita do Dr. Iacobucci foi

organizada pela Profa. Liliane Lona, do DPQ/FEQ. No dia 12 de maio, o Prof. Dr. Neil Bruce, do Departamento de Biologia da Universidade de York (UK), apresentou a palestra “Enzyme Discovery for Lignocellulose Deconstruction”. A visita do prof. Bruce se deu no contexto do programa BIOEN/FAPESP e foi organizada pelo Prof. Rubens Maciel Filho, do DPQ/FEQ.

Nos dias 20-21 de junho, a FEQ recebeu a visita dos pesquisadores Prof. Dr. Hermínio Sousa, Dra. Mara Braga e Dra. Ana Dias (nas fotos acima), do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Coimbra (Portugal). O Prof. Hermínio Sousa ministrou duas palestras na FEQ: “Engenharia de tecidos: dos Biomateriais à Nanotecnologia e à Biotecnologia” (20 de junho) e “Desenvolvimento de Métodos de Impregnação e Deposição empregando Fluidos Supercríticos para Aplicações Farmacêuticas e Biomédicas” (21 de junho). A visita foi organizada pelos professores Ângela Maria Moraes, do DPB/FEQ e Paulo de Tarso Vieira e Rosa, do DFQ/IQ. Prof. Edson Tomaz assume a presidência do Grupo Gestor Ambiental da UNICAMP O Sistema de Gestão Ambiental (SGA) da UNICAMP entra em fase de implantação com a nomeação do professor Edson Tomaz, que assumiu a presidência do Grupo Gestor Ambiental (GGA). O sistema é o primeiro de que se tem notícia em uma instituição de ensino superior pública do país. A idéia é construir um projeto que seja inteiramente adequado às necessidades da instituição, desenvolvido com uma metodologia própria; o GGA foi instituído em 2003 pelo Conselho Universitário e é ligado à Coordenadoria Geral da Universidade (CGU). O professor Edson, engenheiro químico e docente da FEQ, tem ampla experiência na área ambiental: antes de vir para a UNICAMP, trabalhou na Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) e assessorou o

Boletim da FEQ Página 23Ministério Público em diferentes momentos relacionados aos resíduos sólidos, à contaminação de solo, ao tratamento de efluentes, ao impacto de meio aquático, à poluição atmosférica e aos recursos hídricos. Como pesquisador da UNICAMP, continua estudando o tema, dedicando-se particularmente à poluição atmosférica. Um dos pontos prioritários a serem contemplados pela UNICAMP são os resíduos químicos, orgânicos e inorgânicos; neste caso, o professor Edson reconhece que muito foi feito nesta direção mediante a atuação do Grupo Gestor de Resíduos (GGR), sob a responsabilidade do docente do Instituto de Química, professor Fernando Coelho. “Até diria que essa parte já tinha avançado e funcionava autônoma, mesmo antes de ter um SGA”, comenta. Muitas decisões foram tomadas e ações concretizadas desde 2003, incluindo o inventário de resíduos da Universidade, a estruturação de um gerenciamento descentralizado com a nomeação de facilitadores, que muito têm contribuído neste processo – a embalagem, o recolhimento e a destinação dos resíduos incineráveis – bem como treinamentos específicos para manejo dos resíduos. Em 2004, a UNICAMP investiu na qualificação dos gerentes de resíduos e implantou uma célula operacional de resíduos; e em 2005 deu início à incineração. Com essas e outras iniciativas, foi possível observar um decréscimo de 65% dos resíduos hospitalares, bem como busca de ações voltadas à redução de impactos ambientais. A etapa seguinte será a de destinar o material não incinerável a um aterro industrial para resíduos perigosos. “Daí chegaremos aos 100% de eliminação do passivo da Universidade”. Ao se efetuar a primeira destinação de resíduo químico na instituição em 2005, quando foi oferecido destino a 100% dos resíduos incineráveis, eles já somavam em torno de 90 toneladas. “Esse montante foi o que se acumulou desde a fundação da Universidade. Hoje, geram-se 45 toneladas por ano”, pontua Edson. “Continuamos gerando muitos resíduos. Só que a diferença é que agora temos controle sobre este material. Isso significa que o nosso modelo está funcionando.” Outro ponto lembrado por ele é que, antes da implantação desse sistema, o esgoto do campus – os efluentes líquidos – não possuía um controle rigoroso, o que poderia trazer inclusive problemas de tratamento ao sistema da SANASA de Barão Geraldo. A Universidade participou do processo de implantação dessa Estação de Tratamento de Esgoto. “Se nós não tivéssemos o

sistema de controle de resíduos, o nosso esgoto não teria condições de ser enviado para a estação de Barão Geraldo, simplesmente porque poderia prejudicar a sua operação”. Depois de ter sido estabelecido tal sistema, o esgoto gerado na UNICAMP foi caracterizado como esgoto doméstico. O impacto do controle dos resíduos melhorou a sua qualidade. Por este motivo, o engenheiro acredita que as pessoas não tomam atitudes erradas deliberadamente, para prejudicar o meio ambiente. Elas acabam adotando práticas inadequadas, ou por ignorar o assunto ou por não conhecer os procedimentos que seriam desejáveis. “Mais importante do que ter alguém, um setor, um departamento que cuide desse assunto, é termos o envolvimento direto da comunidade neste processo. Cada um que está envolvido com os impactos deverá ser responsável por zelar de sua parte”, pontua o professor. “Terá que conhecer o procedimento correspondente para evitar o impacto. A nossa experiência com resíduos mostrou que, realmente, havendo alternativas, as pessoas irão optar pela decisão acertada.” Ter uma política ambiental é o primeiro passo para a implantação do sistema. Ele proporciona uma estrutura que permite que a instituição conheça a sua impressão digital ambiental, o atendimento à legislação e a implementação de estratégias de sustentabilidade e de prevenção à poluição de forma proativa. “Um SGA não é apenas um formulário que deve ser preenchido uma vez por ano, para verificar o atendimento às regulamentações ambientais e o andamento dos projetos. Um SGA implica num processo contínuo de planejamento, ações, verificações e melhorias.” Planta piloto para desasfaltação de lubrificantes Uma planta piloto de desasfaltação desenvolvida na FEQ promete aprimorar a avaliação de petróleos quanto ao seu potencial para a produção de óleos lubrificantes por processos de extração com solventes, principalmente os óleos pesados do Pré-Sal. A pesquisa, matéria do Jornal da UNICAMP n 495, foi desenvolvida por Víktor Cárdenas e Érika Koroishi, pesquisadores da FEQ, sob a supervisão dos professores Maria Regina Wolf Maciel e Rubens Maciel Filho, junto com Lilian Carmen Medina, do CENPES/Petrobras, com apoio da FINEP e da FAPESP.

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Os pesquisadores Viktor Cárdenas e Érika Koroishi operando a planta de desasfaltação supercrítica

A desasfaltação é um processo em que se extraem, através de solvente, frações de lubrificantes de alta viscosidade e de grande valor comercial contidas no resíduo do vácuo do petróleo. Quando realizado em condição operacional supercrítica do resíduo de vácuo, a técnica se mostra eficaz na separação do asfalto do óleo lubrificante em comparação com o processo tradicional, feito por meio da extração líquido-líquido, utilizando éter de petróleo como solvente. Óleos com essas características são muito importantes para a indústria da área. Segundo Viktor, o óleo desasfaltado obtido no laboratório apresentou características físico-químicas interessantes, como elevado grau API, baixa porcentagem de asfaltenos, baixo teor de metais e baixo resíduo de carbono, o que confirma a eficiência do equipamento e do processo em relação ao processo convencional de laboratório. O projeto foi concebido a partir de uma necessidade do CENPES/Petrobras de ter um equipamento de desasfaltação de porte laboratorial que oferecesse parâmetros próximos da indústria. “O objetivo era obter óleo desasfaltado em condições semelhantes ao obtido na refinaria, viabilizando a caracterização do produto e a consequente avaliação do petróleo”, explica Viktor. A partir da cooperação UNICAMP/CENPES/FINEP, vários pós-graduandos da FEQ, entre eles Viktor e Erika, se envolveram no projeto, dedicando suas teses de doutorado, mestrado e pós-doutorado ao desenvolvimento e aos testes com a planta piloto. Para intensificar ainda mais as pesquisas na área de valoração de petróleo, a Petrobras investiu R$ 5,6 milhões no projeto, que envolve a construção de um prédio de 850 metros quadrados de área útil, em vias de finalização, que deverá abrigar o Laboratório de Processos Intensificados para

Avaliação e Valoração de Petróleos (Valpet). Para as obras foi destinado o valor de R$ 1,6 milhão da verba. A escolha do grupo de pesquisadores da FEQ pela Petrobras e a FINEP deve-se à experiência da equipe com o processo de destilação molecular e processos de separação em geral. Com a implantação da Lei de Participação Especial (LPE) da Agência Nacional de Petróleo (ANP), que orienta as empresas de petróleo a aplicarem 1% dos recursos dos royalties de petróleos em pesquisa e desenvolvimento, foi possível pensar o projeto para investir os recursos iniciais básicos para a instalação do laboratório, de acordo com o professor Rubens Maciel Filho. Doutora pela FEQ ganha prêmio internacional de inovação concedido pela 3M O desenvolvimento e comercialização de um novo detergente enzimático para o mercado hospitalar brasileiro rendeu o Prêmio Internacional de Inovação Tecnológica da 3M para Fernanda Martins, que tem graduação, mestrado e doutorado pela FEQ. Ela concorreu com 2.500 colegas da comunidade técnica da 3M Internacional (unidades fora dos EUA), número recorde de inscritos, com um detalhe: a inscrição é feita pelos colegas e não pelos participantes. Somente oito concorrentes ganharam o prêmio individual e uma equipe na categoria corporativa.

Fernanda Martins: graduação, mestrado e doutorado pela FEQ, hoje pesquisadora na 3M

Depois do doutorado em Processos Biotecnológicos em 2003, Fernanda trabalhou em duas empresas até chegar à 3M em 2006, atuando hoje na Divisão de Prevenção de Infecção, que inclui as áreas de esterilização, imobilização, monitoramento de pacientes e assepsia. “Dentre minhas atividades principais, trabalho em projetos de nacionalização de produtos já existentes em outras unidades da 3M

Boletim da FEQ Página 25no exterior, adequando-os ao mercado brasileiro” explica. O detergente enzimático é um produto para limpeza de instrumentos médico-cirúrgicos reprocessados e que devem passar por esterilização. “No Brasil, o detergente é usado em todos os hospitais e, nos últimos anos, ganhou atenção especial da Anvisa devido à preocupação com infecção hospitalar relacionada à ineficiência no processo de esterilização, que inclui a etapa de limpeza dos materiais. O produto que desenvolvemos já atende aos requisitos que a Anvisa ainda vai exigir efetivamente”. Segundo Fernanda, testes internos com o novo detergente têm mostrado um desempenho bastante superior em relação às principais enzimas presentes, comparando-o com os concorrentes. “O produto também foi testado em laboratórios externos, que comprovaram sua eficácia na remoção de sujeira orgânica e redução de carga microbiana, além de alta eficiência na remoção de biolfilme”. A engenharia premiada afirma que desde o lançamento do detergente em 2010, as vendas vêm crescendo em taxa superior às de produtos introduzidos anteriormente no mercado, ganhando destaque dentro da empresa. Inteligência artificial para detectar vazamentos de gases A pesquisa realizada na dissertação de mestrado de Rejane Barbosa Santos, orientada pelas professoras Ana Maria Frattini Fileti e Sandra Lúcia da Cruz, foi objeto de matéria publicada no Jornal da UNICAMP n 497. O projeto desenvolveu uma tecnologia capaz de detectar, localizar e dimensionar, em tempo real, vazamentos de gases em sistemas de tubulação. O método, único que se tem notícia no país, emprega sensores acústicos e redes neurais artificiais para promover o monitoramento. “Nos ensaios realizados em laboratório, a tecnologia se mostrou muito precisa. O próximo passo será passar da fase de monitoramento para a de controle o que exigirá a agregação de novos instrumentos ao sistema”, afirma a professora Ana Maria. De acordo com a professora, a tecnologia apresenta uma série de vantagens sobre os métodos convencionais de monitoramento. Normalmente, explica ela, um gasoduto tem centenas ou milhares de quilômetros de extensão. Uma das formas de identificar possíveis vazamentos utiliza medições ao longo do sistema para verificar o nível de pressão.

Assim, se a pressão registrada num determinado ponto for diferente da pressão de referência, é sinal de que provavelmente há vazamento no trecho considerado. Nesse caso, os dados normalmente são coletados e emitidos na forma de gráficos para uma central, onde um operador fará a análise. Somente a partir daí é que medidas corretivas são adotadas.

Foto: Antoninho Perri

Rejane Santos

No caso do sistema desenvolvido na FEQ, o monitoramento é feito em tempo real, por meio de um software concebido especialmente. A partir de informações fornecidas por microfones instalados em pontos estratégicos da tubulação e de medidas de pressão, o programa cruza e promove a análise dos dados, apontando a localização e dimensão do vazamento. Ao mesmo tempo, emite um sinal sonoro de alerta. “Caso o sistema esteja automatizado, a tecnologia também atua, por exemplo, no sentido de providenciar o fechamento gradual das válvulas, sem a intervenção humana de modo a evitar perdas e eventuais acidentes”, detalha a professora Ana Maria Conforme a professora Sandra, a FEQ vem desenvolvendo pesquisas nessa área desde 1989. “Na época, nós realizamos diversas medidas que nos permitiram detectar o vazamento, mas não localizá-lo ou dimensioná-lo. Isso somente está sendo possível agora, com a utilização das redes neurais artificiais. Isso sem dúvida deu um incremento importante ao estudo e abriu uma grande perspectiva para a futura aplicação desse tipo de tecnologia”, considera Redes neurais artificiais são técnicas computacionais baseadas em modelos matemáticos que simulam a estrutura neural humana Elas são capazes de “aprender” por intermédio da experiência, do treinamento A partir de dados que representam um sistema estável, esse tipo de inteligência artificial promove a comparação do modelo padrão com as informações geradas pelo monitoramento, identificando desse modo eventuais oscilações relacionadas às situações de vazamento.

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Posteriormente, emite o alerta e, se for o caso, toma as decisões corretivas necessárias. A professora Ana Maria lembra que, antes de ser aplicada em uma tubulação comercial, a tecnologia precisará sofrer incrementos. “O estudo foi desenvolvido, obviamente, em escala laboratorial, onde as condições têm maior nível de controle. Nessa situação, nós conseguimos apontar com muita precisão a localização e a magnitude do vazamento. Com a continuidade do trabalho, vamos buscar reproduzir as condições mais próximas possíveis de uma operação real. Não é uma tarefa trivial”, adianta. Segundo a professora Sandra, a aplicação dessa tecnologia num sistema de gasoduto ainda deve levar algum tempo. Entretanto, ela enxerga um uso imediato para o sistema. “Ele pode ser utilizado em ambiente doméstico, de alcance mais localizado. Seria possível, por hipótese, instalá-lo no sistema de tubulação de uma casa ou apartamento para detectar eventuais vazamentos de gás”, avalia. Outra possibilidade de aplicação imediata está vinculada ao sistema de refrigeração de supermercados. “Como toda geladeira tem um gás refrigerante, esse tipo de monitoramento poderia identificar instantaneamente um possível problema, favorecendo assim a adoção de uma medida corretiva imediata”, acrescenta a professora Ana Maria. Rejane Santos, autora da dissertação, destaca que o uso da tecnologia pode de fato evitar perdas financeiras e acidentes sérios, como o ocorrido recentemente em Alagoas, quando houve vazamento de gás tóxico de uma petroquímica. Na ocasião, diversas pessoas passaram mal e tiveram de ser atendidas em hospitais. “Nos Estados Unidos, segundo informações publicadas em um site especializado, apenas 9% dos vazamentos de gás são identificados por meio de sistemas de monitoramento. O restante só é percebido, por exemplo, depois que alguém passa pelo local, percebe o problema e aciona a empresa ou as autoridades responsáveis”, diz. A qualidade do ar em Campinas O Jornal da UNICAMP n 498 destaca a pesquisa desenvolvida na tese de doutorado defendida por Ana Cláudia Ueda na FEQ, sob orientação do professor Edson Tomaz. O trabalho, que consistiu em um estudo da qualidade do ar da Região Metropolitana de Campinas (RMC), concluiu que cerca de 80% da poluição atmosférica é resultante principalmente das emissões veiculares. A pesquisa considerou os poluentes monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio,

hidrocarbonetos e material particulado, além dos compostos orgânicos voláteis (COVs). Os COVs são constituídos principalmente de hidrocarbonetos, aldeídos e cetonas, entre outros compostos, que se encontram no estado gasoso à pressão e temperatura ambientes e participam pela ação da luz e de reações fotoquímicas, dando origem a compostos que podem ser mais nocivos que os originais. O monitoramento foi realizado inicialmente em dez locais e depois se concentrou em cinco deles, em vista da seleção entre os que revelaram características semelhantes. Ana Cláudia, que é professora da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, esclarece que o principal objetivo da pesquisa foi conhecer a qualidade do ar da RMC no que se refere às concentrações de COV em locais representativos da área de estudo. Os compostos encontrados em maior abundância em todos os locais analisados são benzeno, etilbenzeno, toluenos e xilenos, com predominância destes dois últimos. A pesquisadora diz que os principais poluentes atmosféricos encontrados em locais urbanizados resultam principalmente dos processos de combustão e compreendem grandes concentrações de monóxido e dióxido de carbono (CO e CO2), dióxido de enxofre (SO2), óxidos do nitrogênio (NOx), COV, material particulado e ozônio (O3) troposférico, formado na baixa atmosfera. Este último, esclarece, constitui um poluente secundário, formado a partir dos COVs e NOx, que reagem na presença de raios ultravioletas (reação fotoquímica). Ana explica que os poluentes CO, SO2, NOx, MP e O3, que têm seus níveis de concentração controlados por legislação, são monitorados regularmente em áreas urbanas, o que ainda não ocorre com os COVs. Alguns tipos de COV, diz a autora, podem provocar dores de garganta, mal-estar, tonturas, aumento do risco de asma, afetar os sistemas nervoso, imunológico e reprodutor. O benzeno e o tolueno são, respectivamente, carcinogênico e mutagênico. O trabalho teve três partes distintas: inventário de emissões, realizado com base nas fontes poluentes; estudos de dispersão, que utilizam os dados do inventário, em que simulações permitem determinar como os poluentes se distribuem na região; e o monitoramento, que constituiu o trabalho de campo. Ao realizar o inventário estimativo das emissões veiculares, a pesquisadora considerou diferentes categorias de veículos – automóveis, veículos pesados como caminhões e ônibus, veículos comerciais leves e motocicletas – e diferentes

Boletim da FEQ Página 27tipos de combustíveis, entre os quais álcool, gasolina, diesel e álcool + gasolina nos veículos flex. Os resultados do inventário mostraram que mais de 80% dos poluentes CO, NOx e hidrocarbonetos, são provenientes de emissões veiculares. Também foram levantadas as emissões industriais a partir do Relatório de Qualidade do Ar da Cetesb. A engenheira química considera que, para o conhecimento da qualidade do ar, é necessário inicialmente um levantamento dos dados das emissões de poluentes da região de interesse. “Em seguida, esses dados servem como base para o estudo na determinação da dispersão e por sua vez o monitoramento dos poluentes constitui uma ferramenta para tomadas de decisões e para reforçar medidas de mitigação da poluição”. Ana Cláudia afirma que o inventário, ao mostrar que a maior parte da poluição atmosférica é de origem veicular, por si já serviria como base para medidas de redução dessas emissões na região urbana. Entre elas, cita a instalação de programas de inspeção e manutenção periódica obrigatória, que considera uma briga, porque, embora o programa exista, não é implementado com seriedade. Entre outras medidas possíveis, menciona a regulamentação dos níveis de emissões de COV; identificação de regiões com maior impacto de poluição atmosférica; e melhoria do transporte público que levaria à diminuição da utilização de veículos. Os dados de 2008 utilizados no estudo revelam que a região tem um veículo para cada dois habitantes, relação que considera muito grande. Segundo ela, o estudo da dispersão indica que existe uma pluma de poluentes concentrada sobre a região urbana de Campinas e sobre a região industrial de Paulínia. Esclarece ainda que as concentrações de COV na região são determinadas pelas condições meteorológicas, principalmente pela velocidade do vento e também por proximidade da fonte de emissão como indústrias, vias de tráfego mais intenso e pontos de abastecimento de veículos. O monitoramento foi realizado inicialmente em dez locais e depois se concentrou em cinco deles – centro de Campinas, Joaquim Egídio, Parque São Quirino, Parque Brasil 500 e Replan, estes dois últimos em Paulínia. Os resultados mostraram que as emissões predominantes em todos eles é essencialmente veicular, exceto para a refinaria de Paulínia, em que predominam as emissões industriais e onde foi encontrada a maior concentração média dos COV estudados. Nos locais de afluência veicular, a maior concentração média verificou-se em local próximo a uma avenida de tráfego intenso em

Campinas. Por sua vez, constatou-se a menor concentração média em local mais distante da região urbana de Campinas. Em todos esses locais, as maiores concentrações foram sempre de tolueno e xilenos. A poluição urbana é uma linha de pesquisa já consolidada do professor Edson Tomaz. Ele já realizou um trabalho relacionado à poluição urbana de São Paulo, e tinha interesse em conhecer um pouco mais a região metropolitana de Campinas, sobre a qual não existia estudo do mesmo porte. Por causa da proximidade com a região metropolitana de São Paulo, a maior do Brasil, que já tinha um levantamento a respeito, “tínhamos interesse em saber em que proporção a RMC era afetada pela poluição em relação a ela, já que há uma certa conurbação entre elas”. Ao justificar o trabalho, ela lembra ainda que o estudo da poluição atmosférica em grandes centros urbanos – e a RMC que abrange 19 municípios constitui um dos mais importantes do Brasil – tem recebido crescente importância devido à intensa deterioração da qualidade do ar. O crescimento desenfreado das cidades, o aumento contínuo da população e a intensa industrialização são fatores que impulsionam o cenário que se descortina hoje. Além disso, os setores de transportes e de geração de energia são os principais responsáveis pela emissão de poluentes atmosféricos em regiões urbanizadas. Ana Cláudia considera ainda que a importância da região se evidencia pela presença de importantes universidades, instituições de pesquisa, indústrias de grande porte e do maior aeroporto de carga do país (Viracopos), além de sua privilegiada localização próxima à maior região metropolitana do Brasil e do litoral e do fácil acesso às principais rodovias da região. Ressalva, entretanto, que além de menor, a RMC apresenta menos fontes de poluição e é mais favorecida pelo regime de ventos que ajudam a dispersar a poluição. A região apresenta índices de poluição pelo menos quatro vezes menor que o RMSP. A pesquisadora lembra ainda que, no Brasil, os dados sobre poluição atmosférica são escassos e sente-se feliz por poder divulgar um trabalho que pode servir de alerta aos interessados em enveredar por esse tipo de estudo. “É uma pesquisa trabalhosa e difícil, mas necessária porque a partir dela se pode implementar uma legislação que também determine padrões para a emissão de hidrocarbonetos, que causam problemas de saúde pública, da mesma forma em que são estabelecidos padrões para monóxido de carbono e outros gases”, conclui.

Página 28 Boletim da FEQ

Estágio, oh, estágio!

Everson Alves Miranda Que tomou um tempo para as pessoas se acostumarem, ah, isto tomou. No entanto, aquele contraste dos cabelos brancos e óculos arredondados totalmente fora de moda com aquele calção curto (demais?) já não choca tanto quando ele sai do banheiro da faculdade, sacola a tira-colo, voltando à sua sala para os ajustes finais, principalmente, na amarração do tênis. Convencer alguém a adotar o esporte para, como muito comum, perder um pouco de peso, isto ele nunca conseguiu, mas certamente colocou algum... na consciência de alguns. - Vai fazer a sua caminhadinha?! diz um. - Vai fazer um Cooper?! diz outro. Muito raramente se ouve um: - Vai correr?! Ou mesmo o mais desejado: - Vai treinar?! Estas perguntas, mesmo que óbvias e pouco precisas por diminuírem o grau da atividade, lhe dão satisfação, pois são aprovações, demonstrações de simpatia de muitos àquela sua prática rotineira de fim de tarde, verificada também através dos acenos sorridentes e buzinadas na volta para casa ao passar por ele que, no gramado do canteiro central da avenida em frente à faculdade, treina frequentemente, num subir e descer de um trecho, milimetricamente demarcado por ele mesmo: 125 metros e 50 centímetros! Era início de semestre e aquele havia sido um dia duro. O treino vespertino estava, na medida em que progredia, pesando em suas pernas, mas carregando-o de leveza, pois correr dava fim às preocupações, ansiedades e angústias do dia, como que as fixando nos pontos do gramado dos quais os pés decolavam buscando um lugar no futuro, não somente para o corpo, mas também para a alma. Num dado momento, ao girar ao fim da subida e preparar-se para o primeiro passo do trecho em declive, escutou: - Professoooor, preciso falar com o senhor! Era uma aluna que, ansiosa, mas já aliviada por encontrar o docente, mesmo que em situação pouco ortodoxa, se apressava em atravessar a avenida e ir ao encontro do atleta em (des)formação. - Sim, o que você deseja...?! - Preciso falar com o senhor. Já resolvi aquela questão de hoje cedo, mas agora... - dizia ela na medida que se aproximava do professor já na descida do gramado.

A última coisa a lhe passar pela cabeça era parar o treino esporte-lazer-terapia-descanso-direito sagrado. Além da interrupção do treino (não caminhadinha, corridinha, Cooper...) muito antes do tempo desejado, violá-lo não poderia contribuir para uma lesão quando da sua retomada?! Mas havia nele uma curiosidade: por qual razão ela se jogava entre os carros, indo ao encontro do professor em movimento? Qual seria a sua tão desconhecida e inimaginável urgência? Na manhã daquele dia, ela o procurara para resolver um daqueles muitos, simples, problemas relacionados à contratação de... estágio! Estágio. Ah! Cornucópia de solução de todas as angústias existenciais profissionais de um aluno de engenharia; a realização da possibilidade do sonhado emprego em, geralmente, uma multinacional, a sua subida para o Olimpo dos estudantes, o nirvana tanto procurado desde a explosão de alegria da aprovação no vestibular! Para alguém que reescreveria a famosa frase do treinador de futebol escocês William Shankly “Football's not a matter of life and death ... it's more important than that” como “corrida não é caso de vida ou morte, mas sim muito mais que isto”, ele, sem saber o que fazer, sem querer ser deselegante, fez o “elegante” convite: - Não posso parar, sinto muito, venha comigo. E, surpreendentemente... ela foi. Braço apertando a bolsa ao corpo e mão firme na alça da mesma, como um soldado que empunha seu fuzil, ela avançou galhardamente gramado abaixo! Duas voltas de passadas largas (550 m!), ritmadas, sem ofegar, para baixo e para cima, o suficiente para dirimir uma dúvida sobre... estágio. Decidida e compenetrada como estava de resolver ali e naquela hora sua dúvida, mesmo que fosse um 100 m rasos, a São Silvestre, uma maratona ou corrida de qualquer sorte, parecia que ela não desempunharia sua bolsa ou perderia a passada certa! Naquele fim de tarde quase não havia estudantes transeuntes. Sorte dela, sorte dele, pois certamente algum deles “youtubearia” aquela cena, variação inusitada de algo já considerado inusitado. Estágio, oh, estágio! O que não se faz por um bom estágio...