Navegando por Autor "Lira, Daniel Silveira"
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Dissertação Intensificação do processo de separação de biodiesel com membranas de fluoreto de polivinilideno (PVDF)(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Costa, Glória Louine Vital da; Chiavone Filho, Osvaldo; Padilha, Liana Franco; https://orcid.org/0000-0001-8999-3616; http://lattes.cnpq.br/8522913274131390; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; http://lattes.cnpq.br/9952949048590807; Lira, Daniel Silveira; Silva, Kesia Karina de Oliveira Souto; Rios, Nathalia SaraivaConsiderando as fontes alternativas de biocombustíveis disponíveis, a produção de biodiesel possui um lugar de destaque na sociedade pós-moderna. Industrialmente, a transesterificação é a reação mais utilizada para a obtenção do biodiesel, obtendo como produtos ésteres de ácidos graxos (biodiesel) e glicerol. Devido a presença do glicerol, são necessários processos adicionais de separação, que provocam aumento nos custos e o tempo de produção do biodiesel final purificado, além de gerar grandes volumes de efluentes. Diante disso, a aplicação dos processos de separação por membranas (PSM) tem atraído atenção considerável, sendo uma área muito promissora. O processo possui alta eficiência de separação, é ambientalmente seguro, requer pouco gasto de energia e tem simplicidade operacional e flexibilidade. Nesse contexto, o trabalho tem como objetivo avaliar a aplicabilidade de PSM na etapa de separação de biodiesel através da formulação de misturas que simulem a sua composição, contendo ácido oleico, éster etílico, álcool etílico e glicerina, e com posterior separação utilizando membranas de ultrafiltração de material polimérico fluoreto de polivinilideno (PVDF). A membrana de ultrafiltração foi avaliada através de testes de permeabilidade hidráulica e rejeição a solutos, também sendo caracterizada quanto a sua morfologia e hidrofobicidade. Para a realização dos experimentos, foi desenvolvido um módulo de permeação de bancada, o qual foi utilizado na separação das misturas, sendo possível determinar a porcentagem de retenção das membranas de fibra oca frente a misturas de componentes e concentração conhecida. A permeabilidade hidráulica teórica do modulo foi de 226,34 L/h.m2 .bar. Os testes de rejeição demonstraram boa eficiência na separação de solutos de maior massa molar. A morfologia observada por MEV permitiu determinar o diâmetro interno (0,813 mm) e externo (1,780 mm) das fibras, também demonstrou que a membrana possui uma estrutura bem formada e com boa distribuição de poros. Os valores máximos de retenção obtidos foram de 92,07% com a presença do ácido oleico na mistura, e 95,50% com a presença de oleato de etila. O uso da tecnologia de separação por membranas possui viabilidade técnica para aplicação no processo de separação do biodiesel. No entanto, é necessário o desenvolvimento de novas pesquisas para realizar o aprofundamento e definir as melhores condições de operação do sistema.Tese Produção de biodiesel em reator de membrana com uso de misturador estático e simulação em CFD(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-08-15) Lira, Daniel Silveira; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Oliveira, Jackson Araújo de; http://lattes.cnpq.br/5058617634570704; https://orcid.org/0000-0002-1594-6814; http://lattes.cnpq.br/7400460833577257; http://lattes.cnpq.br/3735828553511978; Jesus, Anderson Alles de; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Ruiz, Juan Alberto Chavez; Padilha, Liana FrancoO uso de reatores de membrana para produção de biodiesel vêm se apresentando como uma das alternativas mais promissoras para a produção de biocombustíveis face à necessidade de redução do uso de combustíveis fósseis devido aos danos ao meio ambiente. Porém pouco se têm estudado sobre a influência da polarização de concentração em membranas onde há uma reação ocorrendo. Devido à dificuldade de detecção desse fenômeno por meios experimentais, a fluidodinâmica computacional se mostra como uma ferramenta robusta para o estudo dos fenômenos de transferência de massa em membranas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência da presença de um misturador estático do tipo helicoidal sobre a espessura da camada de polarização de concentração em reator de membrana e por meio de simulações CFD. Foram estudadas experimentalmente a influencia das seguintes condições sobre as conversões e massas de permeado: pressão transmembrana de 1,0, 1,5 e 2,0 bar, razão molar entre metanol/óleo de girassol de 9/1, 12/1 e 15/1, tamanho de poros da membrana cerâmica de 0,05, 0,1 e 0,2 µm, bem como na presença de misturador estático do tipo Kenics. Para as simulações foi utilizada a equação de Navier-Stokes para solucionar os balanços de massa e continuidade do problema, já a equação de Kozeny-Carman foi utilizada para modelar o meio poroso da membrana. Os resultados demonstram que a espessura da camada de polarização aumenta com o tempo de reação, devido à ação da convecção de massa, porém o efeito da permeabilidade sobre a espessura da camada foi negligenciável. As maiores conversões foram atingidas nas condições com razão molar 15/1, pressão transmembrana de 1,0 bar, na presença de misturador estático, atingindo valores de 92,49%, 85,25%, respectivamente, enquanto o tamanho de poros não apresentou influência significativa na conversão. Os resultados também mostraram que a utilização de um misturador estático foi eficiente em reduzir a espessura da camada de polarização da concentração. Dessa forma, a utilização de misturador estático em reator de membrana apresentou grande melhoria em relação à formação da polarização de concentração.Tese Síntese de nanopartículas de lignina do bagaço da cana-de açúcar para aplicação na estabilização de emulsões pickering água/água e encapsulamento de bioativos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-30) Pedro, Marcelo da Silva; Oliveira, Jackson Araújo de; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; http://lattes.cnpq.br/5058617634570704; http://lattes.cnpq.br/4210209303947439; Santos, Everaldo Silvino dos; Rios, Nathalia Saraiva; Jesus, Anderson Alles de; Lira, Daniel SilveiraA lignina, apesar de ser o segundo biopolímero mais abundante do globo terrestre, ainda é um material pouco aproveitado na preparação de produtos de valor agregado. Em vista disso, estudos têm buscado explorar aplicações de lignina em diversas áreas, sendo a produção de nanopartículas uma alternativa promissora para a valorização da lignina. Nanopartículas de lignina já foram testadas na estabilização de emulsões Pickering óleo/água (O/A) ou água/óleo (A/O ), incluindo o encapsulamento de bioativos, como por exemplo a quercetina, que é um bioflavonoide com propriedades antioxidantes e anticancerígenas. Após ser consumida por via oral, a quercetina se decompõe rapidamente no início do sistema digestivo, sendo o encapsulamento uma opção de garantia da sua biodisponibilidade. Entretanto, as emulsões Pickering O/A ou A/O apresentam limitações, devido à fase hidrofóbica, especialmente em aplicações de encapsulamento de probióticos, produção de alimentos de baixo teor calórico e formulação de fármacos com propriedades hidrofílicas. Por outro lado, as emulsões Pickering água/água (A/A) podem imitar ambientes biológicos e sua estabilidade é garantida pela adição de nanopartículas capazes de adsorver em interfaces líquido-líquido. Nesse sentido, o presente estudo investigou o uso da lignina extraída do bagaço de cana-de-açúcar como fonte de nanopartículas na estabilização de emulsões Pickering A/A formada de Maltodextrina (MD) e Polietilenoglicol (PEG) e, também, na estabilização de emulsões Pickering O/A para o encapsulamento da quercetina. A escolha do sistema MD e PEG é devido seu baixo custo, formar duas fases em ampla faixa de concentração e possibilitar aplicações alimentícias. As nanopartículas foram preparadas a partir de lignina obtida por pré-tratamento alcalino e alcalino oxidativo. As nanopartículas de lignina alcalina oxidada - NPLOs (327,8 nm) apresentaram tamanho menor que as nanopartículas de lignina alcalina - NPLs (689,8 nm). A estabilidade de emulsões Pickering A/A formada de MD e PEG foi avaliada na presença de NPLs e NPLOs sob diferentes concentrações (0%, 0,1%, 0,3%, 0,5% e 1%, m/m). Os sistemas com NPLOs apresentaram melhores índices de emulsificação e menores tamanhos de gotas que os sistemas com NPLs. Os resultados mais significativos de estabilização foram obtidos na concentração de 1% m/m de NPLOs com índice de emulsificação de até 63%, mesmo após duas semanas. As NPLs e NPLOs também foram aplicadas na estabilização de emulsões Pickering O/A, objetivando o encapsulamento da quercetina. Neste caso, os resultados indicaram uma tendência da quercetina ficar aprisionada nas gotículas da fase óleo. Em pH inferior a 3, ambos os tipos de nanopartículas formaram aglomerados na fase superior. As NPLs apresentaram melhor interação com a fase hidrofóbica, favorecendo o encapsulamento da quercetina dispersa nessa fase. A quercetina encapsulada foi incorporada em sistemas alimentares e, após 24h, a análise por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) mostrou que a concentração de quercetina adicionada ao suco de cajá, na presença de NPLs, foi superior a condição sem nanopartículas. Estes resultados sugerem que a lignina pode ser uma importante fonte de nanopartículas na estabilização de emulsões Pickering A/A e O/A, com capacidade de aplicação no encapsulamento de bioativos, como a quercetina, para o caso de emulsão Pickering O/A.