PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química
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Dissertação Produção de bebidas fermentadas do tipo kombucha: estabilização da cultura starter e uso de matérias-primas alternativas(2025-02-26) Lima, Alliny Samara Lopes de; Pedrini, Márcia Regina da Silva; http://lattes.cnpq.br/4789329347371467; Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de; Hoskin, Roberta TarginoA crescente conscientização dos consumidores sobre a relação entre dieta e saúde tem aumentado a demanda por alimentos funcionais que fornecem compostos bioativos além de ingredientes nutricionais. Nesse contexto, a kombucha, uma bebida produzida pela fermentação de chás adoçados por uma comunidade microbiana, ganhou popularidade com projeções de crescimento do mercado em todo o mundo. No entanto, ainda existem desafios em relação à padronização da produção e estabilização de culturas starter, bem como a falta de métodos alternativos que utilizem matérias-primas locais e abundantes, como subprodutos agrícolas, para diversificar o perfil sensorial e bioativo da bebida. Este estudo teve como objetivo contribuir para o avanço do conhecimento sobre a produção de kombucha, abordando (1) a estabilização da cultura starter por meio das técnicas de secagem por spray drying e liofilização, e (2) o uso de substratos alternativos de fermentação, como a infusão de folhas de maracujá (Passiflora edulis). No primeiro estudo, o impacto das técnicas de spray drying e liofilização, utilizando maltodextrina e goma arábica como agentes encapsulantes, foi avaliado nas propriedades físico-químicas dos pós de kombucha e na viabilidade da cultura starter. As análises incluíram teor de umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), atividade metabólica (metabólitos de fermentação e células viáveis) e perfil fitoquímico (compostos fenólicos totais e atividade antioxidante). Os resultados mostraram que os pós de kombucha apresentaram características físico-químicas adequadas e preservaram a viabilidade microbiana após a secagem. Os pós liofilizados, em particular, tiveram melhor preservação da viabilidade microbiana e da atividade metabólica, resultando em maior produção de ácido acético durante a fermentação. A goma arábica mostrou-se eficaz na proteção das células microbianas durante o spray drying, indicando potencial para aplicações industriais. No segundo estudo, o potencial das folhas de maracujá como substrato alternativo para a produção de kombucha foi investigado por meio da caracterização da bebida em termos de perfil químico, atividade antioxidante e aceitação sensorial. A kombucha produzida com folhas de maracujá apresentou um perfil químico que atendeu aos padrões legais (teor alcoólico abaixo de 0,5% v/v), além de maiores concentrações de compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante após a fermentação. A aceitação sensorial foi comparável à do kombucha tradicional (feito com chá verde), demonstrando seu potencial para aplicação no mercado. Em conjunto, nosso estudo apresenta técnicas eficazes para a estabilização da comunidade microbiana do kombucha, com potencial contribuição para a padronização do processo, além de mostrar a viabilidade de valorizar subprodutos agrícolas para proporcionar a diversificação do perfil sensorial e bioativo do kombucha. Esses dados tecnológicos são fundamentais para o desenvolvimento da indústria da kombucha, alinhada com as novas demandas dos consumidores e tendências de mercado que valorizam a saúde e a inovação.Dissertação Macroalgas verdes como recursos sustentáveis: identificação, caracterização, exploração do potencial bioativo e o desenvolvimento de materiais celulósicos a partir da biomassa de Ulva sp. e Chaetomorpha sp. coletada em viveiros de aquicultura em Tibau do Sul, Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Felipe, Ana Terra de Medeiros; Pedrini, Márcia Regina da Silva; Matsui, Katia Nicolau; Silva, Edilene Souza da; Hoskin, Roberta TarginoA crescente demanda por recursos sustentáveis e a necessidade de reduzir o impacto ambiental impulsionam a busca por novas fontes de matérias-primas renováveis e versáteis. Neste contexto, as macroalgas marinhas surgem como alternativas promissoras, oferecendo aplicações que variam desde a produção de alimentos funcionais até a fabricação de embalagens e materiais biodegradáveis. Assim, este estudo investigou o potencial biotecnológico das macroalgas verdes Ulva sp. e Chaetomorpha sp., coletadas em viveiros de aquicultura no município de Tibau do Sul, Nordeste do Brasil, com ênfase em sua caracterização físico-química, morfológica, propriedades bioativas, antioxidantes, antibacterianas e a utilização da polpa das algas frescas como materiais celulósicos. A identificação ao nível de gênero das macroalgas coletadas foi realizada, evidenciando a presença de espécies Ulva sp. e Chaetomorpha sp. que surgiram de forma espontânea, sem cultivo intencional. As análises físico-químicas e fitoquímicas revelaram um perfil rico em fibras, minerais e em compostos bioativos, como pigmentos, compostos fenólicos e ácidos graxos, nos extratos algais. Os extratos metanólicos demonstraram maior eficiência na extração de bioativos e superior atividade antioxidante em comparação aos extratos aquosos e etanólicos, através de um pré tratamento com ultrassom seguido de uma extração sólido-líquido. Os extratos metanólicos da Ulva sp. apresentaram teores de fenólicos totais superiores a 7 mg EAG/100 g do pó seco em estufa, enquanto a extração de pigmentos, clorofilas totais e carotenoides, apresentaram 73 mg/g e 17,75 mg/g, respectivamente. A análise de ácidos graxos na Ulva sp. detectou compostos essenciais, como ácido palmítico e ácido linoleico, evidenciando o potencial funcional dessas macroalgas. Os testes de atividade antioxidante demonstraram capacidade de captura de radicais livres pelos métodos DPPH e ABTS, com valores de inibição de 20% nos extratos metanólicos, enquanto as avaliações da concentração inibitória mínima indicaram eficácia dos extratos metanólicos e etanólicos contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Além disso, dentre os polissacarídeos extraídos de ambas as espécies estudadas, a celulose extraída da Chaetomorpha sp. apresentou rendimento médio de aproximadamente 20%, sendo duas vezes maior do que o extraído da Ulva sp., e um índice de cristalinidade de aproximadamente 90% evidenciando a extração de uma celulose pura e com capacidade de formação de material celulósico da Chaetomorpha sp. com potencial para embalagens. Essas folhas celulósicas exibiram características promissoras apresentando espessura média de 0,680 ± 0,130 mm e uma estrutura superficial com presença de fibras longas e bem organizadas, reforçando o potencial desta biomassa como material celulósico. Os resultados deste estudo evidenciam o valor das macroalgas verdes como recurso sustentável, e também destaca sua relevância para o avanço da bioeconomia azul, promovendo a valorização da biodiversidade marinha local e contribuindo para o desenvolvimento de soluções mais sustentáveis em diversas indústrias incluindo alimentos, embalagens, cosméticos e farmacêutica.Dissertação Lignina extraída do sabugo de milho modificada como adsorvente de poluentes em efluentes industriais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-23) Silva, Elano Costa; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; Silva, Dennys Correia da; http://lattes.cnpq.br/4789528535524269; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Fonseca, José Luis Cardozo; Vélez, Harvey Alexander VillaO crescimento populacional e o aumento do consumo intensificaram a produção industrial. Esse aumento gerou mais poluentes que, quando descartados inadequadamente, impactam a saúde humana e os ecossistemas. Exemplos de problemas ambientais significativos incluem a água produzida na extração de petróleo, que é rica em sais, metais pesados e compostos orgânicos, e os efluentes da indústria têxtil, contaminados por corantes químicos. Para mitigá-los, pesquisas recentes apontam a lignina como um material adsorvente promissor, devido à sua abundância na natureza e suas propriedades químicas, como alta capacidade de ligação com contaminantes. O Brasil, grande produtor de milho, gera volumes expressivos de sabugo, que contém cerca de 15% de lignina, destacando seu potencial para essas aplicações. O objetivo deste trabalho é estudar a utilização da lignina modificada extraída do sabugo de milho como material adsorvente de poluentes em efluentes contaminados. O pré-tratamento alcalino foi aplicado a biomassa do sabugo de milho para extrair a lignina. A lignina extraída foi modificada com reagentes, como cloreto de colina e peroxido de hidrogênio, para melhorar sua capacidade de interação com contaminantes. Técnicas de caracterização (potencial Zeta, TG, FTIR e MEV) dos materiais adsorventes foram realizadas para entender suas propriedades físicas, químicas, estruturais e funcionais. Por meio de espectroscopia UV-Vis, foram conduzidos testes em bancada para avaliar a eficiência do material como adsorvente na remoção de poluentes, considerando parâmetros como concentração inicial de poluentes e tempo de contato. O estudo da cinética de remoção de óleo por adsorção foi realizado utilizando esferas de lignina e alginato de sódio. As esferas de lignina apresentaram desempenho superior em comparação às esferas de alginato puro. A esfera de lignina modificada com cloreto de colina (ELMC) destacou-se com o melhor resultado, alcançando 90% de remoção de óleo da água, seguida pela esfera de lignina oxidada com peroxido de hidrogênio (ELOX), com 88,23% de remoção. O modelo de pseudo-primeira ordem apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. As capacidades máximas de adsorção foram de 172,7 mg/g para ELMC e ELOX, 161,18 mg/g para esfera de lignina não modificada (ELNM) e 84,43 mg/g para esfera de alginato de sódio puro (EALG). Para o corante vermelho do Congo, a cinética de adsorção ajustou-se melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem. O modelo PSO demonstrou alta precisão nos valores de R² e capacidade predizer o valor da capacidade de adsorção (qe). Para lignina não modificada (LNM), os valores de qe foram 35,54, 66,58 e 155,24 mg/g para concentrações de 50, 100 e 250 mg/L, respectivamente; para lignina modificada com cloreto de colina (LMC), os valores foram 33,89, 65,95 e 165,79 mg/g. Os modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich não se ajustaram aos valores experimentais, com R² distantes do ideal. Portanto, o estudo de adsorção utilizando lignina modificada extraída do sabugo de milho demonstrou ser uma alternativa eficiente e sustentável para o tratamento de águas residuais, apresentando desempenho superior em comparação a materiais convencionais, como carvão ativado. Esse material é capaz de remover contaminantes presentes na água produzida durante a extração de petróleo, bem como o corante vermelho do Congo, frequentemente encontrado em efluentes da indústria têxtil. A lignina modificada apresentou alta capacidade de adsorção, destacando-se como uma solução promissora para mitigar impactos ambientais.Dissertação Síntese do Mo2C e NiC em reator de leito fixo suportados em carvão ativado por impregnação expressa(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-09-30) Nóbrega, Fábio André Moura; Araújo, Camila Pacelly Brandão de; Moriyama, André Luís Lopes; https://orcid.org/0000-0001-7611-2074; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; https://orcid.org/0000-0002-9597-0434; http://lattes.cnpq.br/4474516366734941; Souza, Carlson Pereira de; Lima, Maria José Santos; Gomes, Uilame Umbelino; Dantas, Suylan Lourdes de AraújoA economia circular vem sendo utilizada como uma das principais soluções na redução dos impactos ambientais. A reutilização de resíduos produzidos nas mais variadas atividades industriais pode ocorrer de diversas maneiras, uma delas pode ser através de reações de hidrotratamento (HDT) as quais são catalisadas por sólidos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é sintetizar catalisadores capazes de hidrogenar carboidratos ou hidrocarbonetos. Como exemplos: a hidrogenação da Lactose, presente no soro do leite, resíduo da fabricação de queijos, em Lactitol e a hidrogenação do glicerol, presente no biodiesel, resíduo de sua fabricação, em propilenoglicol. Foi proposto um método expresso para suporte de catalisadores, em substituição ao analítico. O precursor para obtenção do [Mo2C] foi o [(NH4)6[Mo7O24].4H2O], e para a obtenção do [NiC] foram utilizados dois precursores: o [Ni(NO3)2.6H2O] e o [NiCl2.6H2O]. Os precursores foram caracterizados por TG/DTA, MEV/EDS e DRX. Os carbetos foram obtidos através de reação gás-sólido com atmosfera de metano (CH4) e hidrogênio (H2) utilizando reator de leito fixo. Foi utilizada a vazão total da mistura gasosa de 20L/h com 5% de CH4 e taxa de aquecimento de 10°C/min, até a temperatura de reação (500 até 800°C). Os produtos de reação foram caracterizados por DRX, MEV/EDS e BET. Foi constatada a presença de fase de Mo2C na carbonetação a 700°C (ortorrômbico) e 750ºC (hexagonal) em isoterma de 1h. A identificação de fase contendo NiC (cúbica) pelos difratogramas foi detectada, através de reação gás-sólido com atmosfera de metano (CH4) e hidrogênio (H2) na temperatura de 500°C em presença de CAP e a 800ºC em isoterma de 3h. A análise de BET para o Mo2C e Mo, ambos suportados em CAP, indicou área superficial de 69 m2 /g e 349 m2 /g, respectivamente. A síntese de carbetos de metais de transição, como o (Mo2C) e o (NiC), tem despertado interesse devido às suas propriedades catalíticas. Esses materiais apresentam potencial para diversas aplicações industriais, incluindo a reforma do metano, células de combustível, reações de hidrogenação e desidrogenação. A busca por métodos eficientes e sustentáveis para a produção desses catalisadores é um campo ativo de pesquisa na engenharia química. A metodologia de síntese do NiC é uma inovação na literatura científica.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.Dissertação Avaliação fotocatalítica e fotoeletroquímica do NB2O5 decorado com prata e potencial degradação de corante reativo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Ferreira, Myllena Kely Pereira; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; Santos, Elisama Vieira dos; https://orcid.org/0000-0003-2189-5694; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; https://orcid.org/0000-0001-6804-2854; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; http://lattes.cnpq.br/6002504302207735; Cardozo, Jussara Câmara; Fechine, Pierre Basilio AlmeidaA contaminação da água pela liberação inadequada de resíduos de corantes pode resultar em efeitos irreparáveis para a vida humana e para o meio ambiente. Especialmente os corantes sintéticos com grupos azo, devido a sua toxicidade e carcinogenicidade. Os métodos convencionais são ineficazes para a remoção desse poluente. Alternativamente, os POAs são metodologias promissoras e eficazes na remoção desses poluentes orgânicos em águas residuais. Como por exemplo, a degradação fotocatalítica utilizando semicondutores, é considerada uma alternativa ecológica e econômica para a mineralização dos corantes. Além disso, a fotoeletrocatálise emerge também como um processo alternativo que pode ser integrado ao tratamento de água residuais, permitindo a geração simultânea de uma fonte alternativa de energia, que é o hidrogênio verde. Entre os semicondutores, o óxido de nióbio destaca-se como o semicondutor mais disponível no Brasil. Apesar de suas inúmeras vantagens, o Nb2O5, estado mais termodinamicamente estável do sistema nióbio-oxigênio, possui estreita faixa de absorção da luz, sendo ativado principalmente sobre radiação ultravioleta. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo, a preparação de semicondutores heteroestruturados de óxido de nióbio com nanopartículas de prata (Ag) para aplicação fotocatalítica na degradação do corante azul reativo 109 e estudos fotoeletroquímicos para possíveis aplicações fotoeletrocatalíticas. O Nb2O5 foi obtido a partir da metodologia de Pechini e as heteroestruturas a partir da redução química do sal mineral, AgNO3, em diferentes proporções, correspondentes aos compósitos 21Nb2O5/Ag e 32Nb2O5/Ag. Os materiais sintetizados foram caracterizados por DRX, FTIR, DRS UV-Vis, MEV, HRTEM e XPS. Os ensaios fotocatalíticos foram conduzidos através da utilização de lâmpada que simula o espectro solar e a eficiência de degradação foi investigada através do UV-Vis. A estrutura cristalina ortorrômbica do Nb2O5, bem como, a formação de Ag metálica na sua superfície foi confirmada, principalmente no 32Nb2O5/Ag. Além disso, a morfologia revelou partículas de tamanhos e formas irregulares, aglomeradas e com estrutura interligada. Após 120 minutos, o 32Nb2O5/Ag demonstrou um desempenho fotocatalítico significativamente superior ao Nb2O5 com uma remoção de aproximadamente 94% do corante a uma concentração de 5 mg L⁻¹, em comparação com apenas 9% obtidos pelo Nb2O5. Após esse resultado, a influência da concentração do corante, a quantidade de catalisador e variação do pH também foram variáveis investigadas. As respostas fotoeletroquímicas foram obtidas por CV, LSV, cronoamperometria, EIS e curvas Mott-Schottky, através da deposição dos materiais em uma placa de ITO pelo método (dip-coating). Os resultados de fotocorrente e a eficiência dos portadores de transferência de carga das heteroestruturas foram superiores ao Nb2O5. Esses resultados sugerem que as decorações como nanopartículas de Ag realizadas no Nb2O5 ampliaram a sua utilização, se tornando um material promissor para aplicações fotocatalíticas e fotoeletrocatalíticas.Dissertação Eletrooxidação de resíduos reais como estratégia simultânea para produção de compostos de alto valor agregado: ácidos carboxílicos e hidrogênio verde(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-26) Oliveira, Herbet Lima; Santos, Elisama Vieira dos; https://orcid.org/0000-0003-2189-5694; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; http://lattes.cnpq.br/0055711682898266; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Santos, José Eudes Lima; Cardozo, Jussara Câmara; Soriano, Salvador CotillasCom o aumento da população, vemos emergir novos desafios em diversos setores da sociedade. Esse cenário de mudanças deu origem à Agenda 2030, que aborda os objetivos do desenvolvimento sustentável. Questões como o aumento dos efluentes domésticos, as crescentes demandas alimentícias e o consequente aumento de resíduos industriais, incluindo várias biomassas, bem como o uso de combustíveis fósseis, destacam-se como desafios ambientais importantes que exigem soluções mais sustentáveis para o futuro. Nesse contexto, a eletrorrefinaria surge como uma proposta atrativa para enfrentar esses problemas. Ao empregar energia limpa, ela possibilita a conversão de materiais considerados resíduos em produtos de valor agregado. Com isso, este trabalho tem como objetivo transformar um efluente doméstico real, no caso, a água de lavagem de uma máquina de lavar roupa, e um resíduo industrial, o líquido da casca da castanha de caju, em produtos de valor agregado, como ácidos carboxílicos, enquanto simultaneamente cogera hidrogênio verde. Neste trabalho, foram empregadas células divididas por membranas eletrolíticas poliméricas, tipos PEM (proton exchange membrane) e AEM (anion exchange membrane), com eletrodos de diamante dopado com boro como ânodo e malha de aço inoxidável Ni-Fe como cátodo. No tratamento do efluente da máquina de lavar, foi testado dois eletrólitos (H2SO4 0,1 mol L-1 e Na2SO4 0,1 mol L-1), variando também as densidades de corrente (7,5, 15, 30, e 60 mA cm-2). Os resultados revelam a produção de produtos com alto valor agregado, especialmente ácidos carboxílicos, com destaque para a seletividade ao ácido acético, atingindo 45,7 mg L-1 . Além disso, observou-se a geração de H2 verde, com volumes aproximados de 0,8 L com 150 minutos. Ao usar o líquido proveniente da casca de castanha de caju, foi explorado diferentes condições, como densidade de corrente (40, 70 e 100 mA cm-2), concentração e natureza do eletrólito (NaOH 0,125, 1,0 e 2,0 moL L-1 e Na2SO4 0,05 moL L-1), e concentração do substrato (0,01, 0,05 e 0,1% v/v). Constatou-se que todas as variáveis influenciam na produção de ácidos carboxílicos e na eficiência energética do H2 verde, sendo a concentração do substrato a variável mais significativa na produção de ácidos e a densidade de corrente na de H2 verde. À medida que a concentração do substrato aumenta, foi possível atingir taxas de produção de ácido acético de 565,4 mg L-1, e em densidades de corrente mais elevadas, observou-se volumes de H2 verde de 1,8 L com 240 min. Dessa forma, a viabilidade da tecnologia baseada em eletrorrefinaria fica evidenciada pela transformação eletroquímica seletiva de poluentes orgânicos provenientes de resíduos em produtos de valor agregado, como H2 verde e ácidos carboxílicos. Esse avanço representa um passo promissor em direção à economia circular, contribuindo para a sustentabilidade ambiental.Dissertação Captura e mineralização de CO2 em processo de recirculação de amina modificado(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Oliveira, Gleyson Batista de; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; https://orcid.org/0000-0002-9532-3026; http://lattes.cnpq.br/1186888955341616; https://orcid.org/0000-0002-1594-6814; http://lattes.cnpq.br/7400460833577257; https://orcid.org/0000-0003-0153-2001; http://lattes.cnpq.br/7036255357291272; Oliveira, Jackson Araújo de; Ruiz, Juan Alberto ChavezNos últimos anos, o número de eventos climáticos extremos aumentou em várias regiões do hemisfério devido ao aumento das temperaturas globais. Entre os gases que intensificam os efeitos do aquecimento global, o dióxido de carbono (CO2), produzido principalmente pela queima de combustíveis fósseis, é o principal responsável pelo fortalecimento do fenômeno. Portanto, têm sido feitos esforços para reduzir e neutralizar a elevada concentração de CO2 e apoiar medidas, métodos e tecnologias de transição energética para eliminar sua emissão. As plantas de captura, armazenamento e utilização de carbono (CCUS) têm sido estudadas para integrar e combinar tecnologias com potencial de recuperação, incluindo absorção, adsorção, recirculação de aminas e carbonatação mineral. Dessa forma, torna-se necessário entender a interação entre essas tecnologias. O objetivo deste trabalho é investigar as possibilidades do processo de recirculação de aminas combinadas com ao processo de carbonatação mineral. Experimentalmente, a captura de CO2 foi realizada na presença de soluções de MEA de diferentes composições (10%, 20% e 30% v/v) sob condições operacionais controladas (pressão, vazão de gás e líquido, e temperatura). A reação de mineralização foi realizada em condições definidas, com diferentes concentrações de CaO e MgO (2%, 5% e 8% m/m) e temperaturas (25, 50 e 70 ºC). Os produtos carbonatados e as soluções regeneradas de MEA obtidos após o processo combinado foram avaliados do ponto de vista morfológico, termogravimétrico e físico-químico. Com base nos resultados apresentados, o processo combinado mostrou bom desempenho nas condições estudadas, com valores de conversão de CaCO3 e MgCO3 acima de 50% em dosagens nas condições de temperatura mais elevadas. Além disso, as soluções de MEA regeneradas apresentaram propriedades e características semelhantes à solução original. Esses resultados apontam para uma viabilidade da metodologia, possibilitando sua aplicação e expansão para plantas de processamento de CO2 em larga escala, associadas à valorização do processo com a geração de coprodutos de alto valor agregado.Dissertação Produção de lipases imobilizadas em fibra de coco para a síntese de biodiesel via transesterificação(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-23) Costa, Isabela Oliveira; Rios, Nathalia Saraiva; Gonçalves, Luciana Rocha Barros; https://orcid.org/0000-0002-5104-1123; http://lattes.cnpq.br/1800467263737484; https://orcid.org/0000-0003-1674-8913; http://lattes.cnpq.br/8046217897767819; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Sousa Júnior, Francisco Canindé de; Albuquerque, Tiago Lima deA produção de biodiesel por transesterificação de óleos e gorduras catalisada por lipase é uma alternativa aos catalisadores químicos tradicionais. A rota enzimática proporciona eficiência de conversão e minimiza reações colaterais, podendo ser conduzida a temperaturas consideradas brandas. Uma estratégia eficiente para ampliar as vantagens do uso de enzimas é sua imobilização, que pode ser aplicada para melhorar a estabilidade da enzima, facilitar sua recuperação e reutilização e promover proteção contra efeitos inibitórios. O suporte de imobilização pode ser de diversas fontes, incluindo resíduos lignocelulósicos, como fibra de coco verde. Além de ter menor custo, os suportes alternativos costumam ser avaliados como opções promissoras ecologicamente em relação aos comerciais. Com isso, este trabalho desenvolveu biocatalisadores utilizando a fibra de coco verde (FC) como suporte para imobilização de diferentes lipases, visando aplicação na síntese de biodiesel via transesterificação de óleo residual de fritura. A lipase de Candida antarctica do tipo B (CALB), de Pseudomonas fluorescens (PFL) e a lipase Eversa (EL) foram as enzimas escolhidas para imobilização. Antes desse processo, a FC foi submetida a um pré-tratamento com explosão de vapor para aumentar sua área superficial e facilitar a interação de imobilização das lipases. O rendimento de imobilização (82,01 ± 2,02 %, 87,62 ± 4,34 % e 77,47 ± 1,88 % para FC-PFL e FC-CALB em 24 h, e FC-EL em 48 h, respectivamente) e atividade recuperada dos biocatalisadores (26,37 ± 2,25 %, 49,84 ± 2,30 % e 9,48 ± 0,11 % para FC-CALB, FC-PFL e FC-EL) mostraram que a imobilização individual de cada lipase na FC foi eficiente. Os biocatalisadores obtidos foram submetidos a modificações químicas pós-imobilização com glutaraldeído (GLU) para a produção de ligações covalentes enzima-suporte, seguida de modificação com polietilenimina (PEI). As modificações foram realizadas visando melhorar resistência térmica e operacional. Por meio da caracterização dessas três categorias de biocatalisadores, os resultados mostraram que as interações predominantes entre enzima-suporte são predominantemente hidrofóbicas, a imobilização e os recobrimentos com GLU e PEI aumentaram a termoestabilidade a 60 ºC (FC-CALBGLU-PEI: fator de estabilidade (FE) > 154,8; FC-PFL-GLU-PEI: FE > 58,6 e FC-ELGLU-PEI > 172,6) das lipases usadas e foi observada a presença da ligação covalente por diferença no padrão de bandas no gel de eletroforese. Para aplicação desses biocatalisadores na síntese do biodiesel, foram utilizados os biocatalisadores após determinação da carga máxima de enzima que pode ser imobilizada, sendo 5 mg/g para os biocatalisadores de CALB, 10 mg/g para PFL e EL. Os biocatalisadores mostraram eficiência de redução do índice de acidez semelhante a enzima solúvel utilizando o óleo residual de fritura. A maior conversão foi de 13,67% de ésteres metílicos quando a reação foi realizada com 1 mmol óleo residual de fritura: 10 mmol metanol e catalisada por FCEL-GLU-PEI, presente na concentração 40% do meio reacional, após 48h de reação. Nas mesmas condições, FC-CALB-GLUPEI e FC-PFL-GLU-PEI revelaram conversão de 0,73 e 7,23%. Esses resultados sugerem a necessidade da aplicação combinada desses imobilizados, por meio de enzimas imobilizadas ou co-imobilizados, visando alcançar uma produtividade mais competitiva.Dissertação Desenvolvimento e aplicação do eletrodo de folhas de grafite obtido por deposição química de vapor a pressão atmosférica para determinação eletroquímica de cafeína(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-28) Barros, Thalita Medeiros; Santos, Elisama Vieira dos; https://orcid.org/0000-0003-2189-5694; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; https://orcid.org/0000-0003-2560-6212; http://lattes.cnpq.br/6764013475849701; Nascimento, Jose Heriberto Oliveira do; https://orcid.org/0000-0001-6804-2854; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; Cardozo, Jussara Câmara; https://orcid.org/0000-0002-1549-3042; http://lattes.cnpq.br/5647948180985703; Huitle, Carlos Alberto Martinez; https://orcid.org/0000-0002-6209-5426; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; Cerro-López, Mónica; https://orcid.org/0000-0002-1315-9518Os sensores eletroquímicos a base de grafite, são amplamente aplicados nos mais diversos campos da eletroquímica, de tal modo que as inovações referentes a esse material ganham destaque no meio científico. Pensando nisso, a fim de obter um eletrodo descartável, versátil, ecologicamente correto e de baixo custo, foi proposta a síntese de filmes grafíticos em escala micrométrica por meio da pirólise do Tolueno. O processo de síntese por Deposição Química a Vapor (CVD) aplicado neste trabalho é vantajoso pois não requerem utilização de catalisadores metálicos, substratos, vácuo, plasma ou fluxo de hidrogênio, sendo esses necessários quando se trata da síntese por CVD tradicional. Com o intuito de caracterizar as micro folhas de grafite como eletrodo de trabalho, foram realizadas caracterizações morfológicas e físico-química do material através de técnicas como: Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, Espectroscopia de Raios-X por Energia Dispersiva, Difração de Raios-X, Espectroscopia Raman e Ângulo de Contato (Θ = 95,69°). Para a caracterização mais aprofundada do ponto de vista eletroquímico, foi avaliado o comportamento eletroquímico na presença de diferentes sondas redox (Hexacianoferrato (III) e Hexamin Rutênio (III)), bem como seus comportamentos nos meios neutro, alcalino e ácido. Além disso, foi avaliada a área eletroativa do eletrodo de micro folhas de grafite, estimada em 0,083 cm2. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica foi realizada com o objetivo de avaliar a resistência a transferência de carga que o eletrodo oferece. Visando investigar a aplicabilidade do eletrodo de micro folhas de grafite na eletroanálise, foi realizada a detecção e quantificação de cafeína em diferentes tipos de bebidas comerciais. Os resultados obtidos apontam claramente que o eletrodo de folha de grafite, apresenta uma resposta linear em uma ampla faixa de concentração da cafeína (0,68-1477,26 µM), com R2 de 0,99. O limite de detecção (LOD) estimado em 0,68 µM, o que sugere maior sensibilidade e reprodutibilidade do que outros sensores convencionais, como Carbono Vítreo, Eletrodo de Diamante dopado com Boro, por exemplo. O eletrodo descartável de folhas de grafite com baixo custo foi aplicado com sucesso na determinação de cafeína em refrigerantes, energético e chá preto, apresentando sinais de corrente bem definidos na análise de amostras reais em presença de H2SO4 0,5M como eletrólito. Ao comparar as determinações eletroquímicas e medições de cromatografia líquida de alta eficiência observou-se ausência de valores discrepantes entre ambas as técnicas, com esses resultados é possível destacar o potencial uso desse sensor como ferramenta analítica, descartável, portátil, confiável, de baixo custo e alta eficiência para determinar cafeína em diferentes tipos amostrasDissertação Obtenção de formulações à base de surfactante aminado para captura de CO2(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-19) Azevedo, Paulo Henrique Alves de; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira Wanderley; Silva, Dennys Correia da; https://orcid.org/0000-0002-6280-7606; http://lattes.cnpq.br/8567051112814180; http://lattes.cnpq.br/4789528535524269; http://lattes.cnpq.br/1812158246601988; Fonseca, Jose Luis Cardozo; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; Gramatges, Aurora Pérez; https://orcid.org/0000-0001-5951-6130; http://lattes.cnpq.br/8556313208288263No mundo hodierno, há uma crescente preocupação com os problemas desencadeados pelas mudanças climáticas. O aquecimento global tem promovido consequências negativas em toda a superfície do globo terrestre, sendo o dióxido de carbono (CO2) rotulado como o principal responsável pela problemática supradita. A matriz energética ancorada nos combustíveis fósseis tem acarretado elevação sem precedentes nos níveis de CO2 na atmosfera. Em face disso, as tecnologias de Captura e Armazenamento de CO2 (CCS) têm despontado com a promessa de mitigar, a curto prazo, os níveis de CO2 acumulados no ar. A absorção tem sido a técnica mais empregada para capturar o CO2 em processos pós-combustão, em que os líquidos absorventes consagrados são as alcanolaminas, como MEA (metiletanolamina) e MDEA (dimetiletanolamina). Embora essas substâncias promovam a rápida absorção do CO2, a toxicidade, a instabilidade térmica, entre outros problemas operacionais, tem direcionado pesquisas em busca de novas formulações mais sustentáveis. Uma vez que o CO2 foi absorvido no líquido, pode ocorrer a mineralização, a qual consiste na reação de ânions carbonatos, oriundos do CO2, com cátions metálicos, como cálcio e magnésio, havendo formação de um sólido estável. Nesta pesquisa, foram desenvolvidas formulações base contendo água, óleo (petróleo) e surfactante aminado para captura de CO2 por absorção e mineralização em condições ambiente. Realizou-se um planejamento experimental usando o modelo de Planejamento de Composto Central (PCC) com o intuito de encontrar as condições otimizadas de concentração de óleo, concentração de surfactante e temperatura que promovessem a menor velocidade de desprendimento de CO2 após sua absorção. Sais (NaCl, CaCl2.2H2O, MgCl2.6H2O e K2SO4), aminoácido (lisina) e dissacarídeo (sacarose) foram adicionados às formulações a fim de investigar a influência na captura de carbono. A formulação salina (mimética da água produzida) foi utilizada para promover a mineralização do CO2 em carbonatos pelo ajuste de pH para valores básicos (8, 9, 10, 11 e 12), utilizando solução de NaOH 1 M, com e sem surfactante. Os precipitados obtidos foram tratados e caracterizados por MEV, DRX e FTIR. Os resultados apontaram a formação exclusiva de calcita. Nessa vereda, este trabalho traz a perspectiva de utilizar efluentes oleosos e salinos, como a água produzida, adicionados de surfactante, para captura do gás reiterado em processos industriais de combustão.Dissertação Síntese de bioaditivo à base de lignina para aplicação em cimentação de poços de petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-01) Carvalho, José Valderisso Alfredo de; Braga, Renata Martins; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; https://orcid.org/0000-0002-7979-5576; http://lattes.cnpq.br/5531387692306284; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Santiago, Rodrigo César; Costa, Bruno Leonardo de SenaA cimentação desempenha um papel fundamental na construção de poços petrolíferos, pois está diretamente ligada à sua integridade e durabilidade. Uma pasta utilizada para essa finalidade geralmente é composta por água, cimento e aditivos. Os aditivos são materiais essenciais para ajustar as propriedades físicas e químicas da pasta, tornando-a adequada para as condições peculiares de temperatura e pressão encontradas nos poços. Os aditivos podem ser derivados de compostos inorgânicos e naturais, sendo um deles a lignina, polímero presente nas biomassas lignocelulósicas. Ela apresenta baixo valor comercial, no entanto, ao ser submetida a processos de modificações estruturais, pode adquirir características excepcionais que a tornam altamente valiosa e propícia a diversas aplicações industriais. Dessa forma, esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um bioaditivo a partir da lignina do coco verde, via modificação oxidativa, para aplicação em pastas de cimentação de poços de petróleo. A lignina foi extraída por meio de pré-tratamento alcalino da biomassa do coco verde e sua modificação estrutural foi feita através do processo de oxidação. Após o processo de síntese, a lignina não modificada (LNM) e a lignina oxidada (LOX), foram caracterizadas por meio de potencial Zeta, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, Espectrofotometria UV e análise termogravimétrica (TGA/DTG). As ligninas foram validadas como aditivo retardador de pega, por meio de ensaio de tempo de espessamento, e a capacidade dispersante foi avaliada através do ensaio de reologia. O aditivo desenvolvido foi comparado a um aditivo comercial através de uma simulação de cimentação primária, em que as pastas foram avaliadas com testes de reologia, filtração estática e tempo de espessamento. Na caracterização, a abertura de anéis aromáticos e o aumento de carga de superfície foram confirmados na LOX. A LOX promoveu maior retardo de tempo de pega do que LNM. Uma dosagem de 0,5% de LOX resultou em um tempo de pega de mais de 2 h (50% a mais que a pasta referência), validando-a como aditivo retardador de pega. Além disso, a LOX apresentou efeito dispersante como propriedade secundária e contribui para a redução dos parâmetros reológicos das pastas de cimento. A aplicação tecnológica evidenciou que a LOX consegue modificar as propriedades das pastas cimentícias de maneira compatível a um aditivo retardador comercial. A sua aplicação em conjunto com os demais aditivos promoveu um pequeno aumento nos parâmetros reológicos das pastas e contribuiu para a redução do filtrado. Com relação ao tempo de espessamento, com apenas 0,1% de LOX foi possível atrasar o tempo de pega em 71 min (31%) a mais que a pasta referência. Esses resultados sugerem que a LOX é uma alternativa promissora de aditivo retardador, que além de beneficiar a indústria de petróleo e gás, contribui para agregar valor ao resíduo do coco verde.Dissertação Avaliação da produção de ficocianina a partir do cultivo mixotrófico de synechococcus nidulans utilizando água de viveiro de camarões e melaço de cana-de-açúcar(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-29) Araújo, Raíssa das Graças Pontes; Santos, Everaldo Silvino dos; Chagas, Bruna Maria Emerenciano das; http://lattes.cnpq.br/0892013738849363; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; http://lattes.cnpq.br/5530873081318309; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Nicodemo, Sinara Cybelle Turibio e SilvaA atividade de carcinicultura referente à criação de camarão é expressiva na região do Nordeste brasileiro. Para garantir o funcionamento das fazendas, um elevado montante de água é necessário e, em caso de descarte inadequado, pode gerar desequilíbrio ambiental. Outra atividade de destaque no país trata-se do cultivo de cana-de-açúcar, que gera diversos subprodutos. Um deles é o melaço, cujos índices de açúcar e nutrientes mostram-se bastante elevados. Por outro lado, o uso de microalgas para auxílio no tratamento de águas residuais atrelada ao processo de biorrefinaria vem ganhando destaque. Estudos mostram que o melaço de cana-de-açúcar pode ser utilizado como um suplemento de baixo custo e eficiente para meios de cultivo de microalga, oferecendo quantidades substanciais de carbono orgânico. O presente estudo buscou avaliar o potencial de reutilização da água do viveiro de produção de camarão orgânico para diluir o meio Zarrouk (50%, 60% e 70%) e o efeito da adição de melaço, comparando com o meio Zarrouk tradicional para cultivo da cianobactéria Synechococcus nidulans. Meios de cultivo de baixo custo podem possibilitar produção de microalgas em grandes escalas de forma otimizada. Ademais, se buscou extrair a ficocianina, um pigmento natural presente na Synechococcus, das biomassas obtidas. Os cultivos foram realizados em condições autotróficas e mixotróficas, com fotoperíodo de 12 horas claro/escuro a 25°C e com aeração mecânica de ar. Os cultivos com meio Zarrouk 70% SM (Sem Melaço) e CM (Com Melaço) apresentaram de forma geral os melhores resultados frente às demais condições, com concentrações de biomassa de 0,97 g.L-1 em ambos os ensaios, porém com resultados inferiores em relação ao Zarrouk tradicional. Constatou-se que a adição de melaço no meio não interferiu de modo significativo para favorecer maior produção de biomassa. A biomassa foi caracterizada quanto aos carboidratos, lipídios, proteína bruta e carotenoides. Os carboidratos foram favorecidos pela adição de melaço e o ensaio 70% CM alcançou o percentual máximo de 21,24 ± 3,49%, assim como o teor de lipídios, que apresentou os valores máximos de 1,80 ±0,69% (70% SM) e 6,60 ± 1,35% (70% CM). O teor de proteínas, por sua vez, não foi afetado, com valores máximos alcançados de 20,27 ± 3,52% (70% SM) e 19,37 ± 0,56% (70% SM). Quanto aos teores de carotenoides, observou-se um ligeiro aumento da concentração nos experimentos mixotróficos, com o maior valor de 40,70 ± 4,09 mg g-1 (60% CM). A produção de ficocianina também foi favorecida e extraída, com concentração de 1,49 ± 0,29 mg.mL-1 no ensaio 70% CM, com Pureza do Extrato de 0,29.Dissertação Produção e aplicação de agregados enzimáticos reticulados e magnéticos (CLEAs e mCLEAs) usando coquetéis celulolíticos comerciais para hidrólise de fibra de coco verde(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-28) Morais, Jéssica Renaly Fernandes; Santos, Everaldo Silvino dos; Rios, Nathalia Saraiva; https://orcid.org/0000-0002-5104-1123; http://lattes.cnpq.br/1800467263737484; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; http://lattes.cnpq.br/6908155610276156; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Gonçalves, Luciana Rocha Barros; Bezerra, Petrúcia Karine Santos de BritoAs enzimas são responsáveis pela catálise de reações importantes em processos biotecnológicos. No entanto, sua viabilidade industrial exige fácil manuseio, reutilização e estabilidade operacional, o que pode ser alcançado através de técnicas de imobilização. Entre elas, a estratégia dos agregados enzimáticos reticulados (CLEAs) se destaca, pois permite um contato direto e eficiente da enzima com o substrato, uma vez que elimina a necessidade de suportes sólidos convencionais. Além disso, o uso de suportes não porosos, como nanopartículas magnéticas, na formação de CLEAs magnéticos (mCLEAs) pode otimizar o processo de imobilização. Isso é particularmente vantajoso quando aplicado a enzimas industriais, como os coquetéis celulolíticos, que consistem em celulases capazes de hidrolisar celulose para produzir glicose, um precursor valioso para a fabricação de etanol. Neste quadro, considera-se a fibra de coco verde, um resíduo lignocelulósico gerado em grande escala após o consumo da água de coco, que representa cerca de 70% do total do fruto. A utilização de CLEAs e mCLEAs poderia transformar eficientemente esta biomassa em glicose, demonstrando uma aplicação prática significativa desta tecnologia no aproveitamento de resíduos e na produção de biocombustíveis. Este trabalho visou a produção de CLEAs e mCLEAs a partir de coquetéis celulolíticos comerciais (Celluclast 1.5L e Cellic CTec 2) para a hidrólise da fibra de coco verde pré-tratada, transformando um resíduo comum em glicose, um produto de valor agregado. Inicialmente, avaliou-se diferentes soluções de precipitação, como etanol, acetona e sulfato de amônio, utilizando glutaraldeído e nanopartículas magnéticas recobertas com aminopropiltrietoxisilano para a produção dos biocatalisadores. A adição da proteína albumina sérica bovina (BSA) também foi testada para melhorar a imobilização. Os biocatalisadores mostraram melhor rendimento com o etanol e acetona, destacando-se especialmente aqueles com acetona e BSA, que alcançaram as melhores atividades enzimáticas (287,27 ± 42,59 U/g para CMCase e 0,00 ± 0,00 U/g para FPase com o Celluclast 1.5L) e (425,37 ± 48,11 U/g para CMCase e 1,54 ± 1,10 U/g para FPase com o Cellic CTec 2). Para ampliar a aplicabilidade industrial, incorporaram-se nanopartículas magnéticas na etapa de precipitação, produzindo mCLEAs com excelente estabilidade térmica e atividades catalíticas elevadas. Notavelmente, o biocatalisador mCLEA-Celluclast-AC-BSA-GA 5 % mostrou atividade de 149,65 ± 2,65 U/g para CMCase e 5,30 ± 1,75 U/g para FPase, e manteve 58 % da sua atividade após 72 horas a 70 ºC. O biocatalisador mCLEA-Celluclast-AC-BSA-GA 2,5 % provou ser eficaz na hidrólise da fibra de coco e da celulose isolada, produzindo até 9,60 ± 0,57 g/L de glicose. A partir dos dados expostos, os CLEAs se mostram como uma alternativa para o uso eficiente de celulases na cadeia de etanol 2G.Dissertação Biodegradação de 2-metilnaftaleno e fenantreno por pseudomonas aeruginosa AP029-glviia na presença de dispersante industrial em meio aquoso(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-01) Freitas, Francisco Bruno Ferreira de; Santos, Everaldo Silvino dos; Rios, Nathalia Saraiva; https://orcid.org/0000-0002-5104-1123; http://lattes.cnpq.br/1800467263737484; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; https://orcid.org/0000-0003-2442-7730; http://lattes.cnpq.br/0324916369411357; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Magalhães, Emilianny Rafaely BatistaO petróleo se destaca como um dos percursores para a produção de materiais, combustíveis e até medicamentos. Sabendo dessa grande importância, processos de extração e refino são frequentes e devido a essa grande exploração, acidentes podem acontecer causando derramamentos em solos e oceanos. Por apresentar alta carcinogenicidade e aspectos mutagênicos, a presença de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), presentes na composição do petróleo, representam riscos para humanos e animais selvagens. Assim, no sentido de mitigar os problemas ambientais causados pelos HPAs em caso de derramamento, o uso de microrganismos para a biodegradação tem sido visto como potencial solução. Um fator que dificulta a decomposição microbiológica dos HPAs, é a hidrofobicidade das moléculas, com isso a indústria investe no desenvolvimento de dispersantes que reduzem a tensão superficial na interface hidrocarboneto/água. Nesse contexto, a literatura vem demonstrando as vantagens dos biossurfactantes (surfactantes de origem biológica) em relação aos surfactantes da indústria química. O presente estudo tem como objetivo principal avaliar a capacidade de biodegradação de 2-Metilnaftaleno e Fenantreno (hidrocarbonetos modelos de HPA’s) por Pseudomonas aeruginosa AP029-GLVIIA na presença de biossurfactante industrial. O biossurfactante cedido pela empresa Syensqo Oil & Gas Solutions foi caracterizado em termos de tensão superficial e índice de emulsificação (E%). Ensaios de biodegradação foram realizados variando-se a concentração dos hidrocarbonetos e do biossurfactante, durante 10 dias, monitorando-se o pH, crescimento bacteriano e a taxa de biodegradação, sendo também avaliado a degradação da mistura dos hidrocarbonetos. Os resultados demonstram que o biossurfactante industrial apresentou resultados de índice de emulsificação satisfatórios para o tolueno e óleo lubrificante, apresentando valores acima de 40 % para concentrações de NaCl adicionadas e em pequenas concentrações de biossurfactante, após 240 horas de cultivo. O biossurfactante além de agir como um dispersante, diminuindo a tensão superficial da interface hidrocarboneto/água, atuou como uma fonte de carbono para o crescimento para a Pseudomonas aeruginosa AP029-GLVIIA, favorecendo assim o seu maior crescimento. A bactéria foi capaz de degradar o fenantreno (FEN) e o 2-Metilnaftaleno (2-MN) obtendo valores de degradação de até 61,43 %, e 97,22% respectivamente, dentro das mesmas condições, apresentando a concentração de 17,69 g/L de biossurfactante. Observou-se também que o biossurfactante melhorou a taxa de biodegradação, sendo para o fenantreno a única variável que apresentou influência significativa na resposta estudada, enquanto para o 2-MN o modelo apresentou que todas as variáveis e suas interações são significativas ao modelo proposto. Além disso, o modelo desenvolvido a partir dos resultados da análise estatística conseguiu explicar 92,31% dos dados apresentados para a degradação do fenantreno e cerca de 98,0% para a biodegradação do 2-MN. A mistura dos dois hidrocarbonetos modelos estudados, apresentou taxa de degradação de 11,12% e 82,95% para o fenantreno e o 2-MN respectivamente. Os resultados mostraram que a biodegradação dos HPAs por Pseudomonas aeruginosa AP029- GLVIIA foi favorecida na presença do biossurfactante, tendo o 2-MN como hidrocarboneto de preferência.Dissertação Determinação de propriedades físico-químicas dos nades à base de açúcar, cloreto de colina e ácido cítrico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-08) Barbosa, Arthur Mathaus Varela; Courtial, Camila Gambini Pereira; Deus, Katherine Carrilho de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-2472-9755; http://lattes.cnpq.br/8055289812908100; http://lattes.cnpq.br/6941614988995489; Figueredo, Adolfo Lopes de; Padilha, Liana FrancoOs solventes eutéticos profundos (DES)s são conhecidos hoje como “solventes verdes”, apresentando propriedades atrativas para a indústria e atendendo as exigências atuais da Química Verde. Esses solventes são constituídos de um componente doador de ligações de hidrogênio (HBD) e outro componente receptor de ligações de hidrogênio (HBA). Uma classe importante dos DESs que tem ganhado destaque são os solventes eutéticos profundos naturais (NADES)s, provenientes de fontes naturais e de reações metabólicas fundamentais dos organismos vivos. Os NADESs possuem algumas caraterísticas desejáveis, como baixos índices de toxidez, biodegradabilidade e baixo custo, o que tem chamado a atenção dos pesquisadores para a utilização em extração líquido-líquido, eletroquímica e biocatálise. Neste estudo, foi estudado a síntese dos NADES formados por açúcares orgânicos (frutose, sacarose e glucose), ácido cítrico e cloreto de colina. Foram avaliadas as suas propriedades físico-químicas fundamentais, como: densidade, viscosidade e condutividade elétrica, em um intervalo de temperaturas entre 303 – 333 K. As propriedades de índice de refração e pH foram obtidas à 293 K e 1 atm. Essas propriedades também foram avaliadas e estudadas para dois NADESs à base de frutose e ácido cítrico com um álcool (etanol). A síntese de NADES foi realizada pelo método de aquecimento. A temperatura exerceu forte influência nas propriedades físico-químicas estudadas. O aumento da proporção molar de açúcar nos NADES resultou em um aumento nos valores de densidade, viscosidade e condutividade elétrica. O pH dos NADES, em geral, é baixo (<7), sendo a mistura ácido cítrico/cloreto de colina aquela que possui o menor valor. Os valores do índice de refração dos NADES variaram de acordo com as características de coloração de cada amostra.Dissertação Hidroesterificação de óleos de frituras em etanol supercrítico para produção de biodiesel(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-09) Medeiros, Marconi Ferreira de; Oliveira, Humberto Neves Maia de; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; http://lattes.cnpq.br/7828154276807553; Moriyama, André Luís Lopes; Azevêdo, Saulo Henrique Gomes deO uso de óleos de frituras apresenta características importantes para qualquer proposta que busque viabilidade econômica e seja ecologicamente favorável ao meio-ambiente para a produção de biodiesel. Economicamente, os óleos residuais são baratos por se tratarem de matérias-primas de baixa qualidade se comparados aos óleos comercializados atualmente no Brasil. Quanto ao aspecto ambiental, os óleos residuais decorrentes das atividades industriais ou domésticas descartados de forma incorreta no solo e nas fontes de águas apresentam problemas como a contaminação de grandes volumes de água potável e a obstrução de dutos (tubulações) de redes de esgotos das cidades. Estes problemas ocasionam grandes impactos econômicos nos tratamentos e recuperações destas fontes de água, na limpeza, substituição e desobstrução destes equipamentos de saneamento público. Diante destas constatações, foi proposto o desenvolvimento de uma rota reacional que pudesse utilizar matérias-primas de baixa qualidade como os óleos residuais de frituras. Reações de hidroesterificação contendo óleos de frituras, água em condição subcrítica e etanol supercrítico foram conduzidos em reator tubular de fluxo contínuo sob condições de temperaturas de 250, 290 e 310 ºC, tempos de residência de 15, 30 e 45 min e pressãode100bar. O meio reacional apresentou composição de óleo/etanol com razões molares de1/10e1/30 e percentuais mássicas de água de 10 e 30%. As condições reacionais com tempo residência de 45 minutos, razão molar de óleo/etanol de 1/30, percentual de água de10%,pressão de 100 bar e temperaturas de 310 °C e 330 °C, produziram as maiores taxas de conversão (rendimentos) da reação de hidroesterificação de 71,89%e 90,40%respectivamente.Dissertação Comportamento bidimensional da pluma de óleo e gás oriunda de um blowout na região da bacia potiguar(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-13) Souza, Bianca Felipe de; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; https://orcid.org/0000-0002-1594-6814; http://lattes.cnpq.br/7400460833577257; http://lattes.cnpq.br/4285491614766814; Jesus, Anderson Alles de; Oliveira, Jackson Araújo de; Chiavone Filho, Osvaldo; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655A modelagem matemática de vazamentos submarinos de petróleo contribui para a compreensão da migração do óleo, predição de áreas afetadas e proporciona base técnica para a escolha, desenvolvimento e aplicação de ações eficientes de contenção. Acidentes como o da plataforma Deepwater Horizon em 2010 evidenciam a importância de modelos seguros de monitoramento e predição. A precisão dos modelos matemáticos está intimamente ligada às informações de campo próximo e à incorporação de detalhes do ambiente, incluindo os processos que ocorrem imediatamente no local do vazamento e a dinâmica da pluma. O estudo de tais fatores é relevante para estimativas de resultados e aprimoramento de métodos de resposta, por exemplo, a aplicação submarina de dispersantes no ponto de vazamento. Em cenários de blowouts, fatores como a influência de correntes oceânicas, altas pressões e a interação com o ambiente submarino acarretam dificuldades na modelagem das ocorrências antes de sua observação na superfície. Nesse contexto, o presente trabalho visa aprimorar a compreensão dos processos envolvidos na modelagem de vazamentos submarinos, aplicando essa análise à Bacia Potiguar, no nordeste brasileiro. São aplicados conhecimentos recentes em modelagem de campo próximo para desenvolver um estudo de caso de uma pluma submarina de petróleo e gás simulando um cenário de blowout na região analisada, a fim de mapear variáveis como o tempo e distância esperados para a contaminação atingir a superfície, composições e distribuição de diâmetros das partículas através da pluma gerada. A metodologia emprega o modelo de código aberto Texas A&M Oil Spill Calculator (TAMOC), que utiliza abordagem lagrangiana para a modelagem integral das partículas de óleo e gás em plumas submarinas. Para uma profundidade de 1 km foram realizadas simulações para duas velocidades horizontais de correntes oceânicas (v1 = 0,09 m/s e v2 = 0,2 m/s). O tempo mínimo estimado para a contaminação atingir a superfície foi de 1,1 h para a velocidade 1, a uma distância horizontal de 414,47 m da fonte; e de 1,37 h para a velocidade 2 a aproximadamente 1 km de distância horizontal do ponto de origem. As partículas lançadas no instante t = 0 s, a depender de sua composição e tamanho, podem demorar a emergir até 13,4 h (aparecendo na superfície a 4,48 km da origem) para v1, e até 14,4 h (a 10,8 km da origem) para v2. O padrão de composições quando as partículas chegam à superfície prevê maiores frações de benzeno, tolueno e etilbenzeno em regiões mais próximas da fonte e maiores percentuais de n-heptano e n-decano em partículas que emergem por último. A diferença de velocidades horizontais do ambiente não impactam significativamente na composição, mas observou-se que os percentuais de massa perdidos ao longo da coluna d’água são mais expressivos para a velocidade de arraste maior. As partículas têm tamanhos desde 0,63 mm até 16,19 mm, apresentando distribuição com d50 = 5,873 mm. Os resultados permitem visualizar a magnitude esperada para variáveis críticas da pluma durante as primeiras horas após a ocorrência do blowout e influência da velocidade das correntes nestes parâmetros.Dissertação Produção de biodiesel por transesterificação supercrítica do óleo de gergelim em reator de fluxo contínuo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-11-04) Silva, Jonathan Nasper Bento da; Oliveira, Humberto Neves Maia de; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; http://lattes.cnpq.br/9449586760236296; Nascimento, André Ezequiel Gomes do; http://lattes.cnpq.br/7617753920843808; Azevêdo, Saulo Henrique Gomes deTendo em vista as condições ambientais no mundo atual, a demanda por fonte de energias renováveis tem aumentado cada vez mais devido à necessidade de reduzir a poluição gerada ao meio ambiente quando se utiliza os combustíveis fósseis. O biodiesel se destaca como uma destas novas fontes energéticas devido a sua grande variedade na matéria-prima que pode ser usada em sua produção e também pela sua biodegradabilidade. A semente do gergelim apresenta em sua composição um alto teor de óleo e seu cultivo é favorável em função do seu poder de adaptação a regiões de clima seco. Inicialmente utilizada na indústria alimentícia, a oleaginosa demonstra potencial como fonte natural na produção do biodiesel e este processo recebeu substancial incentivo por intermédio de benefícios fiscais na compra do biocombustível originado desta planta. A reação de transesterificação em condições supercríticas do óleo de gergelim surge como uma alternativa ao método mais comum de produção do biodiesel, a transesterificação catalítica, devido não haver a necessidade de se utilizar um catalisador na reação, acarretando uma simplificação e possível economia no processo. Este estudo utilizou óleo de gergelim e álcool etílico para produzir biodiesel em condições supercríticas. Foram determinadas as propriedades físico-químicas do óleo de gergelim, como: densidade, índice de acidez, teor de ácidos graxos, viscosidade e umidade. Nos ensaios foi utilizado um reator de fluxo contínuo de volume igual a 15 mL, a pressão do sistema foi mantida em 100 bar, variando a temperatura reacional na faixa de 310-390 °C, com tempo de residência de 15-45 min e a razão molar óleo:etanol de 1:30-1:50. A partir dos resultados obtidos na variação dos parâmetros operacionais foi realizada uma análise estatística a fim de verificar a influência no rendimento da reação. O melhor resultado obtido foi de 87,45%, na temperatura de 390 °C, tempo de residência de 45 min e razão molar óleo:etanol de 1:40. A análise estatística revelou uma maior influência da temperatura e do tempo de residência nos resultados.Dissertação Uso de Redes Neurais em Grafos na predição dos parâmetros de componentes puros da PC-SAFT: avaliação de pressão de vapor e densidade de componentes não-associáveis e associáveis(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-27) Lima, Wildson Bernardino de Brito; Santos, Everaldo Silvino dos; https://orcid.org/0000-0001-7384-1140; http://lattes.cnpq.br/4330639792072559; https://orcid.org/0000-0002-0189-6000; http://lattes.cnpq.br/2668063279598892; Chiavone Filho, Osvaldo; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; Cartaxo, Samuel Jorge Marques; Bezerra, Vanja Maria de FrançaA modelagem de propriedades termodinâmicas é essencial para permitir a avaliação e otimização de processos através de ferramentas de simulação. Nisso, as equações de estado tem demonstrado muita capacidade em modelar os mais diversos tipos de moléculas. A equação de estado Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT) é um dos modelos mais utilizados para esse fim, sendo capaz de modelar moléculas não-associativas, associativas, polares, e até mesmo espécies iônicas. Porém, para utilizar a PC-SAFT, um primeiro passo necessário é fazer a parametrização com dados experimentais, sendo os dados de densidade de líquido saturado e pressão de vapor pré-requisitos mínimos para garantir que a equação de estado produza resultados robustos numa aplicação, como predição do equilíbrio Líquido/Vapor e Líquido/Líquido. Dentro do contexto dos bioprocessos, há uma maior dificuldade em se obter esses dados experimentais devido às limitações tanto físicas quanto econômicas que as moléculas apresentam. Este é o caso dos líquidos iônicos e solventes eutéticos profundos que têm atraído atenção da comunidade científica em diversos processos, como a extração de proteínas. Esses compostos, porém, apresentam pressão de vapor negligenciáveis, isto sendo uma das propriedades que tornam eles tão atrativos. Os modelos de aprendizado de máquina por sua vez, apesar de serem inviáveis para modelar grande variedade de propriedades termodinâmicas, como as equações de estado o fazem, são muito robustos em encontrar padrões complexos que podem existir, por exemplo, entre moléculas e seus parâmetros de componente puro. Nesse contexto, no presente estudo foram desenvolvidos dois modelos de aprendizagem profunda do tipo Redes Neurais em Grafos para predizer os parâmetros de componentes puros da PC-SAFT, referentes ao hard-chain e à dispersão, a partir dos grafos das moléculas, dispensando a necessidade de dados experimentais. Os modelos demonstraram ótimo desempenho no conjunto de teste, formado por moléculas não-associativas, associativas e espécies iônicas. O Modelo 1 apresentou média de erro absoluto percentual de 10,96% e 25,94% em relação a densidade de líquido e vapor e pressão de vapor, respectivamente. O Modelo 2 teve melhor desempenho com 5,03% e 19,22% de densidade e pressão de vapor, respectivamente. O desempenho dos parâmetros previstos pelos modelos foi demonstrado nas moléculas de água, furfuranol, etanol, 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide e 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate. Também foi identificado a necessidade de predição de parâmetros relativos à associação e à polaridade do PC-SAFT, de forma a utilizar a equação de estado em sua potência máxima.