EQA - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
URI permanente desta comunidadehttps://rihomolog.furg.br/handle/1/8436
Navegar
6 resultados
Resultados da Pesquisa
- ItemAvaliação de diferentes técnicas para a superação da dormência de sementes de cornichão (Lotus corniculatus L.) em leito fluidizado(2023) Barros, Lillian Medeiros; Felipe, Carlos André Severo; Almeida, André Ricardo Felkl deO uso de leguminosas forrageiras ou gramíneas em sistemas agropastoris proporciona uma série de vantagens tais como, o aumento da fertilidade do solo, maior rendimento agrícola e qualidade da forragem. Uma das sementes mais utilizadas na região sul do Brasil é a semente de cornichão (Lotus corniculatus L.), uma leguminosa que possui alto potencial forrageiro. Todavia, esta semente apresenta um mecanismo de defesa denominado dormência, fenômeno que impede ou retarda a germinação, mesmo estando viável e mantida em condições favoráveis. Recentemente a radiação ultravioleta (UV) vem sendo utilizada como objeto de estudo para processos de modificação de superfície de sementes. As análises indicam que a radiação e sua intensidade afetam os processos fisiológicos da semente, influenciando no desenvolvimento e crescimento das plantas, apresentando-se como um possível método para a superação da dormência. Outra forma de promover a quebra de dormência é a reumidificação das sementes, que tem apresentado indícios de contribuir para a quebra de dormência de sementes de cornichão. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi analisar individualmente e em conjunto, duas metodologias para a superação da dormência de sementes de cornichão: o tratamento com radiação UV e a reumidificação das sementes. Sementes secas e/ou previamente umidificadas foram submetidas à fluidização, com ou sem a ação de uma fonte de radiação UV e também inicialmente apenas irradiadas. Quanto à qualidade fisiológica das sementes secas, os melhores resultados alcançados foram da combinação reumidificação seguida da secagem, na comparação com as outras situações avaliadas. A análise da modificação da superfície da semente resultante da incidência de radiação UV foi realizada através do ângulo de contato com água (WCA), onde as sementes tratadas resultaram em ângulos de contato significativamente inferiores à testemunha. Os resultados indicaram que a modificação superficial causada pela radiação UV promoveu importantes melhoras nos índices agronômicos considerados, mostrando que a técnica tem potencial de utilização na quebra de dormência física de sementes. Além disso o leito fluidizado fotoquímico se mostrou viável, como uma forma de realizar o procedimento de escarificação em maior escala.
- ItemModificação superficial de microplásticos em leito fotoquímico: um potencial adsorvente multielementar(2024) Roldão, Caroline Pereira; Felipe, Carlos Alberto Severo; Kessler, Felipe; Mortola, Vanessa BongalhardoA problemática do descarte inadequado de plásticos, que representa uma ameaça ambiental crescente, deve-se à durabilidade desses materiais. Uma solução inovadora para enfrentar esse desafio é a modificação superficial dos plásticos, tornando-os capazes de reter cátions que podem ser encontrados em ambientes poluídos. Essa abordagem não apenas contribui para redução da poluição, mas também abre caminho para aplicações mais sustentáveis, promovendo uma gestão mais responsável desta classe de resíduos. O objetivo deste estudo consistiu em alterar a superfície de partículas de polietileno de alta densidade (PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD) empregando radiação UV, e avaliar o potencial destes polímeros modificados na capacidade de retenção de íons metálicos presentes em soluções aquosas previamente preparadas. Esse processo foi conduzido mediante a utilização de um leito fluidizado fotoquímico, no qual partículas de PEBD e PEAD de diâmetro médio na faixa de 3 a 4 mm, foram submetidas ao tratamento superficial. O processo de fotofuncionalização foi realizado mediante o emprego de uma fonte de radiação UV, uma lâmpada de mercúrio de média pressão, posicionada no topo da coluna, com as partículas mantidas sob fluidização com ar atmosférico por até 120 minutos. Após a exposição à radiação UV, amostras das partículas tratadas foram mergulhadas em soluções aquosas compostas pelos íons Al+3, K+1, Ca+2, Mn+2 , Cr+3, Cu+2, Ag+1, Cd+2, Sn+2, Pb+2 e Ba+2, em concentrações de 1 mol/L. Estes experimentos foram conduzidos por um período de 60 minutos, com as soluções mantidas a aproximadamente 23ºC, sob agitação magnética intensa. Amostras de partículas modificadas no leito fotoquímico foram analisadas através da técnica de ângulo de contato com água (WCA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho por Transformada de Fourier com Reflectância Total Atenuada (FTIR), enquanto amostras pós contato com as soluções metálicas, foram analisadas empregando as técnicas de FTIR e de Fluorescência de raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF). A análise de FTIR identificou o enxerto de grupos funcionais como hidroxilas e carbonilas, assim como permitiu verificar, após o contato com as soluções metálicas, a interação polímero-metal, com o desaparecimento das vibrações destes grupos. Foi verificado o surgimento de defeitos na superfície das amostras dos polímeros a partir de aproximadamente 60 minutos de exposição à radiação ultravioleta. A redução dos ângulos de contato (WCA) evidenciou as alterações superficiais. No caso do PEAD, observou-se uma diminuição do ângulo de contato de 92º para 65º após o tratamento. Quanto ao PEBD, os ângulos de contato diminuíram de 99º para 75º. Através da técnica de EDXRF observou-se que o PEAD tratado com radiação UV demonstrou capacidade de retenção para íons de cálcio, manganês e prata. Além disso, observou-se que o PEBD também exibiu potencial de retenção, tendo sido capaz de reter íons de cálcio, manganês, prata, cobre e bário. Os resultados indicam que, entre os polímeros estudados e após a modificação por radiação ultravioleta, o PEAD demonstrou seletividade superior aos metais. A aplicação de radiação ultravioleta constitui uma abordagem promissora para a modificação da superfície de polímeros, visando conferir novas propriedades e aplicações a estes materiais.
- ItemTratamento de sementes de trevo branco com radiação UV em leito fluidizado fotoquímico(2023) Barbosa, Ana Paula Michels; Felipe, Carlos Alberto Severo; Kessler, FelipeO propósito da modificação da superfície das sementes é o de proporcionar melhor desempenho agronômico da cultura a partir de alterações na propriedade molhabilidade do tegumento, como resultado da incorporação de grupos hidroxila, carbonila e oxigenados na estrutura superficial. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de modificação da superfície de sementes de trevo branco com radiação ultravioleta (UV) em um leito fluidizado fotoquímico. As mudanças foram constatadas nos espectros FTIR-ATR realizados, tendo como resultado da incorporação destes grupos, a diminuição do ângulo de contato com a água (WCA) e o tempo de adsorção total da água pela semente. A análise de WCA foi repetida após 6 meses e a diminuição do ângulo de contato com a água se manteve, indicando a manutenção das mudanças ocorridas. Em relação ao Teste de Germinação, as sementes de trevo branco testemunha apresentaram índices acima de 90%, não apresentando de forma marcante a característica da dormência. As sementes submetidas ao tratamento com radiação não indicaram aumento significativo neste teste, mantendo-se em torno de 90%. Os resultados encontrados deste teste demonstraram que a radiação UV não comprometeu a fisiologia das sementes. Por sua vez, foi possível observar as mudanças na superfície da semente e um aumento na molhabilidade, tendo assim uma umidificação mais eficiente das sementes. Por outro lado, o Teste de Vigor apontou mudança em relação à testemunha indicando uma germinação mais rápida da cultura, o que é benéfico quanto ao desempenho na sua produção. Ao utilizar o tratamento em maior escala, seria possível realizar a aplicação da radiação em um número muito maior de sementes simultaneamente, de forma prática e homogênea. Além disso, abre-se a possibilidade de incorporar outros tipos de tratamento devido ao aumento da característica de hidrofilicidade da superfície das sementes ao se utilizar a radiação UV.
- ItemModificação da superfície de sementes aplicando radiação UV em leito fluidizado(2020) Moreira, Márcia Inês Rodrigues; Felipe, Carlos Alberto Severo; Kessler, FelipeO objetivo deste trabalho foi estudar o processo de modificação da superfície de sementes de trevo persa e trevo vesiculoso, por meio da aplicação de radiação ultravioleta (UV) em leito fluidizado (LF). O propósito do tratamento foi o de contribuir para a melhora da qualidade fisiológica das sementes. Esta melhora foi verificada pelo aumento dos índices de germinação e a quebra de dormência. Na foto-modificação da superfície de um material com radiação ultravioleta ocorrem processos químicos foto-induzidos em que apenas a superfície é modificada. As mudanças na superfície das sementes foram confirmadas pela significativa redução no ângulo de contato entre a água e a superfície das sementes, através de análise WCA. Os ângulos de contato passaram de 114° para 80° para o trevo persa, e de 126,5° a 80° para as sementes de trevo vesiculoso. Nos dois casos as sementes após o tratamento se tornaram hidrofílicas. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontaram visíveis modificações na superfície das sementes após o tratamento com radiação UV, com o surgimento de fissuras e a redução da presença de grânulos superficiais. Estas novas características explicaram a melhor interação da água com a superfície dos sólidos. Com respeito ao teste padrão de germinação realizado com sementes não tratadas e sementes tratadas, houve um significativo aumento da germinação dos dois tipos de trevo: o trevo persa apresentou variação no percentual de germinação, que passou de 38 % para 64%, e o vesiculoso de 45,5% a 70%. Estes resultados apontaram dois fatos, o primeiro foi que a radiação UV não comprometeu a fisiologia do material, e o outro que o tratamento promoveu a quebra de dormência das sementes, uma característica destas espécies de leguminosas forrageiras. O aumento nos índices de germinação indica que a maior molhabilidade da superfície das sementes determinou a umidificação das sementes por água mais eficiente. Grupos funcionais hidrofílicos enxertados na superfície das sementes implicaram em uma adsorção mais rápida da água, sendo esta uma vantagem no posterior plantio da espécie vegetal. Promover tal tratamento em um equipamento de maior escala, o LF abre a possibilidade de realizar a aplicação da radiação em uma grande quantidade de sementes simultaneamente, pois a fluidodinâmica das partículas oferece a possibilidade do tratamento superficial do material por radiação UV de forma prática e homogênea.
- ItemAnálise experimental e simulação da secagem de sementes de trevo vesiculoso em secador tipo leito fluidizado.(2020) Bresolin, Sabrina; Lopes, Toni Jefferson; Almeida, André Ricardo Felkl de; Felipe, Carlos Alberto SeveroAs espécies forrageiras desempenham um papel importante na atividade pecuária, representando o maior recurso utilizado para a produção de bovinos de corte. Neste sentido, há a necessidade cada vez maior do uso de espécies adaptadas em diferentes condições de clima e solo. O trevo vesiculoso (Trifolium vesiculosum) é uma leguminosa forrageira que se destaca por sua versatilidade de adaptação e resistência ao frio, elevado valor nutritivo e produção de forragem. As sementes de trevo devem apresentar padrão de qualidade similar ao exigido para sementes e faz-se necessária uma fase de beneficiamento adequada. Nas etapas de beneficiamento, a secagem é considerada a etapa limitante devido ao fato de a mesma envolver a remoção da umidade das sementes através da transferência simultânea de calor e de massa. Nesse sentido, a secagem tem em sua essência a finalidade de assegurar a conservação do produto por meio da redução da sua atividade de água. Nos materiais orgânicos, como é o caso do trevo vesiculoso, a redução no teor de água livre deve ser efetuada de forma eficiente para inibir o desenvolvimento microbiano. O emprego de um secador de leito fluidizado para a secagem de sementes está relacionado com eficiente contato entre o material e o fluido, proporcionando altas taxas de transferência de calor e de massa, bem como redução no tempo de secagem pela rapidez na remoção de umidade. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo estudar o processo de secagem de sementes de trevo vesiculoso em leito fluidizado. Foram utilizadas neste estudo sementes de trevo vesiculoso (Trifolium vesiculosum), que foram devidamente caracterizadas quanto suas dimensões, massa específica, porosidade, umidades iniciais e isotermas de dessorção. Além disso, as sementes passaram por um processo de reumidificação, aumentando sua umidade inicial para aplicação em ensaios de secagens e isotermas. O estudo da cinética de secagem foi realizado em secador de leito fluidizado com geometria retangular. A análise da fluidodinâmica do sistema foi realizada para a determinação das condições operacionais do equipamento. A partir dos resultados, os experimentos de secagem foram conduzidos nas temperaturas de 40, 50 e 60°C e velocidades do ar de 10, 20 e 30% acima da velocidade de mínima fluidização. A esses dados foram ajustados os modelos cinéticos da Lei de Fick, Page, Henderson e Midilli para a estimativa de parâmetros da secagem. Outro tipo de estudo realizado foi a simulação dos dados experimentais de secagem através de um modelo global dos fenômenos da transferência de calor e da massa. Os resultados do estudo de secagem ficaram na faixa de 7 a 8 % em relação a umidade final em base úmida. No que se refere a germinação os valores encontrados ficaram na ordem de 75 a 78 % para as amostras secas artificialmente. Para estas duas respostas, a temperatura foi a variável de maior influência. O estudo da simulação apresentou- se eficaz para a secagem das sementes de trevo em leito fluidizado, onde concluiu-se que o Kp cresce com o aumento da temperatura e velocidade do ar de secagem.
- ItemEstudo da transferência de calor em leito fluidizado: análise numérica e experimental(2015) Luz, Nathalia Camacho; Rosa, Cezar Augusto daO leito fluidizado está presente na maioria das indústrias devido a sua multifuncionalidade, portanto o entendimento dos fenômenos complexos que ocorrem durante a operação desse equipamento, como a transferência de calor, é de fundamental importância para o aperfeiçoamento do mesmo. Dentro desse contexto, a transferência de calor em leito fluidizado foi abordada através de análises experimentais e numéricas. As análises experimentais permitiram a avaliação da influência de parâmetros, como velocidade e temperatura do gás de entrada, na transferência de calor do sistema, além de fornecerem dados úteis para as análises numéricas, análises essas que foram realizadas com os objetivos de validar e ajustar modelos térmicos permitindo, assim, uma boa previsão da transferência de calor do sistema e a otimização do leito fluidizado desde seu projeto. Nos ensaios experimentais foram coletados dados de temperatura através de termopares localizados esquematicamente na coluna de leito fluidizado. Tais termopares, juntamente com transdutores utilizados na calibração da placa de orifício e obtenção de dados da queda de pressão do leito, estavam conectados a um sistema de aquisição de dados que permitiu, através do software LabVIEW 8.5, a coleta das informações de temperatura e pressão. Os dados de temperatura e velocidade mostram que ambos os parâmetros tem influência no equilíbrio térmico do sistema, sendo que a velocidade tem influência mais significativa, o que já era esperado visto que o coeficiente térmico é proporcional ao número de Reynolds. As análises numéricas foram resolvidas no software Fluent 14.5 com base na técnica CFD com abordagem Euleriana. Foram simuladas as condições operacionais dos experimentos realizados nesse trabalho e também das condições operacionais dos experimentos de Rizzi (2008). Três modelos térmicos convectivos, de Gunn (1978), Li e Mason (2000) e Palancz (1982) e dois condutivos, Hsiau e Hunt (1993) e Kuipers et al. (1992) foram avaliados. As análises numéricas mostraram que os modelos condutivos não têm influência significativa no perfil de temperatura do leito quando comparado aos convectivos, dentre esses o que apresentou melhor comportamento, apesar de superestimar o coeficiente de transferência de calor, foi o de Gunn (1978). Portanto esse modelo foi ajustado a fim de melhor sua previsão, para isso foram simulados três ajustes onde apenas um apresentou resultados próximos aos experimentais.