Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos

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Navegando Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos por Autor "Andrade, Laura Hadmam"

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    Avaliação do desempenho do processo de ultrafiltração aplicado a efluentes de lavanderia visando o reúso e sua viabilidade ambiental
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-31) Resende, Ingrid Daiane; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/9776371569591940; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; Andrade, Laura Hadmam; Mello, Marilia Carvalho de; Moravia, Wagner Guadagnin
    A maioria das atividades antrópicas dependem diretamente do uso da água, e o seu consumo tem aumentado cada vez mais, devido crescimento acelerado da população e das cidades. O reúso de águas cinzas claras, águas residuais domésticas oriundas de lavatório, banho e área de serviço, tem sido muito reconhecido devido serem efluentes de alto volume e fácil acesso. As águas cinzas de lavanderias podem ser domésticas ou industriais. Esses efluentes apresentam coloração mais clara e baixa concentração de poluentes quando comparados a outros efluentes domésticos. Sobretudo, estudos que envolvem águas cinzas de lavanderia têm relevância, pois estima-se que 10% de toda a água utilizada nas áreas urbanas são consumidas na lavagem de roupas. O reaproveitamento de efluentes de lavanderia é uma forma de mitigar a escassez hídrica e reduzir a poluição dos cursos d’água. Os Processos de Separação por Membranas (PSM) vêm se mostrando efetivos na aplicação desses efluentes, devido as membranas funcionarem como barreira seletiva para os compostos presentes em uma dada fração líquida. A Ultrafiltração (UF) tem se apresentando eficiente na remoção de sólidos suspensos, turbidez e compostos orgânicos dos efluentes de lavanderia. A ferramenta de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) permite avaliar os potenciais impactos ambientais oriundos das diversas tecnologias de tratamento de efluentes. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e ambiental do processo de ultrafiltração quando aplicado à recuperação de águas cinzas de lavanderias doméstica e industrial, visando o seu reúso. Foram utilizadas membranas poliméricas de Fluoreto de Polivinilideno (PVDF) na conformação de fibras ocas acondicionadas em dois módulos de permeação na configuração casco tubo. As membranas foram caracterizadas pelo método de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e teste de rejeição a solutos. Os módulos foram acoplados ao sistema de UF com escoamento tangencial, sistema pressurizado e modo operacional com reciclo total. Eles foram caracterizados quanto a permeabilidade hidráulica e o fluxo limite. Os ensaios de permeação foram realizados com duas matrizes de efluentes: lavanderias doméstica e industrial. A alimentação e o permeado obtidos foram caracterizados físico-quimicamente para verificar a eficiência da UF na remoção de compostos, como matéria orgânica e materiais sólidos em geral. A viabilidade ambiental foi analisada pela ferramenta ACV com auxílio do software OpenLCA versão 1.10.3 e considerando três cenários: coagulação-floculação com reúso em lavagem de pisos (cenário 1), UF com reúso em lavagem de pisos (cenário 2) e UF com reúso na etapa de lavagem da própria lavanderia (cenário 3). Os ensaios de permeação com operação de 40 horas para cada uma das matrizes de efluentes apresentaram estabilidade do fluxo permeado. As caracterizações físico-químicas mostraram melhores remoções para os parâmetros: Turbidez (93,2% lavanderia doméstica e 92,7% lavanderia industrial), Demanda Química de Oxigênio (68,7% lavanderia doméstica e 62,6% lavanderia industrial), Sólidos Totais (45,3% lavanderia doméstica e 44,6% lavanderia industrial) e Sólidos Dissolvidos Totais (25,1% lavanderia doméstica e 39,1% lavanderia industrial). Para os parâmetros analisados, as matrizes apresentaram viabilidade quanto ao reúso não potável pela norma NBR 13.969/1997, exceto classe 1. A ACV indicou que o cenário 3 foi o mais viável ambientalmente reduzindo significativamente o consumo de água potável.
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    Beneficiamento do vinhoto através da eletrodiálise conjugada com nanofiltração visando a sustentabilidade técnica e ambiental
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-09-02) Duarte, Franciele Aparecida Plotásio; Moravia, Wagner Guadagnin; França Neta, Luzia Sergina de; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/4529899353788455; http://lattes.cnpq.br/2680316250053777; Moravia, Wagner Guadagnin; França Neta, Luzia Sergina de; Andrade, Laura Hadmam; Rezende, Patrícia Sueli de
    As indústrias sucroalcooleiras no Brasil possuem grande importância econômica, social e ambiental, sendo responsável pela maior parte da ocupação no meio rural e produção de energia renovável e limpa. Apesar da contribuição para o crescimento socioeconômico com geração de empregos e riquezas, este setor também se destaca pelo seu alto potencial poluidor. O vinhoto, rejeito líquido gerado em grande quantidade no processo de destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado para obtenção de etanol, pode desencadear uma série de impactos ao meio ambiente quando gerenciado de forma incorreta, pois este efluente apresenta elevada carga orgânica, baixo pH, alta corrosividade e elevados teores de potássio. Uma das alternativas que tem sido mais utilizada pelas usinas, como forma de disposição final do efluente, é a fertirrigação, a qual o vinhoto é bombeado ou transportado por canais e aspergido sobre os canaviais. Porém a aplicação de vinhoto em solo agrícola foi limitada por meio de normas, devido este efluente conter altas concentrações de potássio, o que pode favorecer a formação de complexos químicos com carga neutra que são facilmente lixiviados. O complexo formado entre o K+ e o NO3- é preocupante do ponto de vista ambiental porque o nitrato é um grande poluente das águas. Diante disto, o presente estudo visa o beneficiamento do vinhoto de tal forma a extrair o seu potencial, contribuindo para a ecoeficiência da cadeia produtiva do etanol. Com a ideia de reutilização de recursos em um conceito de ciclo fechado que é conduzida pelo princípio da "economia circular", onde as aplicações de novas técnicas e melhores práticas ajudam a reduzir a geração de resíduos, impulsionar a reciclagem e reduzir o uso de insumos virgens, trazendo ainda mais sustentabilidade. Com isto será empregada no beneficiamento proposto, a eletrodiálise para a diluição do potássio presente no vinhoto, adequando o efluente para a fertirrigação. O concentrado catódico da eletrodiálise será submetido à nanofiltração, permitindo, ao mesmo tempo, recondicionar a solução de eletrólito e gerar uma solução rica em potássio, podendo servir de insumo para a indústria de fertilizantes. Para obter uma maior eficiência no beneficiamento do vinhoto serão determinadas as condições operacionais ótimas dos processos envolvidos através da técnica de planejamento de experimentos. A otimização das condições operacionais será realizada em duas etapas: através de uma fase exploratória empregando planejamento fatorial para a investigação dos efeitos dos fatores do processo de forma a identificar sua significância; e em seguida por análise comparativa, onde serão determinados os valores críticos das condições dos fatores envolvidos em função da variável resposta de interesse. Ainda, os processos serão investigados fim de propor, de forma consciente, parâmetros técnico-operacionais necessários à aplicação das técnicas estudadas. Espera-se que os resultados desta pesquisa forneçam subsídios para uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem ao longo dos processos estudados e que sirvam de subsídio técnico para aplicações de beneficiamento do vinhoto.