TCC - Engenharia Química

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ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia Química

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Simulação de um processo de produção de etanol de segunda geração a partir do bagaço de cana-de-açúcar de El Salvador
(2026-07-28) Alvarenga Vásquez, Pablo Antonio
O aumento da demanda energética mundial e a necessidade de reduzir a dependência dos combustíveis fósseis têm impulsionado o desenvolvimento de fontes alternativas e renováveis de energia, entre elas os biocombustíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a capacidade teórica de produção de etanol de segunda geração em El Salvador a partir do bagaço de cana-de-açúcar gerado pela indústria açucareira local. Para isso, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a produção açucareira salvadorenha, os processos convencionais de obtenção de etanol e as principais tecnologias empregadas na conversão de biomassa lignocelulósica em bioetanol. A metodologia adotada baseou-se na modelagem e simulação de uma planta integrada de produção de etanol de primeira e segunda geração utilizando o software Aspen Plus® V14. O processo considerou etapas de pré-tratamento por explosão a vapor, hidrólise enzimática do bagaço, fermentação alcoólica e destilação do etanol, utilizando o modelo termodinâmico Non-Random Two-Liquid (NRTL) associado à equação de estado Soave-Redlich-Kwong (SRK). A simulação foi desenvolvida com dados médios da produção açucareira de El Salvador, especificamente da central Chaparrastique, considerando a integração do hidrolisado de glicose ao processo convencional de fermentação. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade teórica da incorporação do etanol 2G na cadeia produtiva da indústria açucareira salvadorenha, permitindo o aproveitamento do bagaço da cana-de-açúcar como matéria-prima para obtenção de açúcares fermentescíveis e posterior produção de etanol. Além disso, a modelagem permitiu representar adequadamente as principais operações unitárias do processo industrial, bem como estimar parâmetros operacionais coerentes com os valores encontrados na literatura. O estudo contribui como referência teórica para futuras pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de biocombustíveis e aproveitamento de biomassa, assim como uma proposta à diversificação da matriz energética em El Salvador. Resumen El aumento de la demanda energética mundial y la necesidad de reducir la dependencia de los combustibles fósiles han impulsado el desarrollo de fuentes alternativas y renovables de energía, entre ellas los biocombustibles. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo estudiar la capacidad teórica de producción de etanol de segunda generación en El Salvador a partir del bagazo de caña de azúcar generado por la industria azucarera local. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica sobre la producción azucarera salvadoreña, los procesos convencionales de obtención de etanol y las principales tecnologías empleadas en la conversión de biomasa lignocelulósica en bioetanol. La metodología adoptada se basó en la modelación y simulación de una planta integrada de producción de etanol de primera y segunda generación utilizando el software Aspen Plus® V14. El proceso consideró etapas de pretratamiento por explosión de vapor, hidrólisis enzimática del bagazo, fermentación alcohólica y destilación del etanol, utilizando el modelo termodinámico Non-Random Two-Liquid (NRTL) asociado a la ecuación de estado SoaveRedlich-Kwong (SRK). La simulación fue desarrollada con datos promedio de producción de la industria azucarera salvadoreña, específicamente del ingenio Chaparrastique, considerando la integración del hidrolizado de glucosa al proceso convencional de fermentación. Los resultados obtenidos mostraron la viabilidad teórica de incorporar el etanol 2G en la cadena productiva de la industria azucarera salvadoreña, permitiendo el aprovechamiento del bagazo de caña de azúcar como materia prima para la obtención de azúcares fermentables y posterior producción de etanol. Además, la modelación permitió representar adecuadamente las principales operaciones unitarias del proceso industrial, así como estimar parámetros operacionales coherentes con los valores reportados en la literatura. El estudio contribuye como referencia teórica para futuras investigaciones relacionadas con el desarrollo de biocombustibles y el aprovechamiento de la biomasa, así como una propuesta para la diversificación de la matriz energética en El Salvador.
Compostos bioativos de origem vegetal como alternativas naturais na conservação da carne suína: uma revisão sistemática
(2026-07-28) Acioly, Gustavo Vinicius Benatto
Este trabalho consiste em uma revisão sistemática da literatura sobre alternativas naturais para a conservação da carne suína, com ênfase no potencial de extratos vegetais como substitutos ou redutores do uso de conservantes sintéticos, especialmente nitritos e nitratos. Essa busca é motivada pelas preocupações relacionadas à possível formação de nitrosaminas, compostos associados a potenciais riscos à saúde, além da crescente demanda por produtos com rótulos mais naturais (clean label). O estudo teve como objetivo identificar e analisar os principais compostos bioativos vegetais investigados para aplicação em produtos cárneos suínos, destacando suas propriedades antioxidantes e antimicrobianas. A busca foi conduzida nas bases de dados Web of Science, ScienceDirect e PubMed, seguindo as diretrizes do protocolo PRISMA e critérios de inclusão e exclusão previamente estabelecidos, e os resultados foram organizados por meio de análise bibliométrica com apoio do software VOSviewer. A amostra final contemplou estudos experimentais que abordaram diferentes matrizes cárneas suínas, avaliando a aplicação de extratos vegetais, fontes naturais de nitrito, embalagens ativas e outras estratégias de conservação. Os resultados demonstraram que os compostos bioativos de origem vegetal, especialmente aqueles ricos em compostos fenólicos, apresentam potencial significativo para retardar a oxidação lipídica, preservar a cor, manter a qualidade sensorial e, em alguns casos, contribuir para a estabilidade microbiológica dos produtos. Entre os ingredientes mais promissores destacaram-se o extrato de semente de uva, o dente-de-leão e Bougainvillea spectabilis, por reunirem desempenho antioxidante consistente, boa aplicabilidade tecnológica e resultados favoráveis em produtos suínos processados. Conclui-se que os extratos vegetais representam alternativas promissoras para a conservação da carne suína e para a redução da dependência de conservantes sintéticos, embora sua aplicação em escala industrial ainda exija avanços relacionados à padronização, viabilidade econômica, segurança microbiológica e aceitação sensorial pelos consumidores. Resumen Este trabajo consiste en una revisión sistemática de la literatura sobre alternativas naturales para la conservación de la carne de cerdo, con énfasis en el potencial de los extractos vegetales como sustitutos o reductores del uso de conservantes sintéticos, especialmente nitritos y nitratos. Esta búsqueda está motivada por las preocupaciones relacionadas con la posible formación de nitrosaminas, compuestos asociados a potenciales riesgos para la salud, además de la creciente demanda de productos con etiquetas más naturales (clean label). El estudio tuvo como objetivo identificar y analizar los principales compuestos bioactivos vegetales investigados para su aplicación en productos cárnicos porcinos, destacando sus propiedades antioxidantes y antimicrobianas. La búsqueda se realizó en las bases de datos Web of Science, ScienceDirect y PubMed, siguiendo las directrices del protocolo PRISMA y criterios de inclusión y exclusión previamente establecidos, y los resultados fueron organizados mediante análisis bibliométrico con el apoyo del software VOSviewer. La muestra final incluyó estudios experimentales que abordaron diferentes matrices cárnicas porcinas, evaluando la aplicación de extractos vegetales, fuentes naturales de nitrito, envases activos y otras estrategias de conservación. Los resultados demostraron que los compuestos bioactivos de origen vegetal, especialmente aquellos ricos en compuestos fenólicos, presentan un potencial significativo para retardar la oxidación lipídica, preservar el color, mantener la calidad sensorial y, en algunos casos, contribuir a la estabilidad microbiológica de los productos. Entre los ingredientes más prometedores destacaron el extracto de semilla de uva, el diente de león y Bougainvillea spectabilis, por presentar un desempeño antioxidante consistente, buena aplicabilidad tecnológica y resultados favorables en productos porcinos procesados. Se concluye que los extractos vegetales representan alternativas prometedoras para la conservación de la carne de cerdo y para la reducción de la dependencia de conservantes sintéticos, aunque su aplicación a escala industrial aún requiere avances relacionados con la estandarización, la viabilidad económica, la seguridad microbiológica y la aceptación sensorial por parte de los consumidores.
Produção de amônia de baixo carbono para fertilizante via Chemical Looping
(2026-07-28) Gubiani, Leonardo Andre ; Oliveira, Lucas de
A produção de amônia é fundamental para a fabricação de fertilizantes nitrogenados, mas sua rota convencional, o processo Haber-Bosch, depende majoritariamente de hidrogênio obtido de fontes fósseis, especialmente o gás natural, resultando em elevadas emissões de CO2 e em forte dependência energética e geopolítica, cenário agravado pela posição do Brasil como maior importador mundial de fertilizantes. Diante disso, este trabalho investigou a viabilidade técnica e energética do processo Three Reactor Chemical Looping (TRCL) como rota alternativa e de baixo carbono para a produção de amônia destinada a fertilizantes, utilizando biogás como matéria-prima. A metodologia baseou-se na modelagem e simulação do processo no software Aspen Plus v.14®, empregando reatores de equilíbrio químico (RGibbs), um Fuel Reactor, um Steam Reactor e dois Air Reactors, com transportador de oxigênio à base de óxido de ferro suportado em MgAl2O4 e modelo termodinâmico RKS-BM (Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias Modifications). A configuração proposta empregou dois reatores de ar para separar o fornecimento de nitrogênio da regeneração do transportador de oxigênio, além de um sistema simplificado de desidratação por trocadores de calor, tambores flash e compressores, para condicionar as correntes de H2 e N2 ao processo de Haber-Bosch. As condições operacionais foram otimizadas por meio de um algoritmo genético implementado em MATLAB, acoplado à simulação, visando à maximização da produção de hidrogênio e amônia. Os resultados mostraram ser possível obter correntes de hidrogênio e nitrogênio com pureza molar de 99,84% e 98,62%, respectivamente, adequadas à síntese de amônia, operando em temperaturas e pressões inferiores às reportadas na literatura, além de gerar uma corrente concentrada de CO2 (acima de 80% molar), o que reduz a necessidade de unidades complexas de captura de carbono. O rendimento global do processo foi de 53,09%, produzindo-se 0,5309 kmol/h de amônia por kmol de biogás. Os resultados indicam que a configuração TRCL simulada apresenta potencial como alternativa para a produção de amônia de baixo carbono. Entretanto, a confirmação de sua viabilidade técnica, energética e ambiental requer estudos adicionais que considerem aspectos cinéticos, econômicos, exergéticos e de ciclo de vida. Resumen La producción de amoníaco es fundamental para la fabricación de fertilizantes nitrogenados, pero su ruta convencional, el proceso Haber-Bosch, depende mayoritariamente de hidrógeno obtenido a partir de fuentes fósiles, especialmente gas natural, lo que resulta en elevadas emisiones de CO2 y en una fuerte dependencia energética y geopolítica, escenario agravado por la posición de Brasil como mayor importador mundial de fertilizantes. Ante esto, este trabajo investigó la viabilidad técnica y energética del proceso Three Reactor Chemical Looping (TRCL) como ruta alternativa y de bajo carbono para la producción de amoníaco destinado a fertilizantes, utilizando biogás como materia prima. La metodología se basó en el modelado y la simulación del proceso en el software Aspen Plus v.14®, empleando reactores de equilibrio químico (RGibbs), un Fuel Reactor, un Steam Reactor y dos Air Reactors, con un transportador de oxígeno a base de óxido de hierro soportado en MgAl2O4 y el modelo termodinámico RKS-BM (Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias Modifications). La configuración propuesta empleó dos reactores de aire para separar el suministro de nitrógeno de la regeneración del transportador de oxígeno, además de un sistema simplificado de deshidratación mediante intercambiadores de calor, tambores flash y compresores, para acondicionar las corrientes de H2 y N2 al proceso Haber-Bosch. Las condiciones operativas se optimizaron mediante un algoritmo genético implementado en MATLAB, acoplado a la simulación, con el objetivo de maximizar la producción de hidrógeno y amoníaco. Los resultados mostraron que es posible obtener corrientes de hidrógeno y nitrógeno con purezas molares de 99,84% y 98,62%, respectivamente, adecuadas para la síntesis de amoníaco, operando a temperaturas y presiones inferiores a las reportadas en la literatura, además de generar una corriente concentrada de CO2 (superior al 80% molar), lo que reduce la necesidad de unidades complejas de captura de carbono. El rendimiento global del proceso fue del 53,09%, produciéndose 0,5309 kmol/h de amoníaco por kmol de biogás. Los resultados indican que la configuración TRCL simulada presenta potencial como alternativa para la producción de amoníaco de bajo carbono. Sin embargo, la confirmación de su viabilidad técnica, energética y ambiental requiere estudios adicionales que consideren aspectos cinéticos, económicos, exergéticos y de ciclo de vida.
Determinação da concentração de cloro residual em água de abastecimento público pelo método colorimétrico com sulfato de n,n-dietil-p-fenilenodiamina e revisão da literatura sobre o tratamento com carvão ativado: estudo de caso em Foz do Iguaçu - PR
(2026-07-21) Porfirio, Tassius Nicholas Santos
A presença de cloro residual livre na água tratada pela estação de tratamento é essencial para a manutenção da qualidade microbiológica durante a distribuição. Entretanto, mesmo dentro dos padrões de potabilidade, as concentrações de cloro residual livre presente na água no ponto de consumo podem impactar negativamente suas características organolépticas, especialmente o sabor e o odor. Nesse contexto, este trabalho propõe a verificação da concentração de cloro residual livre da água de torneira proveniente de diversas regiões do município de Foz do Iguaçu, utilizando a metodologia baseada na reação colorimétrica com o Sulfato de N,N-Dietil-p-fenilenodiamina e análise por espectrofotometria Uv-Vis, e verificou-se que a concentração de cloro residual livre de todas as amostras analisadas estão dentro do intervalo estabelecida pela Portaria GM/MS nº 888/2021 do Ministério da Saúde. Além disso, foi avaliada a possível relação entre a concentração de cloro residual livre e a distância média de cada bairro selecionado para a análise até a estação de tratamento de água, e notou-se o decaimento de cloro residual livre para alguns bairros mais distantes da estação de tratamento de água. A partir dos resultados obtidos, foi revisada na literatura a possibilidade de aplicação de um sistema de tratamento domiciliar baseado no uso de carvão ativado a partir da biomassa de coco como o meio adsorvente para a redução de cloro residual livre e consequentemente melhoria das propriedades sensoriais da água destinada ao consumo humano. A proposta busca, além de promover uma destinação mais sustentável para os resíduos de coco, contribuir para a melhoria das características sensoriais da água fornecida à população, favorecendo uma maior confiança dos consumidores em relação ao consumo de água da torneira. Espera-se que o estudo contribua para o incentivo ao reaproveitamento de resíduos agroindustriais em aplicações voltadas ao tratamento de água e à valorização de soluções sustentáveis de baixo impacto ambiental. Resumen La presencia de cloro residual libre en el agua tratada por la planta de tratamiento de agua es esencial para mantener la calidad microbiológica durante su distribución. Sin embargo, incluso cuando las concentraciones de cloro residual libre cumplen con los estándares de potabilidad, pueden afectar negativamente las características organolépticas del agua en el punto de consumo, especialmente su sabor y olor. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo determinar la concentración de cloro residual libre en agua de grifo proveniente de diferentes regiones del municipio de Foz do Iguaçu, Brasil, utilizando una metodología basada en la reacción colorimétrica con sulfato de N,N-dietil-p-fenilendiamina (DPD) y análisis mediante espectrofotometría UV-Vis. Los resultados demostraron que las concentraciones de cloro residual libre de todas las muestras analizadas se encontraban dentro de los límites establecidos por la Ordenanza GM/MS n.º 888/2021 del Ministerio de Salud de Brasil. Además, se evaluó la posible relación entre la concentración de cloro residual libre y la distancia media de cada barrio seleccionado para el análisis hasta la planta de tratamiento de agua, observándose una disminución de la concentración de cloro residual libre en algunos barrios ubicados a mayor distancia de la planta. A partir de los resultados obtenidos, se realizó una revisión de la literatura sobre la posible aplicación de un sistema de tratamiento domiciliario basado en el uso de carbón activado obtenido a partir de biomasa de coco como material adsorbente para reducir el cloro residual libre y, en consecuencia, mejorar las propiedades sensoriales del agua destinada al consumo humano. La propuesta busca, además de promover un destino más sostenible para los residuos de coco, contribuir a la mejora de las características sensoriales del agua suministrada a la población, favoreciendo una mayor confianza de los consumidores en el consumo de agua del grifo. Se espera que este estudio contribuya a fomentar el aprovechamiento de residuos agroindustriales en aplicaciones orientadas al tratamiento de agua y a la valorización de soluciones sostenibles de bajo impacto ambiental.
Estudo da estabilidade dos fitocannabinóides THC e CBD da Cannabis sativa L. em diferentes óleos vegetais
(2026-07-15) Blanco Castañeda, Jeisson Brandway
Diante da crescente popularização da cannabis medicinal no tratamento de doenças psicológicas, neurodegenerativas e outras condições, bem como de suas propriedades antiinflamatórias e analgésicas, efeitos atribuídos principalmente à ação sinérgica dos fitocannabinóides na modulação de respostas inflamatórias e dolorosas, o estudo das diferentes formulações de produtos medicinais canábicos tem se tornado um campo de investigação de elevada relevância, com o objetivo de assegurar a eficácia e a segurança dos fitofármacos ao longo do tratamento. Nesse contexto, a formulação oral de cannabinóides dissolvidos em excipientes à base de óleos vegetais destaca-se como a principal via terapêutica utilizada. No entanto, a suscetibilidade de cannabinóides como o THC e o CBD a processos degradativos induzidos por fatores ambientais é amplamente documentada, ao passo que estudos de estabilidade de produtos canábicos formulados em matrizes oleosas são escassos. Com base no exposto, o presente trabalho propôs realizar um estudo de estabilidade de diversos fitofármacos formulados em diferentes excipientes oleosos de origem vegetal, avaliando o efeito de propriedades intrínsecas (como o tipo de excipiente, o uso de aditivos e a presença dos cannabinóides) bem como o impacto das condições de armazenamento (temperatura e luz) na degradação dos cannabinóides ao longo de 180 dias. A concentração dos cannabinóides foi monitorada quinzenalmente utilizando o método analítico de cromatografia líquida HPLC-DAD, previamente validado. Os resultados obtidos indicam que o óleo de milho, seguido pelo óleo de oliva extravirgem, constituem os melhores excipientes entre os estudados, promovendo maior estabilidade tanto para o THC quanto para o CBD. Em contrapartida, os triglicerídeos de cadeia média (TCM) apresentaram o pior desempenho, atingindo porcentagens de degradação total de até 99%. A luz foi a variável mais influente na degradação, independentemente da amostra analisada, promovendo as maiores taxas de degradação e as maiores perdas, tanto de THC quanto de CBD. A temperatura, por sua vez, exibiu comportamento menos uniforme em comparação à luz, observando-se, de modo geral, maior degradação do THC a 20 °C. A adição de antioxidantes não se mostrou tão eficaz quanto o esperado. Em relação à vitamina E, as taxas de degradação foram entre 2% e 11% menores para o CBD, e entre 3% e 22% menores para o THC, em comparação com as amostras sem o antioxidante. No óleo de gergelim, foram observadas porcentagens de degradação menores, de até 10%, nas amostras contendo BHA. Embora a adição de antioxidantes se mostre promissora, são necessários estudos adicionais para sua melhor caracterização e otimização.
Desenvolvimento de um módulo computacional para projeto e análise hidráulica de sistemas de tubulação
(2026-05-05) Barbosa, Igor Wilis Mauerberg
É comum à prática de engenharia o contato com sistemas, equipamentos e fenômenos de transporte de fluidos. Na prática, as formas mais comuns que estes sistemas assumem é em uma rede de tubulações e bombeamento. A forma mais comum de simular estes sistemas é com o uso de softwares comerciais. Infelizmente, estes programas não são de fácil acesso aos alunos de engenharia, uma vez que a maioria deles só possui licenças pagas. Portanto, com a finalidade de criar uma ferramenta didática, foi desenvolvido o Conduit Forge, um pacote computacional escrito na linguagem Python, capaz de simular diversos formatos e tipos de redes de tubulações e bombeamento. Visando a organização e legibilidade do código, o pacote foi desenvolvido usando a Programação Orientada a Objetos (POO). Esta metodologia tornou possível a implementação de métodos dunder, o que facilita e simplifica a interação do usuário com o modelo, contribuindo para a redução da curva de aprendizado. Todas as equações foram escritas como equações do SymPy, que é o pacote que desempenhou um papel fundamental ao longo do desenvolvimento deste trabalho. Dessa forma, o solver escolhido foi do tipo Newton-Raphson, já que esta é a opção mais eficiente oferecida como função do SymPy, além de também ser o solver usado em programas comerciais, como o PipeFlow Expert. A livraria Thermo foi escolhida como provedor de propriedades do fluido, por contar com uma vasta base de dados e diversas opções de equações de estado. Os sistemas de tubulação são representados por gráficos direcionados, implementados usando a livraria NetworkX, que é um poderoso pacote de criação, analise e exploração de gráficos direcionados. O gerenciamento da posição dos componentes no espaço foi automatizado com métodos internos a cada um dos diferentes componentes, o que contribui para a organização do código, e previne erros por parte dos usuários. Para validar o módulo desenvolvido, foram selecionados alguns exercícios de livros de mecânica dos fluidos e hidráulica que se encaixavam no escopo deste trabalho. Estes exercícios foram resolvidos tanto com o Conduit Forge quanto com o PipeFlow Expert, a fim de comparar os resultados calculados por ambos os softwares. Os resultados se demonstram satisfatórios para os sistemas avaliados, com uma margem de erro em relação aos valores de referência por volta de 4%. Resumen En la práctica de la ingeniería, el contacto con sistemas, equipos y fenómenos de transporte de fluidos es común. En la práctica, las formas más comunes que adoptan estos sistemas son redes de tuberías y sistemas de bombeo. La forma más habitual de simular estos sistemas es mediante software comercial. Desafortunadamente, estos programas no son fácilmente accesibles para los estudiantes de ingeniería, ya que la mayoría solo ofrecen licencias de pago. Por lo tanto, con el fin de crear una herramienta didáctica, se desarrolló Conduit Forge, un paquete computacional escrito en Python, capaz de simular diversos formatos y tipos de redes de tuberías y bombeo. Con el objetivo de lograr una organización y legibilidad del código, el paquete se desarrolló utilizando Programación Orientada a Objetos (POO). Esta metodología permitió implementar métodos de dunder, lo que facilita y simplifica la interacción de los usuarios con el modelo, contribuyendo para una reducción de la curva de aprendizaje. Todas las ecuaciones se escribieron como ecuaciones de SymPy, un paquete que desempeñó un papel fundamental durante el desarrollo de este trabajo. Por lo tanto, el solucionador elegido fue del tipo Newton-Raphson, ya que es la opción más eficiente que ofrece SymPy y también se utiliza en programas comerciales como PipeFlow Expert. Se eligió la biblioteca Thermo como proveedor de propiedades de fluidos debido a su amplia base de datos y diversas opciones para ecuaciones de estado. Los sistemas de tuberías se representan mediante grafos dirigidos, implementados con la biblioteca NetworkX, un potente paquete para crear, analizar y explorar grafos dirigidos. La gestión del posicionamiento de los componentes en el espacio se automatizó mediante métodos internos para cada uno de los diferentes componentes, lo que contribuye a la organización del código y previene errores del usuario. Para validar el módulo desarrollado, se seleccionaron algunos ejercicios de libros de texto de mecánica de fluidos y hidráulica que se ajustaban al alcance de este trabajo. Estos ejercicios se resolvieron utilizando tanto Conduit Forge como PipeFlow Expert para comparar los resultados calculados por ambos programas. Los resultados son satisfactorios, para los sistemas evaluados, con un margen de error con los valores de referencia cerca de 4%.
Análise do potencial de destinação do lodo de piscicultura para diferentes aplicações a partir da sua composição
(2026-02-11) Jacomini, Ana Carolina; Loebel, Ana Julia Pimentel
A expansão da piscicultura no Brasil contribui com a produção de proteína e também com impactos ambientais, sendo um deles os lodos acumulados nos fundos dos viveiros, que devem ser removidos no final de cada ciclo produtivo para garantir a qualidade sanitária do ambiente aquático. A destinação desse resíduo sólido precisa estar alinhada ao Plano Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) e aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), para atender as questões sustentáveis pertinentes à produção aquícola. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade de reaproveitamento de lodo de piscicultura como material adsorvente, fertilizante e incorporação em cerâmica vermelha. O lodo in natura foi coletado de um tanque escavado usado para sistema intensivo de tilápia. Após preparação, por secagem, moagem e peneiramento, foram realizadas as análises de sólidos fixos e voláteis, análise elementar, Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raio X (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), limite de liquidez e plasticidade, índice de plasticidade e propriedades de valor agronômico. Os resultados indicaram elevada fração mineral, baixo teor de carbono total e morfologia pouco porosa. Portanto, dentre as proposições de destinação estudadas para uso como: a) material adsorvente apresenta baixa viabilidade, b) fertilizante é viável, e c) incorporação em cerâmica vermelha apresenta viabilidade moderada a alta, de acordo com as características necessárias do produto final. Resumen La expansión de la piscicultura en Brasil contribuye a la producción de proteína y también genera impactos ambientales, siendo uno de ellos los lodos acumulados en el fondo de los estanques, los cuales deben ser removidos al final de cada ciclo productivo para garantizar la calidad sanitaria del ambiente acuático. La disposición de este residuo sólido debe estar alineada con el Plan Nacional de Residuos Sólidos (PNRS) y con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), a fin de atender las cuestiones de sostenibilidad relacionadas con la producción acuícola. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo evaluar la viabilidad del reaprovechamiento del lodo de piscicultura como material adsorbente, fertilizante y como incorporación en cerámica roja. El lodo in natura fue recolectado de un estanque excavado utilizado en un sistema intensivo de cultivo de tilapia. Tras su preparación mediante secado, molienda y tamizado, se realizaron análisis de sólidos fijos y volátiles, análisis elemental, Espectroscopía de Energía Dispersiva de Rayos X (EDS), Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), límite de liquidez y plasticidad, índice de plasticidad y propiedades de valor agronómico. Los resultados indicaron una elevada fracción mineral, bajo contenido de carbono total y una morfología poco porosa. Por lo tanto, entre las propuestas de destino estudiadas, el uso como: a) material adsorbente presenta baja viabilidad, b) fertilizante es viable, y c) incorporación en cerámica roja presenta viabilidad moderada a alta, de acuerdo con las características requeridas del producto final.
Microfibras e nanocristais de celulose carboximetilada para purificação de biodiesel de óleo residual de cozinha
(2026-02-10) Jacques, Danitoucheka
A purificação da mistura de ésteres alquílicos por lavagem úmida é amplamente empregada devido à sua elevada eficiência na remoção de impurezas. Entretanto, esse método apresenta limitações relevantes, como maior tempo de processamento, aumento dos custos operacionais e geração expressiva de efluentes. Nesse contexto, este estudo investigou a viabilidade do uso de adsorventes à base de microfibras de palha de milho e nanocristais de celulose comerciais, ambos carboximetilados, na purificação de ésteres metílicos provenientes de óleo residual. As microfibras foram obtidas por secagem e moagem da palha de milho, seguidas de purificação por tratamento alcalino. Os ésteres metílicos utilizados foram produzidos por transesterificaçãometílica catalisada por NaOH, a partir de óleo de algodão residual de fritura coletado em estabelecimento comercial, empregando razão molar metanol/óleo de 6:1, concentração de metóxido de sódio de 0,6% em massa, temperatura de 60 °C, agitação de 400 rpm e tempo reacional de 60 minutos, resultando em rendimento de 82,10%. As análises por espectroscopia no infravermelho confirmaram a inserção de grupos carboxilato ( COO ) na superfície dos materiais modificados, indicando aumento da hidrofilicidade e evidenciando a efetividade da carboximetilação. O ensaio de intumescimento demonstrou elevada captação e retenção da fase aquosa pelos materiais modificados, reforçando sua afinidade com contaminantes polares. As microfibras carboximetiladas apresentaram morfologia mais porosa e maior acessibilidade aos sítios ativos, sugerindo maior eficiência na adsorção e remoção de impurezas, como ácidos graxos livres, glicerol e água. Os parâmetros avaliados índice de acidez, massa específica a 20 °C e viscosidade cinemática a 40 °C atenderam aos limites estabelecidos pela Agência Nacional do Petróleo (ANP). Observou-se uma redução média de 0,84% na densidade do éster metílico após a purificação com 0,70 g de adsorvente, indicando a possível adsorção de contaminantes pelos materiais sintetizados. Resumen La purificación de mezclas de ésteres alquílicos mediante lavado húmedo se emplea ampliamente debido a su alta eficiencia en la eliminación de impurezas. Sin embargo, este método presenta limitaciones importantes, como un mayor tiempo de procesamiento, el aumento de los costos operativos y la generación significativa de efluentes. En este contexto, este estudio evaluó la viabilidad del uso de adsorbentes a base de microfibras de paja de maíz y nanocristales de celulosa comerciales, ambos carboximetilados, para la purificación de ésteres metílicos provenientes de aceite residual. Las microfibras se obtuvieron mediante secado y molienda de la paja de maíz, seguidos de una purificación por tratamiento alcalino. Los ésteres metílicos se produjeron por transesterificación metílica catalizada por hidróxido de sodio, a partir de aceite residual de fritura de algodón recolectado en un establecimiento comercial, utilizando una relación molar metanol/aceite de 6:1, una concentración de metóxido de sodio del 0,6 % en masa, una temperatura de 60 °C, una agitación de 400 rpm y un tiempo de reacción de 60 minutos, lo que dio como resultado un rendimiento del 82,10 %. Los análisis por espectroscopía infrarroja confirmaron la incorporación de grupos carboxilato ( COO ) en la superficie de los materiales modificados, lo que indica un aumento de la hidrofilicidad y demuestra la efectividad del proceso de carboximetilación. Los ensayos de hinchamiento evidenciaron una elevada captación y retención de la fase acuosa por parte de los materiales modificados, reforzando su afinidad por contaminantes polares. Las microfibras carboximetiladas presentaron una morfología más porosa y una mayor accesibilidad a los sitios activos, lo que sugiere una mayor eficiencia en la adsorción y eliminación de impurezas como ácidos grasos libres, glicerol y agua. Los parámetros evaluados índice de acidez, densidad a 20 °C y viscosidad cinemática a 40 °C cumplieron con los límites establecidos por la Agencia Nacional del Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP). Se observó una reducción media del 0,84 % en la densidad del éster metílico tras la purificación con 0,70 g de adsorbente, lo que indica la posible adsorción de contaminantes por los materiales sintetizados.
Síntese e avaliação de membranas compósitas de acetato de celulose, obtidas a partir de resíduos de cigarros para separação de gases
(2026-01-20) Espínola Melo, Andresa Paola
Este estudo apresenta a síntese e a avaliação de membranas compósitas de acetato de celulose produzidas a partir de resíduos de cigarros, utilizando fibras dos filtros e tabaco como precursor do carvão ativado. As matérias-primas exibiram características adequadas: o tabaco apresentou morfologia lignocelulósica heterogênea, favorável ao processo de ativação química, enquanto o acetato de celulose e as fibras mostraram alta pureza. As cinco membranas obtidas pelo método NIPS formaram estruturas assimétricas típicas, compostas por skin layer densa e subcamada porosa, influenciadas pelo teor de fibras e carvão. As análises de FTIR e EDS confirmaram preservação química do polímero e ausência de contaminantes inorgânicos. Nos testes de separação gasosa, todas as membranas exibiram permeação preferencial de CO2, com redução da fração de CH4 no permeado, com seletividades aparentes entre 1,365 e 1,626. A composição contendo apenas acetato de celulose e fibras apresentou o melhor desempenho. Os resultados demonstram potencial técnico para a produção de membranas compósitas a partir de resíduos de cigarros. Resumen Este estudio presenta la síntesis y la evaluación de membranas compuestas de acetato de celulosa producidas a partir de residuos de cigarrillos, utilizando fibras de los filtros y tabaco como precursor del carbón activado. Las materias primas mostraron características adecuadas: el tabaco presentó una morfologia lignocelulósica heterogénea, favorable al proceso de activación química, mientras que el acetato de celulosa y las fibras exhibieron alta pureza. Las cinco membranas obtenidas mediante el método NIPS formaron estructuras asimétricas típicas, compuestas por una skin layer densa y una subcapa porosa, influenciadas por el contenido de fibras y carbón. Los análisis de FTIR y EDS confirmaron la preservación química del polímero y la ausencia de contaminantes inorgánicos. En las pruebas de separación de gases, todas las membranas mostraron permeación preferencial de CO,, con reducción de la fracción de CH, en el permeado y selectividades aparentes entre 1,365 y 1,626. La composición que contenía únicamente acetato de celulosa y fibras presentó el mejor desempeho. Los resultados demuestran el potencial técnico para la producción de membranas compuestas a partir de residuos de cigarrillos.
Reaproveitamento de bagaço de malte na formulação de biscoitos caninos
(2026-01-20) Castro, Giovana Borges
O bagaço de malte é o principal subproduto do mercado cervejeiro, constituindo cerca de 80% dos resíduos gerados na produção de cerveja. No âmbito nacional, somente no ano de 2023, sua produção atingiu 1,7 milhões de toneladas, o que ressalta a importância de achar modos de reaproveitar essa matéria prima para não ser descartada de forma errada, gerando problemas ambientais. Em relação a sua composição química, o resíduo úmido cervejeiro é rico em carboidratos, compostos fenólicos. fibras lignocelulósicas e proteínas, nutrientes de alto valor para alimentação humana e animal. O brasil é o terceiro maior mercado de pet do mundo, com faturamento aproximado de 68,7 bilhões em 2023, em que cerca de 55,5% foram derivados do setor de pet food, então a proposta de formular produtos alimentares para animais domésticos com o subproduto cervejeiro agrega valor, pois está relacionando dois mercados promissores. O objetivo dessa pesquisa foi formular biscoitos caninos funcionais utilizando o brewer´s spent grain (BSG) submetido a três pré-tratamentos distintos: secagem em estufa com circulação de ar forçada (F1), congelamento/uso in natura (F2) e liofilização (F3). A caracterização físico-química dos biscoitos formulados foi realizada por métodos analíticos clássicos (umidade, cinzas, lipídios), estimativos (proteínas, fibras, carboidratos e valor energético total) e por espectroscopia FTIR-ATR. Em suma, a caracterização físico-química do produto demonstrou a viabilidade técnica do desenvolvimento de um biscoito funcional. Os biscoitos caninos apresentaram um teor de umidade final que se enquadra na faixa estabelecida pela ABINPET (5% a 12%) para alimentos secos, a incorporação do BSG resultou em teores expressivos de proteínas e fibras, assim como um alto valor energético total (kcal) do biscoito comercial de referência. Resumen El residuo de malta es el principal subproducto del mercado cervecero y constituye aproximadamente el 80% de los residuos generados en la producción de cerveza. À nivel nacional, solo en 2023, su producción alcanzó los 1,7 millones de toneladas, lo que destaca la importancia de encontrar maneras de reutilizar esta materia prima para evitar su eliminación inadecuada y problemas ambientales. En cuanto a su composición química, el residuo cervecero húmedo es rico en carbohidratos, compuestos fenólicos, fibras lignocelulósicas y proteínas, nutrientes de alto valor para la nutrición humana y animal. Brasil es el tercer mercado de mascotas más grande del mundo, con ingresos aproximados de 68.700 millones de dólares en 2023, de los cuales aproximadamente el 55,5% provino del sector de alimentos para mascotas. Por lo tanto, la propuesta de formular productos alimenticios para mascotas con residuo cervecero agrega valor, ya que conecta dos mercados prometedores. El objetivo de esta investigación fue formular galletas funcionales para perros utilizando grano gastado de cerveceria (GCC) sometido a tres pretratamientos distintos: secado en horno de aire forzado (F1), congelación/uso in natura (F2) y liofilización (F3). La caracterización fisicoquímica de las galletas formuladas se realizó mediante métodos analíticos clásicos (humedad, cenizas, lípidos), métodos de estimación (proteínas, fibra, carbohidratos y valor energético total) y espectroscopia FTIR-ATR. En resumen, la caracterización fisicoquímica del producto demostró la viabilidad técnica del desarrollo de una galleta funcional. Las galletas para perros presentaron un contenido de humedad final dentro del rango establecido por ABINPET (5% a 12%) para alimentos secos; la incorporación de GCC resultó en un contenido significativo de proteína y fibra, así como un alto valor energético total (kcal) en comparación con la galleta comercial de referencia.
Biogás como motor de desarrollo social: aprovechamiento de residuos orgánicos para la producción de biogás en la comunidad de Torin, Dr. Juan Eulogio Estigarribia, Caaguazú, Paraguay
(2025-08-07) Zabala Britos, Maria Elena
Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade de implementação de um sistema de produção de biogás na comunidade de Torin, localizada em Caaguazú, Paraguai, a partir do aproveitamento de resíduos orgânicos domiciliares. Foi realizada uma amostragem em 10 residências selecionadas, com coleta e caracterização dos resíduos gerados durante oito dias consecutivos. Foram determinados parâmetros-chave como sólidos totais (10,32% ± 2,07), sólidos voláteis (75% ± 18,27), teor de cinzas (25% ± 18,27), potencial bioquímico de metano (PBM), utilizando metodologia padrão e valores de referência da literatura. A estimativa de produção diária de biogás por família foi de 0,0291 m³, equivalente a 0,1746 kWh de energia útil. Em seguida, foi construído um biodigestor artesanal com capacidade de 200 L, utilizado como protótipo para estimar os custos de implementação em 103,53 USD (761.000 Gs) e verificar sua viabilidade técnica. Os resultados demonstraram viabilidade técnica através do dimensionamento adequado com tempo de retenção hidráulica de 20 dias e volume útil de 24 L por família, ocupando apenas 12% da capacidade do biodigestor. A viabilidade econômica foi comprovada pelo custo do protótipo 74% inferior a sistemas comerciais (500-1.500 USD) e pelo potencial de economia mensal de 0,711 USD por família (5.226 Gs) ao substituir GLP. A replicabilidade do sistema foi reforçada pela alta aceitação comunitária, com 100% dos entrevistados dispostos a participar e capacitar-se. Além disso, foram aplicados questionários com os moradores para avaliar a percepção da comunidade em relação ao sistema proposto, obtendo-se alta aceitação e disposição para participar da iniciativa. De modo geral, concluiu-se que o uso de resíduos orgânicos para a produção de biogás representa uma solução viável, econômica e sustentável em contextos rurais. Resumen Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la viabilidad de implementar un sistema de producción de biogás en la comunidad de Torin, Caaguazú, Paraguay, mediante el aprovechamiento de residuos orgánicos domiciliarios. Se realizó un muestreo en 10 viviendas seleccionadas, recolectando y caracterizando los residuos durante ocho días consecutivos. Se determinaron parámetros clave como sólidos totales (10,32% ± 2,07), sólidos volátiles (75% ± 18,27), contenido de cenizas (25% ± 18,27), potencial bioquímico de metano (PBM), utilizando métodos estándar y valores de referencia de la literatura. La estimación de producción diaria de biogás por familia fue de 0,0291 m³ (equivalente a 0,1746 kWh de energía útil). Posteriormente, se construyó un biodigestor artesanal de 200 L como prototipo, con un costo de implementación de 103,53 USD (761.000 Gs), verificándose su viabilidad técnica mediante un dimensionamiento adecuado con tiempo de retención hidráulica de 20 días y volumen útil de 24 L por familia, ocupando solo el 12% de la capacidad del sistema. La viabilidad económica quedó demostrada por un costo 74% inferior a biodigestores comerciales (500-1.500 USD) y un ahorro mensual estimado de 0,711 USD por familia (5.226 Gs) al sustituir GLP. La alta aceptación comunitaria (100% de los encuestados dispuestos a participar y capacitarse) confirma la replicabilidad del sistema. Se concluye que el uso de residuos orgánicos para producción de biogás representa una solución viable, económica y sostenible en contextos rurales.
Proposta de produção de biofertilizantes a partir de ora-pro-nobis (pereskia aculeata miller), scoby e resíduos do CEASA
(2025-12-16) Kennedy, Anika Godoy
Este trabalho propõe o aproveitamento sustentável da biomassa de Ora-pro-nóbis (Pereskia aculeata Miller), em associação com resíduos provenientes da CEASA (RC) e a cultura simbiótica de bactérias e leveduras (SCOBY), para a produção de biofertilizantes líquidos. Foi realizada uma revisão bibliográfica sistemática para analisar a composição química dos insumos, identificar operações unitárias adequadas ao processo e avaliar os impactos agronômicos, ambientais e econômicos do biofertilizante desenvolvido. Os resultados indicam que a Ora-pro-nóbis apresenta elevada concentração de proteínas, minerais essenciais e compostos fenólicos, o que favorece sua utilização como matéria-prima rica em nutrientes. O RC, por sua vez, é composto majoritariamente por resíduos hortifrutigranjeiros ricos em açúcares solúveis, fibras e micronutrientes, promovendo sinergia com a biomassa vegetal. O SCOBY, com sua microbiota naturalmente ativa e complexa, potencializa o processo fermentativo e contribui para a estabilização microbiológica do biofertilizante, além de introduzir microrganismos benéficos ao solo. O processo produtivo foi estruturado com base nos princípios da engenharia química, incluindo as etapas de lavagem, trituração, desidratação, maceração, fermentação aeróbia/anaeróbia e filtração, visando preservar os compostos bioativos e garantir estabilidade e eficiência do produto final. A formulação resultante, composta por ora-pro-nóbis, RC e SCOBY, demonstrou teoricamente um alto potencial para melhorar a fertilidade do solo, estimular a microbiota benéfica e aumentar a resistência das plantas a estresses abióticos, como déficit hídrico e ataques patogênicos. A análise de viabilidade econômica indicou custos operacionais reduzidos, visto que os três insumos utilizados são de baixo custo ou obtidos sem custo direto (por meio de reaproveitamento de resíduos), e o processo requer tecnologias acessíveis e adaptáveis a diferentes escalas produtivas. O aproveitamento de resíduos da CEASA e de excedentes do SCOBY, normalmente descartados na produção de kombucha, reforça o caráter ambientalmente sustentável da proposta. O projeto demostra elevado potencial de rentabilidade, impulsionado pela crescente demanda por insumos agrícolas ecológicos e pela valorização de práticas de economia circular. Assim a produção de biofertilizantes a partir da combinação de Ora-pro-nóbis, resíduos vegetais e SCOBY representa uma solução inovadora, regenerativa e economicamente viável, contribuindo para o avanço da agricultura sustentável e para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente nos eixos de segurança alimentar, manejo responsável de recursos naturais e mitigação das mudanças climáticas. Resumen Este trabajo propone el aprovechamiento sostenible de la biomasa de Ora-pro-nóbis (Pereskia aculeata Miller), en asociación con resíduos procedentes de la CEASA (RC) y con la cultura simbiótica de bacterias y levaduras (SCOBY), para la producción de biofertilizantes líquidos. Se realizó una revisión bibliográfica sistemática para analizar la composición química de las materias primas, identificar operaciones unitarias adecuadas para el proceso y evaluar los impactos agronómicos, ambientales y económicos del biofertilizante desarrollado. Se identificó que la Ora-pro-nóbis presenta una alta concentración de proteínas, minerales esenciales y compuestos fenólicos, lo que favorece su utilización como materia prima rica en nutrientes. El residuo complementario (RC), compuesto principalmente por residuos hortofrutícolas, es rico en azúcares solubles, fibras y micronutrientes, lo que genera sinergia con la biomasa vegetal. El SCOBY, con su microbiota naturalmente activa y compleja, potencia el proceso fermentativo y contribuye a la estabilidad microbiológica del biofertilizante, además de introducir microorganismos benéficos al suelo. El proceso productivo fue estructurado con base en los principios de la ingeniería química, incluyendo las etapas de lavado, trituración, deshidratación, maceración, fermentación aerobia/anaerobia y filtración, con el objetivo de preservar los compuestos bioactivos y garantizar la estabilidad y eficacia del producto final. La formulación obtenida, compuesta por Ora-pro-nóbis, RC y SCOBY, demostró teóricamente un alto potencial para mejorar la fertilidad del suelo, estimular la microbiota benéfica y aumentar la resistencia de las plantas frente a estreses abióticos, como el déficit hídrico y los ataques patogénicos. El análisis de viabilidad económica indicó bajos costos operativos, ya que las tres materias primas son de bajo costo o se obtienen sin costo directo (mediante el reaprovechamiento de residuos), y el proceso requiere tecnologías accesibles y adaptables a distintas escalas de producción. El aprovechamiento de residuos de la CEASA y del excedente de SCOBY normalmente descartado en la producción de kombucha refuerza el carácter ambientalmente sostenible de la propuesta. También se verificó un alto potencial de rentabilidad, impulsado por la creciente demanda de insumos agrícolas ecológicos y la valorización de prácticas basadas en la economía circular. Se concluye que la producción de biofertilizantes a partir de la combinación de Ora-pro-nóbis, residuos vegetales y SCOBY representa una solución innovadora, regenerativa y económicamente viable, que contribuye al avance de la agricultura sostenible y al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente en lo que respecta a la seguridad alimentaria, la gestión responsable de los recursos naturales y la mitigación del cambio climático.
Simulação e análise do processo de produção de amônia renovável utilizando aspen plus®
(2025-09-04) Garcia, Carmelo Rafael Armando
Este trabalho apresenta a simulação computacional e análise de um processo integrado para a produção de amônia renovável a partir de biometano, utilizando o software Aspen Plus®. O estudo está estruturado em três etapas principais: (i) reforma a vapor do biometano para geração de hidrogênio; (ii) separação do nitrogênio do ar por destilação criogênica; e (iii) síntese de amônia pelo processo Haber-Bosch. Na etapa de reforma, foram utilizados reatores de equilíbrio para simular a reforma (800 °C, 25 bar), a reação de deslocamento gás-água de alta temperatura (350 °C) e a de baixa temperatura (200 °C). Os resultados indicaram uma conversão de metano superior a 95%, com rendimento de hidrogênio acima de 70% em fração molar na corrente reformada. A integração decondensadores e absorvedores (remoção de CO com MEA) possibilitou a obtenção de uma corrente purificada de H com teor desprezível de CO. Na etapa de separação de nitrogênio, foi simulada uma coluna de destilação criogênica operando a 5,5 bar e –173 °C. As análises de sensibilidade mostraram que tanto o número de estágios teóricos quanto a carga térmica do refervedor influenciam fortemente a pureza do produto. Em condições otimizadas, obteve-se pureza de N acima de 99,9%, confirmando a robustez da tecnologia criogênica em escala industrial. Na etapa de síntese de amônia, utilizou-se um reator estequiométrico para representar o processo Haber-Bosch, seguido de condensação e de um sistema de reciclo com purga. As simulações demonstraram que, mesmo em pressões moderadas, o reciclo garante elevadas conversões globais. A corrente final apresentou concentração de NH superior a 99,95%, compatível com especificações industriais. De forma geral, o processo integrado mostrou-se tecnicamente viável, com resultados consistentes com os dados da literatura. O estudo reforça o potencial do biometano como matéria-prima renovável para a produção sustentável de hidrogênio, nitrogênio e amônia, além de fornecer subsídios para avaliar o impacto de parâmetros operacionais na conversão, eficiência de separação e qualidade do produto. Resumen Este trabajo presenta la simulación computacional y el análisis de un proceso integrado para la producción de amoníaco renovable a partir de biometano, utilizando el software Aspen Plus®. El estudio se estructura en tres etapas principales: (i) reforma a vapor del biometano para la generación de hidrógeno; (ii) separación de nitrógeno del aire mediante destilación criogénica; y (iii) síntesis de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch. En la etapa de reforma, se emplearon reactores de equilibrio para simular la reforma (800 °C, 25 bar), el desplazamiento gas-agua de alta temperatura (350 °C) y de baja temperatura (200 °C). Los resultados mostraron una conversión de metano superior al 95%, con un rendimiento de hidrógeno mayor al 70% en fracción molar en la corriente reformada. La integración de condensadores y absorbedores (con eliminación de COpor MEA) permitió obtener una corriente purificada de H con contenido despreciable de CO. En la etapa de separación de nitrógeno, se simuló una columna de destilación criogénica operando a 5,5 bar y –173 °C. Los análisis de sensibilidad revelaron que tanto el número de etapas teóricas como la carga térmica del rehervidor afectan significativamente la pureza del producto. En condiciones optimizadas, se alcanzó una pureza de N superior al 99,9%, confirmando la solidez de esta tecnología a gran escala. En la etapa de síntesis de amoníaco, se utilizó un reactor estequiométrico para representar el proceso Haber-Bosch, seguido de condensación y un sistema de recirculación con purga. Las simulaciones mostraron que, incluso en condiciones de presión moderada, el reciclo asegura altas conversiones globales. La corriente final alcanzó una concentración de NH superior al 99,95%, cumpliendo con especificaciones industriales. En conjunto, el proceso integrado demostró ser técnicamente viable, con resultados consistentes con los reportados en la literatura. El estudio subraya el potencial del biometano como materia prima renovable para la producción sostenible de hidrógeno, nitrógeno y amoníaco, además de ofrecer información clave sobre el impacto de los parámetros operativos en la conversión, la eficiencia de separación y la calidad del producto.
Bioetanol de casca de arroz: viabilidade técnica e econômica de implantação de uma planta piloto
(2025-09-03) Marecos, Laura Ivonne Nuñez
A crescente demanda por fontes de energia renovável impulsiona o desenvolvimento de tecnologias de produção de biocombustíveis. Este trabalho analisa a viabilidade técnica e econômica da implantação de uma planta piloto para produção de bioetanol a partir da casca de arroz. A rota tecnológica utilizada contemplou as etapas de pré-tratamento mecânico, hidrólise básica e ácida, fermentação e destilação, visando otimizar a liberação de açúcares fermentescíveis e alcançar maior rendimento do processo. Foi utilizada como base de cálculo para uma batelada, 2.715 kg de casca de arroz, que após 59 horas produziu 17.088,5 L de bioetanol. A avaliação econômica estimou um investimento inicial de US$ 87,39 milhões, com retorno anual de aproximadamente US$ 4,65 milhões após o período de payback de aproximadamente 19 anos. A otimização tecnológica e a redução de custos podem tornar o projeto economicamente atrativo no futuro. Além disso, possui potencial para geração de negócios e desenvolvimento em Villeta, região Central do Paraguai, onde ficará localizada a planta piloto. Resumen La creciente demanda de fuentes de energía renovables impulsa el desarrollo de tecnologías de producción de biocombustibles. Este trabajo analiza la viabilidad técnica y económica de la implementación de una planta piloto para la producción de bioetanol a partir de la cascarilla de arroz. La ruta tecnológica utilizada contempló las etapas de pretratamiento mecánico, hidrólisis básica y ácida, fermentación y destilación, con el objetivo de optimizar la liberación de azúcares fermentables y alcanzar un mayor rendimiento del proceso. Como base de cálculo para un lote, se emplearon 2.715 kg de cascarilla de arroz, que tras 59 horas produjeron 17.088,5 L de bioetanol. La evaluación económica estimó una inversión inicial de US$ 87,39 millones, con un retorno anual de aproximadamente US$ 4,65 millones después de un período de recuperación de alrededor de 19 años. La optimización tecnológica y la reducción de costos pueden hacer que el proyecto sea económicamente atractivo en el futuro. Además, posee potencial para la generación de negocios y el desarrollo en Villeta, región Central de Paraguay, donde se ubicará la planta piloto.
Estudo da viabilidade de implementação de um sistema de biodigestão anaeróbia em um frigorífico de suínos
(2025-09-02) Martins, Adriely Bogler; Maia, Sabrina da
A intensificação da suinocultura no Brasil tem impulsionado a geração de grandes volumes de resíduos, principalmente efluentes líquidos com elevada carga orgânica, cuja disposição inadequada pode comprometer a qualidade do solo e dos recursos hídricos. Este estudo de caso contemplou a identificação de fatores que poderiam maximizar a produção de biogás, pelo biodigestor anaeróbio, e viabilizar sua integração como fonte de energia renovável aos processos produtivos da indústria, contribuindo para a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental. Os resultados indicaram que o sistema opera sob condições adequadas para a digestão mesofílica (pH 6,94; temperatura 32,02 °C; relação C/N de 20:1). Contudo, a operação atual corresponde a apenas 28,8% da capacidade projetada, resultando em produção média de 13,5 m³/dia de biogás, suficiente para suprir aproximadamente 0,54% da demanda de GLP da planta. As estimativas foram baseadas em parâmetros de referência e dados médios de operação, não havendo medições diretas da produção de biogás ou ensaios laboratoriais de potencial bioquímico de metano (BMP), o que indica a necessidade de estudos experimentais e técnicoeconômicos complementares. Resumen La intensificación de la porcicultura en Brasil ha impulsado la generación de grandes volúmenes de residuos, principalmente efluentes líquidos con alta carga orgánica, cuya disposición inadecuada puede comprometer la calidad del suelo y de los recursos hídricos. Este estudio de caso contempló la identificación de factores que podrían maximizar la producción de biogás en el biodigestor anaerobio y viabilizar su integración como fuente de energía renovable en los procesos productivos de la industria, contribuyendo a la eficiencia energética y a la sostenibilidad ambiental. Los resultados indicaron que el sistema opera bajo condiciones adecuadas para la digestión mesofílica (pH 6,94; temperatura 32,02 °C; relación C/N de 20:1). Sin embargo, la operación actual corresponde a solo el 28,8% de la capacidad proyectada, resultando en una producción media de 13,5 m³/día de biogás, suficiente para cubrir aproximadamente el 0,54% de la demanda de GLP de la planta. Las estimaciones se basaron en parámetros de referencia y datos medios de operación, sin mediciones directas de la producción de biogás ni ensayos de potencial bioquímico de metano (BMP), lo que indica la necesidad de estudios experimentales y técnico-económicos complementarios.
Dimensionamento e otimização experimental das condições de transporte não refrigerado de kombuchás industriais: Fatores que influenciam os parâmetros físicos-químicos
(2025-08-22) Carnaval, Alexsandra Marcanssoni; Santos, Anne Gabriele da Silva
Kombuchá é uma bebida não alcoólica obtida pela fermentação de chá adoçado, por meio da ação de uma colônia de bactérias e leveduras (SCOBY). Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do transporte não refrigerado de kombuchá industrial, avaliando os parâmetros físico-químicos das amostras após a simulação de transporte. Foram acondicionadas kombuchás de marcas, embalagens e sabores diferentes, sendo posicionadas em uma incubadora shaker a 35°C e 202 de rpm para simular o transporte, para viagens curtas (3 horas), médias (8 horas) e longas (24 horas) e posicionadas perto da porta, no meio e no fundo. Após a simulação de transporte foram avaliados os parâmetros físico-químicos das kombuchás, seguindo a legislação do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), e avaliando o quanto o transporte não refrigerado afeta as kombuchás. Os resultados obtidos indicaram que quanto mais tempo as kombuchás ficam em estresse térmico, maior a possibilidade de estarem fora do padrão estabelecido pelo MAPA, sendo o teor alcoólico o parâmetro que mais ultrapassou os valores estabelecidos pela legislação. Destaca-se que dependendo da posição em que a kombuchá se encontrava na simulação, os seus parâmetros não foram afetados significativamente, avaliando que a posição dentro do transporte também pode ser uma grande influência, sendo analisadas posições dentro do caminhão que possam minimizar a transferência de calor do meio para os produtos. Recomendações futuras incluem novas simulações de transporte com variação de temperaturas. Resumen La kombuchá es una bebida no alcohólica obtenida por la fermentación de té endulzado mediante la acción de una colonia de bacterias y levaduras (SCOBY). El objetivo de este trabajo fue evaluar la influencia del transporte no refrigerado de kombucha industrial, analizando los parámetros fisicoquímicos de las muestras después de la simulación del transporte. Se acondicionaron kombuchás de diferentes marcas, envases y sabores, posicionadas en una incubadora shaker a 35 °C y 202 rpm para simular el transporte en viajes cortos (3 horas), medios (8 horas) y largos (24 horas), ubicándolas cerca de la puerta, en el centro y en el fondo. Después de la simulación se evaluaron los parámetros fisicoquímicos de las kombuchas, siguiendo la legislación del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento (MAPA), determinando el impacto del transporte no refrigerado sobre las muestras. Los resultados indicaron que, cuanto mayor el tiempo de exposición al estrés térmico, mayor la posibilidad de no cumplir con los estándares establecidos por el MAPA, siendo el contenido alcohólico el parámetro que más superó los valores permitidos. Se destaca que, dependiendo de la posición de la kombuchá durante la simulación, sus parámetros no se vieron afectados significativamente, lo que sugiere que la ubicación dentro del transporte puede ser un factor relevante, analizándose posiciones en el camión que minimicen la transferencia de calor del medio a los productos. Como recomendación, se proponen nuevas simulaciones de transporte con variación de temperaturas.
Bioestimulador como estratégia para redução da concentração de amônia em viveiros escavados
(2025-08-20) Carvalho, Emmy Batista Fuser
O sucesso da piscicultura depende diretamente da qualidade da água, que influencia o bemestar dos peixes e consequentemente sua qualidade. O Brasil é um dos maiores produtores de peixes cultivados na América Latina. Este estudo aborda estratégias para reduzir a concentração de amônia em viveiros escavados de piscicultura, avaliando a eficácia de um bioestimulador e seus impactos no equilíbrio químico e biológico do ambiente aquático. Foram realizadas análises da qualidade da água (temperatura, pH, amônia, nitrito, alcalinidade total, oxigênio dissolvido e transparência da água) e de controle sanitário e bem-estar animal (mortalidade e biometria) durante os ciclos de produção de 2023 e 2024. Os resultados indicaram que o uso do bioestimulador melhorou significativamente a estabilidade da qualidade da água, reduzindo os níveis de compostos nitrogenados tóxicos e promovendo um ambiente mais saudável para os peixes. Portanto, a aplicação do produto contribuiu com a redução da mortalidade dos peixes, promoveu melhor conversão alimentar e maior desempenho zootécnico. Resumen El éxito de la piscicultura depende directamente de la calidad del agua, que influye en el bienestar de los peces y, en consecuencia, en su calidad. Brasil es uno de los mayores productores de peces cultivados en América Latina. Este estudio aborda estrategias para reducir la concentración de amoníaco en estanques excavados de piscicultura, evaluando la eficacia de un bioestimulante y sus impactos en el equilibrio químico y biológico del ambiente acuático. Se realizaron análisis de la calidad del agua (temperatura, pH, amoníaco, nitrito, alcalinidad total, oxígeno disuelto y transparencia del agua) y de control sanitario y bienestar animal (mortalidad y biometría) durante los ciclos de producción de 2023 y 2024. Los resultados indicaron que el uso del bioestimulante mejoró significativamente la estabilidad de la calidad del agua, reduciendo los niveles de compuestos nitrogenados tóxicos y promoviendo un ambiente más saludable para los peces. Por lo tanto, la aplicación del producto contribuyó a la reducción de la mortalidad de los peces, promovió una mejor conversión alimenticia y un mayor desempeño zootécnico.
Estudo de métodos de secagem de plantas alimentícias não convencionais (PANCS) para obtenção de farinhas destinadas à merenda escolar
(2025-04-08) Pedroso, Daniela de Quadros
O crescente interesse por alternativas alimentares saudáveis tem impulsionado o estudo das Plantas Alimentícias Não Convencionais (PANCs), que se destacam pelo alto valor nutricional e funcional. Diante do aumento da insegurança alimentar, essas plantas representam uma alternativa viável e acessível para enriquecer a dieta da população, especialmente em instituições de ensino, como os Centros Municipais de Educação Infantil (CMEIs), que têm agregado essas fontes, como farinhas à merenda escolar. Neste estudo, foi investigada a influência de diferentes processos de secagem na obtenção de compostos antioxidantes em farinhas de PANCs. Foram analisadas farinhas de almeirão roxo (Lactuca canadenses), beldroega (Portulaca oleracea), brácteas de primavera (Bougainvillea spectabilis), celosia (Celosia argentea),feijão-borboleta (Clitoria ternatea), kenaf (Hibiscus cannabinus), hibisco roxo (Hibiscus acetosella), malvavisco (Malvaviscus arboreus) e peixinho-da-horta (Stachys byzantina). As amostras foram submetidas por secagem em estufa (45°C e 50°C), temperaturas utilizadas no CMEI Celeste Sottomaior (Foz do Iguaçu, Brasil), e por liofilização, um método comum em laboratórios e processos industriais. As amostras foram caracterizadas quanto ao teor de compostos fenólicos totais, flavonoides e atividade antioxidante por ABTS e FRAP. A análise estatística foi realizada por ANOVA (Análise de Variância), seguida do teste de Tukey para comparação das médias, revelando diferenças significativas entre os métodos. Aliofilização apresentou os melhores resultados, exceto para algumas das análises para as amostras de malvavisco, hibisco roxo e feijãoborboleta. Além disso, a pesquisa destacou a viabilidade da secagem em estufa como uma alternativa mais acessível e com menor custo operacional para ambientes com recursos limitados, como as unidades escolares, enquanto a liofilização, embora superior na preservação, é mais cara e exige equipamentos especializados. O estudo poderá contribuir para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) como o ODS 2 (Fome Zero), ao promover a utilização de PANCs como fonte alimentar, e ODS 12 (Consumo e Produção Responsáveis), ao oferecer alternativas sustentáveis de processamento de alimentos com baixo impacto ambiental. Resumen El creciente interés en alternativas alimentarias saludables ha impulsado el estudio de las Plantas Alimenticias No Convencionales (PANCs), que destacan por su alto valor nutricional y funcional. Ante el aumento de la inseguridad alimentaria, estas plantas representan una alternativa viable y accesible para enriquecer la dieta de la población, especialmente en las instituciones educativas, como los Centros Municipales de Educación Infantil (CMEIs), que han incorporado estas fuentes, como las harinas, a la alimentación escolar. En este estudio, se investigó la influencia de diferentes procesos de secado en la producción de compuestos antioxidantes en harinas de PANC. Se analizaron harinas de achicoria morada (Lactuca canadenses), verdolaga (Portulaca oleracea), brácteas de primavera (Bougainvillea spectabilis), celosia (Celosia argentea), guisante mariposa (Clitoria ternatea), kenaf (Hibiscus cannabinus), hibisco morado (Hibiscus acetosella), malvavisco (Malvaviscus arboreus) y (Stachys byzantina). Las muestras fueron sometidas a secado en horno (45°C y 50°C), temperaturas utilizadas en el CMEI Celeste Sottomaior (Foz do Iguaçu, Brasil), y liofilización, método común en laboratorios y procesos industriales. Las muestras se caracterizaron según el contenido de compuestos fenólicos totales, flavonoides y actividad antioxidante mediante ABTS y FRAP. El análisis estadístico se realizó mediante ANOVA (Análisis de Varianza), seguido de la prueba de Tukey para comparar medias, revelando diferencias significativas entre los métodos. La liofilización dio los mejores resultados, a excepción de algunos de los análisis para las muestras de malvavisco, hibisco morado y frijol mariposa. Además, la investigación destacó la viabilidad del secado al horno como una alternativa más accesible y con menores costos operativos para entornos con recursos limitados, como las escuelas, mientras que la liofilización, si bien superior en conservación, es más costosa y requiere equipo especializado. El estudio podría contribuir a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) como el ODS 2 (Hambre Cero), al promover el uso de PANC como fuente de alimento, y el ODS 12 (Producción y Consumo Responsables), al ofrecer alternativas de procesamiento de alimentos sostenibles y de bajo impacto ambiental.
Obtenção, secagem e caracterização de extrato de ora-pronóbis (pereskia grandifolia haw.)
(2025) Santos, Carolina Alvarenga dos; Perpetua, Marta Geinttens
Este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica de uma metodologia proposta para a obtenção de isolado proteico a partir das folhas de orapro-nóbis. A metodologia baseou-se na extração alcalina das proteínas, seguida do uso de membranas em MCE (ésteres de celulose mistos) para a separação proteica. Posteriormente, foram investigados dois métodos de secagem da solução antes da filtração: liofilização e spray dryer. A pesquisa buscou não apenas verificar a eficiência de cada etapa, mas também explorar o potencial de obtenção de extratos proteicos, isolados ou não, como alternativa técnica e viável para o aproveitamento dessa planta. A filtração com membranas MCE apresentou uma eficiência de retenção proteica de 82,4%, evidenciando sua aplicabilidade na concentração de proteínas vegetais. A secagem por liofilização, com tempo ideal de 70 horas, resultou em um material com perda de umidade superior a 98% e estrutura lamelar, enquanto o spray drying gerou micropartículas esféricas e rugosas, indicando um potencial natural de encapsulamento devido à composição do extrato. A análise por FTIR confirmou a preservação das proteínas e polissacarídeos, com pequenas variações estruturais entre os métodos de secagem. Os resultados demonstram que a metodologia proposta é eficiente para obtenção e processamento de proteínas da ora-pro-nóbis, com potencial para aplicações na indústria de alimentos e biotecnologia.
Implementação de ferramentas de melhoria contínua para o desempenho operacional em uma indústria sucroalcooleira.
(2024) Lisik, Letícia Morel
Os processos industriais precisam atender parâmetros operacionais para manter a eficiência aderente às métricas estabelecidas pela empresa. Diante disso, o uso de ferramentas de melhoria contínua pode auxiliar a manter ou melhorar a eficiência industrial. O objetivo deste trabalho foi implementar ferramentas de melhoria contínua em um cenário industrial sucroalcooleiro. Foi utilizada a metodologia de melhoria contínua, Ciclo PDCA, com as ferramentas da qualidade, brainstorm e Diagrama de Ishikawa, para verificar os problemas relacionadas a baixa aderência dos parâmetros operacionais do processo de produção de etanol, a partir da cana-de-açúcar, em uma empresa situada no Mato Grosso do Sul. A implementação das etapas do PDCA, com o auxílio dos colaboradores e gestão do setor, foram fundamentais para o entendimento do problema e o encontro das causas raízes da baixa aderência do indicador. Foi identificado como indicador crítico a baixa concentração de levedo no processo da centrifugação do vinho fermentado. Assim, foi proposto o plano de ação com base no Diagrama de Ishikawa, e foram identificados pontos importantes a serem observados, como a renovação de treinamentos operacionais e a criação de documentos de Procedimento Operacional Padrão (POP), visando conscientizar a operação e gestão da importância do conjunto de processos para que a centrífuga de vinho apresentasse desempenho superior ao valor de concentração estabelecido. Os resultados das ações que foram implementadas e padronizadas, promoveram o aumento da

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