Editorial Prof. Dr. Martín Aznar Na reunião da Congregação de 26 de agosto de 2011, a Faculdade de Engenharia Química, em uma decisão histórica, decidiu reorganizar a sua estrutura departamental, reduzindo o número de departamentos de cinco para quatro e promovendo uma ampla realocação dos docentes. A decisão, que foi referendada nas instancias superiores da Universidade, reflete a maturidade da nossa unidade, e foi aprovada após uma discussão muito longa e ponderada. A Profa. Dra. Marisa M. Beppu, Diretora Associada da FEQ, explica a nova configuração da FEQ no texto abaixo. Um quadro com a realocação de todos os professores nos novos departamentos é mostrado na página 17. A FEQ, como uma instituição viva e dinâmica, se transforma para se adequar à realidade atual.

N E S T E N Ú M E R O 1 Editorial

1 A Reestruturação da FEQ

2 Artigos publicados em Julho-Setembro 2011

14 Teses e dissertações

17 A Nova FEQ

18 Notas curtas

15 de outubro de 2011 Ano 5 Número 19

Uma publicação da Faculdade de Engenharia Química da UNICAMP Av. Albert Einstein 500, Campinas-SP, 13083-852 Editor: Prof. Dr. Martín Aznar, maznar@feq.unicamp.br, fone 3521-3962

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A Reestruturação da FEQ Profa. Dra. Marisa M. Beppu Em agosto de 2011, a congregação da FEQ aprovou uma importante mudança: a reestruturação departamental. Este tema veio sendo discutido há três anos, em cinco workshops (um em 2009, outro em 2010 e mais três sessões em 2011). Neles, os docentes da Faculdade discutiram a necessidade da mudança e a mesma foi possível após o amadurecimento e a negociação de propostas, que foram elaboradas com a participação maciça dos seus Professores. Fundamentalmente, a nova configuração departamental da FEQ consta da manutenção de um de seus departamentos, (DESQ – Departamento de Engenharia de Sistemas Químicos), da extinção de quatro deles (DPB – Departamento de Processos Biotecnológicos, DPQ – Departamento de Processos Químicos, DTF – Departamento de Termofluidodinâmica e DTP – Departamento de Tecnologia de Polímeros) e na criação de três departamentos, o Departamento de Desenvolvimento de Processos e Produtos (DDPP), o Departamento de Engenharia de Materiais e de Bioprocessos (DEMBio), e o Departamento de Engenharia de Processos (DEPro), com conseqüente rearranjo da alocação de parte de seus Professores. Essa mudança nasce com o intuito de consolidar o que a instituição tem de forte e para se preparar para o futuro e suas oportunidades, através do aumento das interações, melhoria dos processos de trabalho e a reorganização de seu corpo docente. Neste caso, as mudanças foram orientadas com a visão do futuro, visando cumprir/concretizar a sua missão institucional; mantendo um processo de melhoria contínua dos processos de trabalho e da qualidade dos resultados; além de permitir o desenvolvimento pessoal de cada membro da instituição, de forma que haja prazer e dedicação no desenvolvimento de suas atividades. A FEQ prepara-se, desta forma, para continuar avançando no seu papel de destaque dentro da sociedade e consolidar um grandioso futuro.

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Artigos Publicados em Revistas Indexadas

Julho - Setembro 2011

Bases de dados: ISI Web of Knowledge, Sci Finder Scholar, Compendex, SciELO, Scopus, Scirus. Julho Thermophysical properties of binary mixtures of ionic liquid 2-hydroxy ethylammonium acetate + (water, methanol or ethanol) Álvarez, V.H.; Mattedi, S.; Martin-Pastor, M.; Aznar, M.; Iglesias, M. Journal of Chemical Thermodynamics, 43 (2011), 997-1010. ISSN: 0021-9614. FI = 1.966. Qualis A1. doi:10.1016/j.jct.2011.01.014 In this work, density and speed of sound data of binary mixtures of an ionic liquid consisting of 2-hydroxy ethylammonium acetate (2-HEAA) + (water, methanol or ethanol) have been measured throughout the entire concentration range, from the temperature of 288.15 K to 323.15 K at atmospheric pressure. The excess molar volumes, variations of the isentropic compressibility, the apparent molar volume, isentropic apparent molar compressibility and thermal expansion coefficient were calculated from the experimental data. The excess molar volumes were negative throughout the whole composition range. Compressibility data in combination with low angle X-ray scattering and NMR measurements proved that the presence of micelles formed due to ion pair interaction above a critical concentration of the ionic liquid in the mixtures. The Peng-Robinson equation of state coupled with the Wong-Sandler mixing rule and COSMO-SAC model was used to predict densities and the calculated deviations were lower than 3%, for binary mixtures in all composition range. Preparation and characterization of a Brazilian bentonite clay for removal of copper in porous beds Bertagnolli, C.; Kleinübing, S.J.; Silva, M.G.C. Applied Clay Science, 53 (2011), 73-79. ISSN: 0169-1317. FI = 2.784. Qualis B1. doi:10.1016/j.clay.2011.05.002 The objective of this work focused on preparing and characterizing bentonite clay through thermal treatment in order to be applied in a porous bed for copper adsorption. Tests to obtain adsorbent physical and chemical characteristics were performed on natural clay samples, samples calcined at 400 and 500C, and calcined submitted to copper adsorption. This clay was characterized according to the following techniques: X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), ethylene glycol monoethyl ether (EGME) method, N2 physisorption (BET), helium pycnometry, mercury porosity, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX). A study was conducted to define the operation outflow, based on the minimum mass transfer zone (MTZ) obtained, useful (qU) and total (qT) adsorbed amounts, and total copper removal percentage (R (%)). Solid–liquid equilibrium of binary mixtures containing fatty acids and triacylglycerols Costa, M.C.; Boros, L.A.D.; Souza, J.A.; Rolemberg, M.P.; Krähenbühl, M.A.; Meirelles, A.J.A. Journal of Chemical & Engineering Data, 56 (2011), 3277–3284. ISSN: 0021-9568. FI = 2.089. Qualis A1. doi:10.1021/je200033b Solid–liquid phase diagrams of the following systems were measured using differential scanning calorimetry (DSC): tristearin (2,3-di(octadecanoyloxy)propyl octadecanoate) + tripalmitin (2,3-di(hexadecanoyloxy)propyl hexadecanoate), tristearin (2,3-di(octadecanoyloxy)propyl octadecanoate) + palmitic acid (n-hexadecanoic acid), tristearin (2,3-di(octadecanoyloxy)propyl octadecanoate) + linoleic acid (cis-9,cis-12-octadecadienoic acid), tripalmitin (2,3-di(hexadecanoyloxy)propyl hexadecanoate) + triolein (2,3-bis[[(Z)-octadec-9-enoyl]oxy]propyl (Z)-octadec-9-enoate), and tripalmitin (2,3-di(hexadecanoyloxy)propyl hexadecanoate) + commercial oleic acid (commercial (Z)-octadec-9-enoic acid). The eutectic point was observed for two systems, tristearin with tripalmitin or with palmitic acid. Polarized optical microscopy was employed to investigate the solid phase of the systems and confirmed the occurrence of a solid solution at the extreme of the phase diagram rich in the component with a higher melting temperature. Margules-2-suffix, Margules-3-suffix, nonrandom two-liquid (NRTL), and universal quasichemical functional group activity coefficient (UNIFAC) models were employed to describe the liquidus line of the studied systems, except for the system formed by tripalmitin (2,3-

Boletim da FEQ Página 3di(hexadecanoyloxy)propyl hexadecanoate) + commercial oleic acid (commercial (Z)-octadec-9-enoic acid) which is a pseudobinary system that was well-described by the UNIFAC model. The best results for the other systems were obtained when employing the Margules-3-suffix and NRTL models. Analysis of the drying process of a biopolymer (poly-hydroxybutyrate) in rotating-pulsed fluidized bed Godoi, F.C; Pereira, N.R.; Rocha, S.C.S. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 50 (2011), 623-629. ISSN: 0255-2701. FI = 1.742. Qualis A1. doi:10.1016/j.cep.2011.03.005 A rotating-pulsed fluidized bed (RPFB) dryer was employed to conduct the drying of poly-hydroxybutyrate (PHB) cohesive granules. Along the experiments, it was possible to identify, visually, 3 different dynamic regimes that were related with the temperature profile, the drying kinetics and the fluid dynamic behavior. The drying kinetics of PHB showed a short constant drying rate period followed by a decreasing drying rate period. The constant drying rate (Nc) and final moisture content (dry basis) were related to the rotation frequency (responsible for the pulsation effect), temperature and velocity of the inlet air. Furthermore, measurements of molecular mass (Gel Permeation Chromatography analysis) and Carr Index (flowability test) on PHB samples were done before and after the drying. The RPFB dryer showed to be appropriate to dry the PHB granules, resulting in an excellent fluid dynamic behavior that provided uniform drying of the solid. The best conditions of drying were identified at 7 Hz of rotation frequency, 90C and 0.55 m/s of inlet air temperature and velocity. At these conditions the dried PHB reached final moisture content of 0.56% (wet basis) after 2 hours of drying. Hydrogels from silk fibroin metastable solution: formation and characterization from a biomaterial perspective Nogueira, G.M.; Moraes, M.A.; Dorión Rodas, A.C.; Higa, O.Z.; Beppu, M.M. Materials Science and Engineering: C, 31 (2011), 997-1001. ISSN: 0928-4931. FI = 1.842. Qualis A1. doi:10.1016/j.msec.2011.02.019 Silk fibroin (SF) hydrogels were obtained from the dialysis of a SF metastable solution. Temperature and calcium concentration in SF solution/hydrogel were measured, as critical variables for SF gelation phenomenon. Gelation time of SF solution was increased by decreasing the dialysis temperature, whereas the residual calcium concentration was higher when higher dialysis temperatures were applied. Hydrogels obtained at 20C were characterized after freeze-drying. SEM micrographs showed porous structures, of ca. 20 µm (in cross-sectional area) and 5 µm (on surface). XRD indicated the presence of a β-sheet structure that is formed during SF gelation. In hydrogel formation, SF molecules in solution are dehydrated and interact by intra and intermolecular hydrogen bonds, forming a stable hydrogel. DSC measurements showed the decomposition peak for SF at 290C, characteristic of SF β-sheet structure, which is in accordance with XRD results and demonstrate its high thermal resistance. SF hydrogels were found not to be toxic to cells using in vitro cytotoxicity tests. Results indicate that silk fibroin hydrogels hold promise for use in the biomaterial field. Effect of magnetite on the adsorption behavior of Pb(II), Cd(II), and Cu(II) in chitosan-based hydrogels Paulino, A.T.; Belfiore, L.A.; Kubota, L.T.; Muniz, E.C.; Almeida, V.C.; Tambourgi, E.B. Desalination, 275 (2011), 187-196. ISSN: 0011-9164. FI = 2.034. Qualis B1. doi:10.1016/j.desal.2011.02.056 In the present investigation, a chitosan-based hydrogel, graft-copolymerized with methylenebisacrylamide and poly(acrylic acid), (i.e., CS-co-MMB-co-PAA), was employed in studies on the adsorption kinetics of Pb(II), Cd(II), and Cu(II) ions in aqueous solution. Swelling studies performed using the Fickian diffusion model inferred that the mass transfer mechanism of water in hydrogels was governed by diffusion and macromolecular structural relaxation, modified by the presence of magnetite. The best parameters for the removal of metals were pH between 4.5 and 5.5, initial metal concentration of 300 mg dm−3 and 100 mg of dried hydrogel mass. Isotherm models of Langmuir, Freundlich and Redlich–Peterson suggest that there may be variation in the physicochemical phenomena involving metal adsorption. These isotherms reveal that the adsorption efficiency decreased in the presence of magnetite. Hydrogels with magnetite and the metal ions adsorbed on them may be recovered after the application of an external magnetic field, as opposed to the hydrogels without magnetite, which are frequently recovered using a chemical solvent. The recovery of adsorbents by applying external ac or dc magnetic fields in the absence of solvent is an environmentally clean alternative, with no production of a secondary waste.

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Thermodynamic optimisation of distillation columns Pinto, F.S; Zemp, R.J.; Jobson, M.; Smith, R. Chemical Engineering Science, 66 (2011), 2920-2934. ISSN: 0009-2509. FI = 2.136. Qualis A1. doi:10.1016/j.ces.2011.03.022 In this paper a methodology for thermodynamic analysis and distillation column 'targeting' is presented, with emphasis on the use of side condensers and side reboilers. Research in the past has been towards the establishment of a heat distribution curve, showing the way in which heat can be added or extracted across the different column sections. One major disadvantage of these profiles is that they refer to reversible columns, and cannot be used effectively to target for modifications in a real column. The main feature of the proposed methodology is the introduction of a minimum driving force, defined in terms of exergy loss distribution of the existing column, to set realizable targets for side reboiling/condensing in real columns, resulting in considerable energy savings. In addition to providing realizable targets, the new approach also provides the design engineer with information about the best location to place a side exchanger, and the required additional column modifications. The methodology can be applied using conventional column models in commercial process simulation programs, but can be significantly simplified by using reboiled and refluxed absorber models in a bespoke program. Simulation results for modified designs set by the new approach, for binary and multicomponent separations, verify the feasibility of the targets. This contrasts with previous approaches, which result in temperature shifts and heat load penalties after placing side reboilers/condensers, thus requiring additional simulation time and experienced judgment. Short-path-distillation process for lemongrass essential oil: physicochemical characterization and assessment quality of the distillate and the residue products Plazas-Tovar, L.; Pinto, G.M.F.; Batistella, C.B.; Maciel Filho, R.; Wolf Maciel, M.R. Industrial & Enginering Chemistry Research, 50 (2011), 8185-8194. ISSN: 0888-5885. FI = 1.758. Qualis A1. doi:10.1021/ie101503n Short-path-distillation (SPD), a special high-tech thermal separation technique operating at a high vacuum, was used in order to increase the citral concentration in lemongrass essential oil, without add any extra component to the system, causing minimal thermal impact and reaching high-quality for essential oil extracted at distillate stream. Experiments were carried out using a centrifugal molecular distillation unit with the evaporator temperature (EVT) from 60 °C to 120 °C and the feed flow rate (Q) from 1.5 mL•min-1 to 4.5 mL•min-1. Experimental protocols for oil and fat analysis were used to characterize materials extracted. Results (obtained using GC-MS) showed SPD was successful in the separation and purification of essential oil. High-quality on essential oil was confirmed because of citral concentration increases from 19.816 mgcitral•mL-1 (initial sample) to 40.963 mgcitral.mL-1 (at 120 °C and 4.5 mL•min-1) reaching a concentration of the bioactive compound (citral) in distilled stream of 2.1 times related with the concentration on original sample; the density, dynamic viscosity and free fatty acids were 0.901 g•cm-3; 2.069 mPa•s-1 and 1.26 %wt (oleic acid), respectively, satisfying the oil quality criterion and avoiding thermal degradation. Ethanol production from enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse pretreated with lime and alkaline hydrogen peroxide Rabelo, S.C.; Amezquita-Fonseca, N.A.; Andrade, R.R.; Maciel Filho, R.; Costa, A.C. Biomass and Bioenergy, 35 (2011), 2600-2607. ISSN: 0961-9534. FI = 3.326. doi:10.1016/j.biombioe.2011.02.042 In this work we evaluated ethanol production from enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse. Two pretreatments agents, lime and alkaline hydrogen peroxide, were compared in their performance to improve the susceptibility of bagasse to enzymatic action. Mild conditions of temperature, pressure and absence of acids were chosen to diminish costs and to avoid sugars degradation and consequent inhibitors formation. The bagasse was used as it comes from the sugar/ethanol industries, without grinding or sieving, and hydrolysis was performed with low enzymes loading (3.50 FPU g−1 dry pretreated biomass of cellulase and 1.00 CBU g−1 dry pretreated biomass of β-glucosidase). The pretreatment with alkaline hydrogen peroxide led to the higher glucose yield: 691 mg g−1 of glucose for pretreated bagasse after hydrolysis of bagasse pretreated for 1 h at 25C with 7.35% (v/v) of peroxide. Fermentation of the hydrolyzates from the two pretreatments were carried out and compared with fermentation of a glucose solution. Ethanol yields from the hydrolyzates were similar to that obtained by fermentation of the glucose solution. Although the preliminary results obtained in this work are promising for both pretreatments considered, reflecting their potential for application, further studies, considering higher

Boletim da FEQ Página 5biomass concentrations and economic aspects should be performed before extending the conclusions to an industrial process. Experiments on one-phase thermally stratified flows in nuclear reactor pipe lines Rezende, H.C.; Navarro, M.A.; Mesquita, A.Z.; Santos, A.A.C.; Jordão, E. Científica, 15 (2011), 17-24. ISSN: 1665-0654. http://www.cientifica.esimez.ipn.mx/volumen15/V15N1_017_024.pdf The one-phase thermal stratified flow phenomenon occurs when two different layers of the same liquid at different temperatures flow separately in horizontal pipes without appreciable mixing. This phenomenon was not considered in the design stage of most of the operating nuclear power plants, but in last two decades it has become apparent due to the temperature monitoring of piping systems. The occurrence of temperature differences of about 200ºC have been found in a narrow band around the hot and cold water interface in components under stratified flows. Loadings due to thermal stratification affected the integrity of safety related piping systems. This paper presents the results of a range of experiments performed to simulate one phase thermally stratified flows in geometry and flow condition representing a nuclear reactor steam generator injection nozzle. They have the objective of studying the flow configurations and understanding the evolution of the thermal stratification process. The driving parameter considered to characterize flow under stratified regime due to difference in specific masses is the Froude number. Different Froude numbers, from 0.018 to 0.22, were obtained in different testes by setting injection cold water flow rates and hot water initial temperatures as planned in the test matrix. Results are presented showing the influence of Froude number on the hot and cold water interface position, temperature gradients and striping phenomenon. Detecção do residual de peróxido de hidrogênio em efluente têxtil tratado por processo oxidativo avançado via UV/H2O2 Rosa, J.M; Tambourgi, E.B.; Baptista, E.A.; Santana, J.C.C. Química Têxtil, 103 (2011), 64-70. ISSN: 0102-8235. Qualis B3. Este trabalho teve como objetivo detector residual de peróxido de hidrogênio (H2O2) em efluente têxtil tratado por Processo Oxidativo Avançado (POA) via UV/ H2O2 através de espectrofotometria, utilizando-se um sal de titânio como indicador. Após calibração do espectrofotômetro com soluções de H2O2 de concentração conhecida, foram testadas três amostras de efluentes tratados por processo de fotocatálise homogênea. Os resultados das concentrações detectadas foram comparados com os obtidos em soluções preparadas em mesma concentração, observando-se equivalência entre eles e demonstrando que o método pode ser utilizado para tal propósito. Simultaneous calculation of chemical and phase equilibria using convexity analysis Rossi, C.C.R.S.; Berezuk, M.R.; Cardozo-Filho, L.; Guirardello, R. Computers & Chemical Engineering, 35 (2011), 1226-1237. ISSN: 0098-1354. FI = 1.808. Qualis A1. doi:10.1016/j.compchemeng.2010.07.019 Chemical and phase equilibria were considered for closed multicomponent reactive systems at: a) constant pressure and temperature; b) constant pressure and enthalpy. Equilibrium at constant and was found by minimization of , while equilibrium at constant and was found by maximization of or minimization of , all with respect to the number of moles of each component in each phase. Both cases could be handled as optimization problems, satisfying the restrictions imposed by mole or atom balances, and non-negativity of number of moles. Convexity analyses were carried out, and the conditions were found in order to guarantee global minimum, for one liquid phase, one gas phase, and a number of solid phases. The minimum point was then found either by analytical methods or by direct minimization methods. These strategies were tested for a number of cases, with good results. Didanosine-loaded chitosan microspheres: Optimization of fabrication process Silva, C.F.; Severino, P.; Martins, F.; Santana, M.H.A. Latin American Journal of Pharmacy, 30 (2011), 1037-1040. ISSN: 0326-2383. FI = 0.309. Qualis B3. http://latamjpharm.org/resumenes/30/5/LAJOP_30_ 5_2_11.pdf Didanosine (ddI) is an important drug in the AIDS therapy. However, to overcome the instability of ddI in acid medium, the tablets have a large amount of buffer that can lead to side effects such as diarrhea and kidney problems. Microencapsulation of ddI can reduce the excessive use of buffers. In this work we used the ionotropic gelation technique in the preparation of chitosan microspheres. The microspheres were characterized according to the incorporation efficiency, loading capacity, degree of swelling, permeability and morphology. The best results were obtained for 10 g of chitosan/g of sodium tripolyphosphate.

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Subsequently, changes were carried out in the agitation system in order to optimize it. Such changes were able to improve the incorporation efficiency as well as reduce the energy consumption of the system. Correlation for predicting the molecular weight of Brazilian petroleum residues and cuts: An application for the simulation of a molecular distillation process Zuñiga-Liñan, L.; Lima, N.M.N.; Wolf Maciel, M.R.; Maciel Filho, R.; Medina, L.C.; Embiruçu, M. Journal of Petroleum Science and Engineering, 78 (2011), 78-85. ISSN: 0920-4105. FI = 0.761. Qualis A2. doi:10.1016/j.petrol.2011.04.014 In this work a correlation to predict the molecular weights of Brazilian heavy petroleum residues and cuts is developed. The residues were obtained from conventional distillation processes ASTM D 2892 (2005) and ASTM D 5236 (2003). The correlation was developed by adjusting experimental parameters of the API correlation (defined for light cuts). For the adjustment, molecular weight data of atmospheric residues (673.15 K+) of 14 heavy crude oils (API ≤ 25.5) obtained from a steady state refining process simulator (PETROX) were used. The adjusted correlation was validated with data from the molecular weights of atmospheric residues derived from 7 other heavy Brazilian crude oils and very good results were obtained, with an average absolute deviation of 2.20%. Furthermore, the predicted molecular weights and actual measured ones using Vapor Pressure Osmometry (VPO) of the 10 distillate cuts and 10 residues obtained by molecular distillation of atmospheric residues were compared. In general, improved results are provided by the developed correlation in relation to the conventional method, with a good correspondence between the predicted and experimental values for the cuts and residues studied here. Agosto Application of the mass action law to describe ion exchange equilibrium in a fixed-bed column Borba, C.E.; Silva, E.A.; Spohr, S.; Santos, G.H.F.; Guirardello, R. Chemical Engineering Journal, 172 (2011), 312-320. ISSN: 1385-8947. FI = 2.816. Qualis A1. doi:10.1016/j.cej.2011.06.002 Ion exchange experiments were carried out in a fixed-bed column employing the binary systems Cu2+ - Na+ and Zn2+ - Na+. Amberlite IR 120 was used as the ion exchange resin. The ion exchange dynamics within the column was described by a model considering the external mass transfer and the diffusion within the particle. A linear driving force model was used to represent the mass transfer within the resin particles. The model considered the thermodynamic equilibrium on the liquid-solid interface, which was described by the Langmuir isotherm and by the Mass Action Law. The results indicate that both models represent well the ion exchange dynamics in all cases. Prediction of viscosities of fatty compounds and biodiesel by group contribution Ceriani, R.; Gonçalves, C.B.; Coutinho, J.A.P. Energy & Fuels, 25 (2011), 3712–3717. ISSN: 0887-0624. FI = 2.319. Qualis A1. doi:10.1021/ef200669k In the present work, a group contribution method is proposed for the estimation of viscosity of fatty compounds and biodiesel esters as a function of the temperature. The databank used for regression of the group contribution parameters (1070 values for 65 types of substances) included fatty compounds, such as fatty acids, methyl and ethyl esters and alcohols, tri- and diacylglycerols, and glycerol. The inclusion of new experimental data for fatty esters, a partial acylglycerol, and glycerol allowed for a further refinement in the performance of this methodology in comparison to a prior group contribution equation (Ceriani, R.; Gonçalves, C. B.; Rabelo, J.; Caruso, M.; Cunha, A. C. C.; Cavaleri, F. W.; Batista, E. A. C.; Meirelles, A. J. A.Group contribution model for predicting viscosity of fatty compounds. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 965−972) for all classes of fatty compounds. Besides, the influence of small concentrations of partial acylglycerols, intermediate compounds in the transesterification reaction, in the viscosity of biodiesels was also investigated. Polyvinylchloride (PVC) and natural rubber films plasticized with a natural polymeric plasticizer obtained through polyesterification of rice fatty acid Da Silva, M.A.; Vieira, M.G.A.; Maçumoto, A.C.G.; Beppu, M.M. Polymer Testing, 30 (2011), 478-484. ISSN: 0142-9418. FI = 1.667. Qualis A1. doi:10.1016/j.polymertesting.2011.03.008 The use of natural plasticizers with low toxicity and good compatibility in several polymer applications has become more attractive. In this study, a natural plasticizer was synthesized in the laboratory by esterification of rice fatty acids and polyols. The resulting product was added to PVC and natural rubber

Boletim da FEQ Página 7latex films (5% w/w). Mechanical properties of the films, as well as tests of migration and exudation of the plasticizer, were performed in order to evaluate the efficiency of plasticization. Optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to characterize the pristine and plasticized polymer. Mechanical tests indicated that the addition of the natural plasticizer resulted in an increase in the elongation at break and a consequent decrease in the tensile strength of the films. The plasticizing effect induced by the natural plasticizer was also confirmed by a glass transition temperature (Tg) shift towards lower temperatures in the plasticized films. Simulation of integrated first and second generation bioethanol production from sugarcane: comparison between different biomass pretreatment methods Dias, M.O.S.; Cunha, M.P.; Maciel Filho, R.; Bonomi, A.; Jesus, C.D.F.; Rossell, C.E.V. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 38 (2011), 955-966. ISSN: 1367-5435. FI = 1.798. Qualis A1. doi:10.1007/s10295-010-0867-6 Sugarcane bagasse is used as a fuel in conventional bioethanol production, providing heat and power for the plant; therefore, the amount of surplus bagasse available for use as raw material for second generation bioethanol production is related to the energy consumption of the bioethanol production process. Pentoses and lignin, byproducts of the second generation bioethanol production process, may be used as fuels, increasing the amount of surplus bagasse. In this work, simulations of the integrated bioethanol production process from sugarcane, surplus bagasse and trash were carried out. Selected pre-treatment methods followed, or not, by a delignification step were evaluated. The amount of lignocellulosic materials available for hydrolysis in each configuration was calculated assuming that 50% of sugarcane trash is recovered from the field. An economic risk analysis was carried out; the best results for the integrated first and second generation ethanol production process were obtained for steam explosion pretreatment, high solids loading for hydrolysis and 24–48 h hydrolysis. The second generation ethanol production process must be improved (e.g., decreasing required investment, improving yields and developing pentose fermentation to ethanol) in order for the integrated process to be more economically competitive. Bromelain: better thermal stability conditions for its recovery from pineapple residues Elias, M.J.; Arcuri, I.F.; Tambourgi, E.B. Acta Scientiarum Technology, 33 (2011), 281-286. ISSN: 1806-2563. FI = 0.267. Qualis B3. doi:10.4025/actascitechnol.v33i3.8453 Aiming the bromelain recovery from industrialization residues of pineapple (pérola variety), we assessed the better pH conditions in which the enzyme is more stable over time, and under several temperatures. The assays were carried out measuring the enzymatic activity of the pure bromelain and of the extract of fruit residues, using casein as substrate. The extract was obtained by crushing the peel and core of the fruit. The activity was expressed as mmol tyrosina (L min.-1) through the absorbance at 280 nm of aromatic amino acids generated from the casein hydrolysis. Two pH ranges were studied: 5.5 to 6.5 and 3.3 to 3.5 and temperatures from 25 to 62°C. The inactivation parameter (ki) was determined plotting the activity as a function of time for each temperature. The thermal decomposition showed to be of first order and the activation energy higher for the fruit enzyme than the purified bromelain when the pH ranged from 3.3 to 3.5. A pH between 5.5 and 6.5 should be applied in order to recover the enzyme from the fruit residues, due to the negligible thermal decomposition in the studied temperature range (up to 62°C). Evaluation of some supports to RuSn catalysts applied to dimethyl adipate hydrogenation Fontana, J.; Vignado, C.; Jordão, E.; Figueiredo, F.C.A.; Carvalho, W.A. Catalysis Today, 172 (2011), 27-33. ISSN: 0920-5861. FI = 3.526. Qualis B1. doi:10.1016/j.cattod.2011.02.030 The present work evaluates different supports, La2O3, TiO2-R, TiO2-A, SiO2, Nb2O5 and aluminum pillared clays (Al-PILC), in the preparation of bimetallic RuSn catalysts. The catalysts were prepared by impregnation method, calcined and reduced at 673 K and characterized by temperature programmed reduction (TPR). Dimethyl adipate hydrogenation reactions were carried out at 50 bar and 528 K in liquid phase. The presence of reducible support species showed a promoting effect over both activity and selectivity to 1,6-hexanediol, suggesting a combined effect between the support and the promoter (tin). Active sites obtained in RuSn/TiO2-anatase, RuSn/SiO2 and RuSn/Nb2O5 catalysts were suitable for the hydrogenation of the ester group of dimethyl adipate, leading 1,6-hexanediol formation. Both catalytic tests and TPR analysis show the great support influence on the formation of active phase, as well as on

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the reducibility of the metallic species, which was attributed to different interaction among metals and the solid support. Reduction in ecological cost through biofuel production from cooking oils: an ecological solution for the city of Campinas, Brazil Giraçol, J.; Passarini, K.C.; Silva Filho, S.C.; Calarge, F.A.; Tambourgi, E.B.; Santana, J.C.C. Journal of Cleaner Production, 19 (2011), 1324-1329. ISSN: 0959-6526. FI = 1.867. Qualis A1. doi:10.1016/j.jclepro.2011.02.015 The aim of the present study was to produce biodiesel from mixtures of cooking oil and provide a possible environmental solution for the region of Campinas (state of São Paulo, Brazil) based on the theory of environmental cost accounting (ECA). Cooking oil collected from homes in Campinas was mixed with ethanol at a ratio of 7:1 and transesterified at 60° C for one hour for the obtainment of biodiesel using NaOH as a catalyst. The results of the physicochemical analyses demonstrated that the biodiesel possessed characteristics close to those required by Brazilian standards. A recent survey carried out in the city of Campinas revealed that residents are not concerned with the increased of environmental impact and ecological costs in the region caused by the disposal of used cooking oil, which is discarded in sewers and soil. Urgent action is recommended, beginning with raising awareness among the population and the implementation of a policy to determine the storage, periodic collection and use of cooking oil for the production of biodiesel. This fuel could be used for buses, trucks and machines or sold to fuel distributors, offering a savings of US$ 0.8 to 4.5 millions. Campinas could then gain environmental credits and become a sustainable city. Moreover, used cooking oil constitutes low-cost biodiesel with no consumption of raw materials and will reduce worldwide criticism directed at Brazil regarding the use of oleaginous plants for biodiesel production. Development of static mixers for miscible fluids in laminar flow with the use of computational fluid dynamics (CFD) Joaquim Jr., C.F.; Reynol, A.; Cekinski, E.; Seckler, M.M.; Nunhez, J.R. Canadian Journal of Chemical Engineering, 89 (2011), 734-744. ISSN: 0008-4034. FI = 0.630. Qualis A2. doi:10.1002/cjce.20521 Static mixers with improved performance were developed from CFD simulations in a stepwise approach. The relevant geometric features of simple mixer designs and the corresponding mixing mechanisms — laminar shear, elongational flow, and distributive mixing — were identified first. This information was used to formulate guidelines for the development of new geometries. The solid elements of the static mixer should: (a) provide restrictions to the flow; (b) deflect the flow; (c) be sequentially rotated around the flow direction to provide symmetry; (d) extend from the center of the pipe to the vicinity of the walls to avoid short-circuiting; and (e) distribute and remix the flow. Based on these guidelines, two improved mixer designs were developed: the DS A–I mixer has a good mixing efficiency and an acceptable pressure drop; the Fins 35 mixer is more efficient and compact, but requires a larger pressure drop. Their performance indicates that their use is possible on industrial applications. Simulation of a three-phase three-dimensional reacting flow in an FCC industrial riser Lopes, G.C.; Rosa, L.M.; Mori, M.; Nunhez, J.R.; Martignoni, W.P. Boletim Técnico da Petrobrás, 54 (2011), 117-129. http://vdpf.petrobras.com.br/vdpf/edicoesMaisRecentes.do This study used a three-dimensional and three-phase flow model to predict the dynamic behavior of a Fluid Catalytic Cracking (FCC) industrial reactor. It took into account heat transfer, feedstock vaporization and cracking reactions. The Eulerian/Eulerian-Lagrangian approach was used to simulate the dynamic three-phase flow inside the riser. The catalytic cracking reactions were predicted using the 4-lump model. A commercial CFD code (Fluent) was used to obtain the numerical data, and appropriate user defined functions were implemented to model the heterogeneous kinetics and the catalyst deactivation. Results show nonuniform tendencies inside the reactor, emphasizing the importance of a sophisticated model in FCC process predictions. Bioproduction of butanol in bioreactors: New insights from simultaneous in situ butanol recovery to eliminate product toxicity Mariano, A.P.; Qureshi, N.; Maciel Filho, R.; Ezeji, T.C. Biotechnology and Bioengineering, 108 (2011), 1757-1765. ISSN: 0006-3592. FI = 3.377. Qualis A1. doi:10.1002/bit.23123 Simultaneous acetone butanol ethanol (ABE) fermentation by Clostridium beijerinckii P260 and in situ product recovery was investigated using a vacuum process operated in two modes: continuous and

Boletim da FEQ Página 9intermittent. Integrated batch fermentations and ABE recovery were conducted at 37C using a 14-L bioreactor (7.0 L fermentation volume) containing initial substrate (glucose) concentration of 60 g/L. The bioreactor was connected in series with a condensation system and vacuum pump. Vacuum was applied continuously or intermittently with 1.5 h vacuum sessions separated by 4, 6, and 8 h intervals. A control ABE fermentation experiment was characterized by incomplete glucose utilization due to butanol toxicity to C. beijerinckii P260, while fermentation coupled with in situ recovery by both continuous and intermittent vacuum modes resulted in complete utilization of glucose, greater productivity, improved cell growth, and concentrated recovered ABE stream. These results demonstrate that vacuum technology can be applied to integrated ABE fermentation and recovery even though the boiling point of butanol is greater than that of water. Study of thermal and mechanical properties of PMMA/LDHs nanocomposites obtained by in situ bulk polymerization Nogueira, T.; Botan, R.; Wypych, F.; Lona, L. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 42 (2011), 1025-1030. ISSN: 1359-835X. FI = 2.410. Qualis A1. doi:10.1016/j.compositesa.2011.04.006 In this study, we have investigated in situ bulk polymerization of methyl methacrylate (MMA) in the presence of LDH intercalated with the stearate anion. In situ polymerization was evaluated in order to try to obtain a more uniform LDH dispersion in the poly(methyl methacrylate) (PMMA) matrix, which can improve the interaction between these two compounds, enhancing mechanical and thermal nanocomposite properties. In the open literature, studies about the mechanical and thermal properties of PMMA nanocomposites reinforced with stearate intercalated LDHs were not found. The results showed that LDH can be dispersed into PMMA and good mechanical and thermal properties were obtained. Optimal process operation for the production of linear polyethylene resins with tailored molecular weight distribution Pontes, K.V.; Embiruçu, M.; Maciel Filho, R.; Hartwich, A.; Marquardt, W. AIChE Journal, 57 (2011), 2149-2163. ISSN: 0001-1541. FI = 1.955. Qualis A1. doi:10.1002/aic.12438 This paper presents an optimization model to determine optimal operating policies for tailoring high density polyethylene in a continuous polymerization process. Shaping the whole molecular weight distribution (MWD) by adopting an appropriate choice of operating conditions is of great interest when designing new polymers or when improving quality. The continuous tubular and stirred tank reactors are modeled in steady state by a set of differential-algebraic equations with the spatial coordinate as independent variable. A novel formulation of the optimization problem is introduced. It comprises a multi-stage optimization model with differential-algebraic equality constraints along the process path and inequality end-point constraints on product quality. The resulting optimal control problem is solved at high computational efficiency by means of a shooting method. The results show the efficiency of the proposed approach and the benefit of predicting and controlling the complete MWD as well as the interplay between operating conditions and polymer properties. Application of electrochemically produced aluminum hydroxide gel for prepurification of recombinant synthetic green fluorescent protein produced in tobacco leaves Robić, G.; Lacorte, C.; Rech, E.L.; Miranda, E.A. Biotechnology Progress, 27 (2011), 1029-1035. ISSN: 8756-7938. FI = 2.389. Qualis A1. doi:10.1002/btpr.627 The use of recombinant proteins has increased greatly in recent years, as also have increased the number of techniques and materials used for their production and purification. Among the different types of bioreactors being studied, there is a general consensus among scientists that production in green plant tissues such as leaves is more feasible. However, the presence of chlorophyll and phenolic compounds in plant extracts, which can precipitate and denature the proteins besides damaging separation membranes and gels, makes this technology impracticable on a commercial scale. In the present work, the adsorption to electrochemically produced aluminum hydroxide gel was applied as a prepurification step for recombinant synthetic green fluorescent protein (sGFP), also referred to as enhanced green fluorescent protein, produced in Nicotiana benthamiana leaves. Removal efficiencies of 99.7% of chlorophyll, 88.5% of phenolic compounds, and 38.5% of native proteins from the N. benthamiana extracts were achieved without removing sGFP from the extracts. As electrochemical preparation of aluminum hydroxide gel is a cost-effective technique, its use can substantially contribute to the development of future production platforms for recombinant proteins produced in green plant tissues of pharmaceutical and industrial interest.

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Electrocoagulation as a clarification and pre-purification step in plant based bioprocesses Robić, G.; Miranda, E.A. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 16 (2011), 777-784. ISSN: 1226-8372. FI = 1.004. Qualis B1. doi:10.1007/s12257-010-0420-5 Electrocoagulation is a technique that has been applied to water and wastewater treatment. We propose here extension of this technique to the field of plant downstream processing (DSP), where plants are used as a bioreactors for recombinant protein production. The main problem in plant-based bioreactors is the presence of chlorophyll and phenolic compounds in plant extracts, which tend to precipitate and denature proteins. Their removal from the extracts is essential, since they have a large impact on the DSP performance. In the present work we studied the application of an electrocoagulation based technique to clarify tobacco leaf extracts by removing chlorophyll and phenolic compounds. By manipulating the pH of electrocoagulation, 90% of chlorophyll, 65% of phenolic compounds, and only 23% of total protein were removed from the extract. The process preferentially removes proteins with more acidic pI (below 6.03) and the pH of the process differentially effects removal of acidic and basic proteins. Drying of tropical fruit pulps: spouted bed process optimization as a function of pulp composition Rocha, S.C.S.; Souza, J.S.; Alsina, O.L.S.; Medeiros, M.F.D. Drying Technology, 29 (2011), 1587-1599. ISSN: 0737-3937. FI = 1.662. Qualis A1. doi:10.1080/07373937.2011.585442 Results of drying of tropical fruit pulps in spouted beds (SBs) are presented, focusing on the effects of fruit pulp composition on the SB fluid dynamics and process performance and the development of new products formulated from mixtures of pulps with varied composition. It was verified that high starch and lipid contents favored stable fluid dynamics and high powder production efficiency, while high reducing sugar concentrations resulted in bad dynamic regime and very low powder production. Powder production efficiency was statistically correlated with the pulp composition. Also, drying of mixtures of fruit pulps with addition of starch and lipids was investigated. Results of fluid dynamics, drying performance, and sensory tests of yogurts enriched with the powders revealed promising potential of the SB for obtaining high-quality fruit powders. Polymorphism, crystallinity and hydrophilic-lipophilic balance of stearic acid and stearic acid-capric/caprylic triglyceride matrices for production of stable nanoparticles Severino, P; Pinho, S.C.; Souto, E.B.; Santana, M.H.A. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 86 (2011), 125-130. ISSN: 0927-7765. FI = 2.600. Qualis A2. doi:10.1016/j.colsurfb.2011.03.029 There is an increasing interest in lipid nanoparticles because of their suitability for several administration routes. Thus, it becomes even more relevant the physicochemical characterization of lipid materials with respect to their polymorphism, lipid miscibility and stability, as well as the assessment of the effect of surfactant on the type and structure of these nanoparticles. This work focuses on the physicochemical characterization of lipid matrices composed of pure stearic acid or of mixtures of stearic acid-capric/caprylic triglycerides, for drug delivery. The lipids were analyzed by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Wide Angle X-ray Diffraction (WAXD), Polarized Light Microscopy (PLM) and Hydrophilic-Lipophilic Balance (HLB) in combination with selected surfactants to determine the best solid-to-liquid ratio. Based on the results obtained by DSC and WAXD, the selected qualitative and quantitative composition contributed for the production of stable nanoparticles, since the melting and the tempering processes provided important information on the thermodynamic stability of solid lipid matrices. The best HLB value obtained for stearic acid-capric/caprylic triglycerides was 13.8, achieved after combining these lipids with accepted surfactants (trioleate sorbitan and polysorbate 80 in the ratio of 10:90). The proposed combinations were shown useful to obtain a stable emulsion to be used as intermediate form for the production of lipid nanoparticles. CFD modelling of a bubble column with an external loop in the heterogeneous regime Silva, M.K.; d'Ávila, M.A.; Mori, M. Canadian Journal of Chemical Engineering, 89 (2011), 671-681. ISSN: 0008-4034. FI = 0.630. Qualis A2. doi:10.1002/cjce.20417 CFD simulations of a cylindrical bubble column with an external loop were carried out. The effects of average bubble size, bubble size distribution, axial liquid velocity, and the two-inlets configuration were evaluated and compared with experimental and simulation data. The drag force was modelled with the Ishii–Zuber model and the turbulence of the continuous phase with the k−ε model. For breakup the Luo and Svendsen model was chosen and for the coalescence effects the Prince and Blanch model was used.

Boletim da FEQ Página 11Results show that the external loop influences gas holdup near the entrance and at high gas superficial velocities a radial symmetry is obtained in the fully developed region. Setembro Liquid-liquid equilibria in water + acrylic acid + {1-butanol or 2-butanol or 1-pentanol} systems at T = 293.2 K, T = 303.2 K and T = 313.2 K and atmospheric pressure Batistell, M.C.; Alves, T.C.; Guadagnini, T.R.; Oliveira, L.H.; Aznar, M. Journal of Chemical Thermodynamics, 43 (2011), 1381-1388. ISSN: 0021-9614. FI = 1.966. Qualis A1. doi:10.1016/j.jct.2011.04.009 Liquid-liquid equilibrium (LLE) data for water + acrylic acid + {1-butanol or 2-butanol or 1-pentanol} at T = 293.2 K, T = 303.2 K and T = 313.2 K and atmospheric pressure (≈ 95 kPa) were determined by Karl Fischer titration and densimetry. All systems present type I binodal curves. The size of immiscibility region changes little with an increase in temperature, but increases according to the solvent, following the order: 2-butanol < 1-butanol < 1-pentanol. Values of solute distribution and solvent selectivities show that 1-pentanol is a better solvent than 1-butanol or 2-butanol for acrylic acid removal from water solutions. Quality of data was ascertained by Hand and Othmer-Tobias equations, giving R2 > 0.916, mass balance and accordance between tie-lines and cloud points. The NRTL model was used to correlate experimental data, by estimating new energy parameters, with root mean square deviations below 0.0053 for all systems. Purificação da enzima bromelina presente no curauá (Ananas erectifolius L.B. SMITH) variedade roxa, por sistema bifásico aquoso PEG 4000/fosfato de potássio Ferreira, J.F.; Sbruzzi, D.; Barros, K.V.G.; Machado, I.S.; Tambourgi, E.B. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 13 (2011), 189-194. ISSN: 1517-8595. http://www.deag.ufcg.edu.br/rbpa/rev132/Art1329.pdf O curauá (Ananas erectifolius L.B. SMITH) é uma planta característica do Norte e Centro-oeste do Brasil e produz uma fibra de alta resistência com aplicações em diversas áreas, principalmente na indústria automobilística. Pertencente a família das Bromeliaceae contém níveis significativos de bromelina, conjunto de enzimas proteolíticas com aplicação em diversas áreas tais como em indústrias alimentícias, farmacêuticas e de cosméticos. Neste trabalho, avaliou-se a purificação da enzima presente nas folhas do curauá (Ananas erectifolius L.B. SMITH), através de sistema bifásico aquoso PEG 4000/fosfato de potássio. Mediu-se a atividade enzimática em cada fase pelo método de biureto, obtendo-se o fator de purificação (FP), com o objetivo de otimizar as condições de purificação da bromelina. Utilizou-se 03 valores de pH 7,0; 8,0 e 9,0 variando-se a composição proporcional entre a fase polimérica e salina (tie-lines), Foi utilizada a variedade roxa do curauá. Os resultados mostraram que sistema PEG 4000/fosfato de potássio com maior concentração polimérica e em pH 7,0; apresentou melhor resultado na purificação enzimática. Improving refinery wastewater for microalgal biomass production and CO2 biofixation: Predictive modeling and simulation Lacerda, L.M.C.F.; Queiroz, M.I.; Furlan, L.T.; Lauro, M.J.; Modenesi, K.; Jacob-Lopes, E.; Franco, T.T. Journal of Petroleum Science and Engineering, 78 (2011), 679-686. ISSN: 0920-4105. FI = 0.761. Qualis A2. doi:10.1016/j.petrol.2011.07.003 The objective of this research was to evaluate the use of refinery wastewater in microalgae cultivation for CO2 biofixation and biomass production. Two strategies were considered in making the use of wastewater viable for supporting biomass growth: (i) dilution of wastewater in synthetic BGN medium and (ii) supplementation of wastewater with salts from synthetic medium. Five mathematical growth models (logistic, Gompertz, modified Gompertz, Baranyi, and Morgan) were used to estimate the biomass productivity in continuous processes and to predict the following parameters of cell growth: lag phase duration, maximum specific growth rate and maximum cell concentration. The results demonstrated that the addition of 25% of the salts (w/v) in the BGN medium to wastewater favors microalgae growth. Using statistical and physiological significance criteria, the modified Gompertz model was considered the most appropriate for quantifying biomass growth. The model prediction analysis shows the possibility to obtain 1.41kgbiomass/Lreactor in 1000 h of continuous processing with a consequent biofixation of 2.61kgCO2/Lreactor.

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Modeling insights on the TEMPO mediated radical polymerization of styrene Murari, A.R.; Contant, S.; Lona, L.M.F.; Vivaldo-Lima, E.; McManus, N.T.; Penlidis, A. Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry, 48 (2011), 681-687. ISSN: 1060-1325. FI = 0.816. Qualis B2. doi:10.1080/10601325.2011.596039 Despite a great deal of research on nitroxide mediated radical polymerization (NMRP), its kinetic mechanism is not fully known yet. The focus of this work was to contribute further to the understanding of the kinetics of NMRP processes through refinements of a comprehensive mathematical model developed by our group for the bimolecular system. This work considered important secondary reactions that can occur during the NMRP process. It also analyzed important kinetic aspects via a sensitivity study on some key parameters of the system. It was observed that an irreversible reaction between the TEMPO controller and the chemical initiator is very important and must be considered in the NMRP mechanism, in order to be able to describe properly both conversion and average molecular weight data. Two-step synthesis and properties of a magnetic-field-sensitive modified maltodextrin-based hydrogel Paulino, A.T.; Fajardo, A.R.; Junior, A.P.; Muniz, E.C.; Tambourgi, E.B. Polymer International, 60 (2011), 1324-1333. ISSN: 0959-8103. FI = 2.137. Qualis A1. doi:10.1002/pi.3084 A magnetic-field-sensitive modified maltodextrin-based hydrogel (ferrogel) was synthesized. Fourier transform infrared and 13C-CP/MAS NMR spectral analyses confirmed the efficiency of the gelling process. X-ray diffraction analysis revealed the appearance of new crystalline planes in the hydrogel diffractograms after embedding of magnetite nanoparticles. Magnetization curves and Mössbauer analysis revealed that the magnetic hydrogel has a high lattice strain due to bonded iron atom covalence. Moreover, some magnetite molecules embedded in the hydrogel ensure a degree of paramagnetism and iron atoms exhibiting oxidation states alternating between 2 and 3 in the final material. Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray analysis revealed that no phase separation occurred between the magnetite nanoparticles and crosslinked hydrogel, indicating excellent dispersion throughout the hydrogel. Moreover, the average pore sizes decreased on increasing the amount of magnetite inside the polymer network. The results of compression stress versus strain revealed that the elasticity of the magnetic hydrogel was increased on increasing the amount of magnetite nanoparticles. Finally, kinetic studies revealed that the diffusion mechanism of water in the hydrogel is driven by anomalous release with a tendency towards the occurrence of macromolecular relaxation. Production of bioethanol, methane and heat from sugarcane bagasse in a biorefinery concept Rabelo, S.C.; Carrere, H.; Maciel Filho, R.; Costa, A.C. Bioresource Technology, 102 (2011), 7887-7895. ISSN: 0960-8524. FI = 4.635. Qualis A1. doi:10.1016/j.biortech.2011.05.081 The potential of biogas production from the residues of second generation bioethanol production was investigated taking into consideration two types of pretreatment: lime or alkaline hydrogen peroxide. Bagasse was pretreated, enzymatically hydrolyzed and the wastes from pretreatment and hydrolysis were used to produce biogas. Results have shown that if pretreatment is carried out at a bagasse concentration of 4% DM, the highest global methane production is obtained with the peroxide pretreatment: 72.1 L methane/kg bagasse. The recovery of lignin from the peroxide pretreatment liquor was also the highest, 112.7 ± 0.01 g/kg of bagasse. Evaluation of four different biofuel production scenarios has shown that 63-65% of the energy that would be produced by bagasse incineration can be recovered by combining ethanol production with the combustion of lignin and hydrolysis residues, along with the anaerobic digestion of pretreatment liquors, while only 32-33% of the energy is recovered by bioethanol production alone. Copolymer hydrogel microspheres consisting of modified sulfate chondroitin-co-poly(N-isopropylacrylamide) Reis, A.V.; Guilherme, M.R.; Almeida, E.A.M.S.; Kunita, M.H.; Muniz, E.C.; Rubira, A.F.; Tambourgi, E.B. Journal of Applied Polymer Science, 121 (2011), 2726-2733. ISSN: 1097-4628. FI = 1.203. Qualis A1. doi:10.1002/app.33705 Modified chondroitin sulfate (π-CdS) microspheres were synthesized by way of crosslinking-copolymerization reaction with N-isopropylacrylamide (NIPAAm), yielding CdS-co-PNIPAAm copolymer network. The incorporation of vinyl groups onto the CdS was processed with the use of glycidyl methacrylate (GMA) in an aqueous solution of pH 3.5 under stirring speed of 800 rpm at 50°C. 13C NMR and 1H NMR spectra of CdS treated with the GMA indicated the formation of 3-methacryloyl-1-glyceryl ester of π-CdS and 3-methacryloyl-2-glyceryl ester of π-CdS that are the reaction products resultant of an

Boletim da FEQ Página 13epoxide ring-opening mechanism via. The synthesis of microspheres was performed via radical reaction of the vinyl groups at the π-CdS with vinyl groups at the NIPAAm in a water−benzyl alcohol microemulsion. The formation of spherical structures is the result of the polymerization-crosslinking reaction of the π-CdS with the NIPAAm monomers at the droplets of water, in view that both reactants have hydrophilic characteristics at the temperature at which the reaction was processed. The pure CdS hydrogel microspheres showed a slightly cracked structure with a lower diameter range while the CdS-co-PNIPAAm hydrogel microspheres showed a flat and tight structure with a more regular mass distribution. Evolution of textural properties and performance of Ir/Al2O3 catalysts during hydrazine catalytic decomposition in a 2 N satellite thruster Soares Neto, T.G.; Dias, F.F.; Cobo, A.J.G.; Cruz, G.M. Chemical Engineering Journal, 173 (2011), 220-225. ISSN: 1385-8947. FI = 3.074. Qualis A1. doi:10.1016/j.cej.2011.07.063 Ir/Al2O3 catalysts with an approximate metal content of 30% in weight were prepared by incipient wetness methodology. Three alumina with different textural properties were chosen due to their different macro and mesoporosity. Catalysts were prepared through three consecutive impregnations and H2IrCl6 was used as a metallic precursor. They were characterized before and after the tests in a 2 N satellite thruster, according to specific surface area, volume and pore size distribution, and specific metallic area. Thrust performance stability, temperature and stagnation pressure in the chamber, and mass loss were analyzed. Catalyst's performance was then compared with that of the Shell 405 commercial catalyst. Liberação de benzoato de cálcio de filmes de alginato de sódio reticulados com íons cálcio Turbiani, F.R.B.; Kieckbusch, T.G.; Gimenes, M.L. Polímeros, 21 (2011), 175-181. ISSN: 0104-1428. FI = 0.436. Qualis B1. doi:10.1590/S0104-14282011005000034 Biofilmes confeccionados à base de alginato de sódio foram reticulados com íons Ca++ provenientes de duas fontes, cloreto e benzoato de cálcio, e continham glicerol como plastificante. Inicialmente, devido ao alto poder gelificante do Ca++, um filme de baixo grau de reticulação foi confeccionado por casting (1º estágio). Esse filme sofreu uma reticulação complementar por imersão em uma solução contendo de 3 a 7% de CaCl2.2H2O, além de glicerol (2º estágio). A liberação de benzoato de cálcio foi avaliada em diferentes concentrações de agente ativo no filme e dois níveis de reticulação do alginato. O mecanismo envolvido no processo de difusão foi investigado usando o modelo da Lei de Potência. Os resultados indicaram que a difusão de benzoato de cálcio em filmes de alginato apresenta características de comportamentos Fickiano e não-Fickiano. Os coeficientes de difusão efetivos obtidos usando a solução em série derivada da 2ª Lei de Fick são próximos aos valores obtidos pela solução em tempos curtos, com valores de difusividade efetiva do benzoato variando de 3 a 5.10-7 cm2/s. Os valores de difusividade diminuíram com o aumento da intensidade de reticulação e aumentaram com a concentração de benzoato no filme. Development of a computational model to the vacuum distillation tower used in petroleum refining: an analysis of the consumption of stripping steam Vadinal, R.B.; Maia, J.P.; Wolf Maciel, M.R. International Review of Chemical Engineering, 3 (2011). ISSN: 2035-1755. http://www.praiseworthyprize.com/ireche_latest.html#Development_of_a_Computational_Model_to_the_Vacuum_Distillation_Tower_Used_in_Petroleum_Refining:_an_Analysis_of_the_Consumption_of_Stripping_Steam Despite advances in process simulators, none computational model reproduces faithfully the phenomena that occur in a vacuum tower for the petroleum refining. The model developed in Aspen Plus 22.0 simulator considers the separation of phases in the transfer line and the entrainment of oil to the washing zone. To test the model created, we selected two oils (ATR13 and ATR19) previously studied. Increasing the consumption of stripping steam reduces the generation of vacuum residue and increases the production of vacuum gasoils. In comparison to the base case, raising the percentage of steam from 0.75% to 5.0% (based on the mass flow of oil fed in the tower) allows an increase of 17.9% and 19.0% in the production of vacuum gasoils to ATR13 and ATR19, respectively, and a reduction of 11.8% (ATR13) and 11.3% (ATR19) in the generation of vacuum residue.

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Teses e Dissertações Julho - Setembro 2011

Mestrado: 889. Rodolfo Balthazar Vadinal. Desenvolvimento de modelos para torre de vácuo de refinaria de petróleo: da abordagem robusta ao treinamento de operadores. Orientador: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel. Defesa: 01/07/2011. 890. Natalie Alexandra Amezquita Fonseca. Simulação do processo de adsorção PSA para separação da mistura etanol-água. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 04/07/2011. 891. Brunno Ferreira dos Santos. Desenvolvimento de um controlador preditivo baseado em redes neurais para aplicação em uma planta de polimerização de estireno. Orientador: Profa. Dra. Ana Maria Frattini Fileti. Defesa: 04/07/2011. 892. Nemailla Bonturi. Purificação em etapa cromatográfica única de DNA plasmidial a partir de lisado neutralizado visando a sua aplicação em estudos de terapia e vacinação gênica. Orientadores: Prof. Dr. Everson Alves Miranda e Prof. Dr. Adriano Rodrigues Azzoni (Poil/USP). Defesa: 04/07/2011. 893. Dayana de Gusmão Coêlho. Modelagem e otimização do processo de síntese do ácido propanóico via fermentação do glicerol. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 04/07/2011. 894. Tiago Dias Martins. Implementação e testes de métodos Monte Carlo para simulação de equilíbrio sólido-líquido. Orientador: Prof. Dr. Charlles Rubber de Almeida Abreu. Defesa: 05/07/2011. 895. Lia Margarita Cohen Paternina. Modelagem e simulação do processo de fermentação extrativa a vácuo com uma câmara de flash e separação do CO2 utilizando uma coluna de absorção. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 07/07/2011. 896. Ana Lívia Chemeli Senedese. Estruturação tridimensional de scaffolds de policaprolactona via manufatura aditiva. Orientadores: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho e Dr. Jorge Vicente Lopes da Silva (Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer). Defesa: 08/07/2011. 897. Max Adilson Lima Costa. Título: Extração de compostos com ação antifúngica de folhas secas de Senna reticulata. Orientadores: Prof. Dr. Everson Alves Miranda e Prof. Dr. Paulo de Tarso Vieira e Rosa (IQ/UNICAMP). Defesa: 08/07/2011. 898. Valter Luís Zuliani Stroppa. Avaliação da influência de emulsificantes no processo de microestruturação de chocolate amargo. Orientador: Prof. Dr. Theo Guenter Kieckbusch. Defesa: 11/07/2011. 899. Gisele Luiza Pavan. Efeito do íon metálico, do sistema tamponante e da adição de sal (NaCl) na adsorção de IgG humana em fibras ocas derivatizadas com Cm-asp. Orientador: Profa. Dra. Sônia Maria Alves Bueno. Defesa: 12/07/2011. 900. Jackiney Alfaia Souza. Estudo experimental do equilíbrio sólido-líquido dos sistemas tripalmitina + triestearina e óleo de palma + triestearina através da microscopia óptica. Orientador: Profa. Dra. Maria Alvina Krähenbühl. Defesa: 15/07/2011. 901. Marcos Roberto Rossan. Preparação e caracterização de micro e nanopartículas lipídicas sólidas para aplicação em cosméticos. Orientador: Profa. Dra. Maria Helena Andrade Santana. Defesa: 28/07/2011.

Boletim da FEQ Página 15 902. Bernardo Hendler. Construção de um software de simulação e ajuste de curvas cinéticas para o processo de fermentação em batelada alimentada. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 29/07/2011. 903. Caroline Paganucci dos Reis Malere. Síntese e caracterização de padrão de poliestireno para cromatografia de permeação em gel através da polimerização via radical livre controlada mediada por radicais nitróxidos. Orientador: Profa. Dra. Liliane Maria Ferrareso Lona. Defesa: 08/08/2011. 904. Denise Furigo de Melo. Estudo da viabilidade para fabricação de fibra óptica polimérica (FOP) por extrusão vertical. Orientador: Prof. Dr. Júlio Roberto Bartoli. Defesa: 15/08/2011. 905. Dimas Henrique Lanfredi Viola. Estudo experimental e correlação da entalpia em excesso molar de soluções líquidas binárias contendo 1-nonanol ou 1-decanol e acetonitrila a diferentes temperaturas e pressão atmosférica utilizando os modelos ERAS e PFP. Orientador: Prof. Dr. Artur Zaghini Francesconi. Defesa: 19/08/2011. 906. Danielle Lacerda Lupetti Ferraz. Remoção de fenóis por adsorção de efluente de refinaria de petróleo. Orientador: Prof. Dr. Antônio Carlos Luz Lisboa. Defesa: 22/08/2011. 907. Astrid Juliana Rincón-Lasprilla. Síntese do poli-ácido láctico a partir do ácido láctico para aplicação biomédica. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 24/08/2011. 908. Natalia Prieto-Jiménez. Simulação da combustão de coque em regeneradores FCC usando fluidodinâmica computacional. Orientador: Prof. Dr. Milton Mori. Defesa: 25/08/2011. 909. Marcele Fonseca Passos. Desenvolvimento de tecnologia de biofabricação com laser infravermelho para recobrimento de próteses articulares com hidrogel. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 29/08/2011. 910. Oscar Mauricio Díaz-Rodriguez. Otimização da produção de celulases a partir de substratos alternativos. Orientadores: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho e Dra. Célia Maria Araújo Galvão (Centro de Tecnologia Canavieira, CTC). Defesa: 30/08/2011. 911. Pablo Andrés Álvarez-Gómez. Simulação de diferentes alternativas de arranjo de uma unidade de fermentação piloto móvel para a produção de etanol. Orientador: Profa. Dra. Maria Regina Wolf Maciel. Defesa: 31/08/2011. 912. Guillermo Andrés Rueda-Martínez. Modelagem e simulação do processo de produção de PLA (poli-ácido láctico) obtido a partir de fontes renováveis para uso biomédico. Orientador: Prof. Dr. Rubens Maciel Filho. Defesa: 31/08/2011. 913. Walter Aníbal Rammazzina Filho. Recobrimento de tela de polipropileno com quitosana e polietileno glicol por deposição via electrospinning. Orientadores: Profa. Dra. Ângela Maria Moraes e Prof. Dr. José Alberto Fracassi da Silva (IQ/UNICAMP). Defesa: 05/09/2011. 914. João Paulo Fernandes Vieira. Separação enantiomérica do marcador molecular FMOC-POAC por CLAE em fase estacionária normal e reversa. Orientador: Prof. Dr. César Costapinto Santana. Defesa: 22/09/2011. 915. Glazieli Marangoni de Oliveira Gouveia. Influência da adição de hardfats sobre as propriedades tecnológicas do óleo de palma visando a aplicação em chocolates. Orientador: Prof. Dr. Theo Guenter Kieckbusch. Defesa: 30/09/2011.

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Doutorado: 469. Manuela Souza Leite. Projeto, montagem e instrumentação de um protótipo experimental de sistema de polimerização para o desenvolvimento e implementação de diferentes técnicas de controles inteligentes. Orientador: Prof. Dr. Flávio Vasconcelos da Silva e Profa. Dra. Liliane Maria Ferrareso Lona. Data: 11/08/2011. 470. Paulo Jardel Pereira Araujo. Avaliação da permeabilidade em membrana tubular de TiO2/Al2O3 dos constituintes do sistema reacional heterogêneo para produção de biodiesel. Orientador: Profa. Dra. Teresa Massako Kakuta Ravagnani e Profa. Dra. Leila Peres. Data: 19/08/2011. 471. Stella Alonso Rocha. Cálculo do equilíbrio sólido-líquido e ajuste de parâmetros para modelos termodinâmicos em misturas binárias e ternárias de ácidos graxos, seus ésteres e triacilgliceróis. Orientador: Prof. Dr. Reginaldo Guirardello. Data: 09/09/2011. 472. Anayla dos Santos Sousa. Estudo dos modos batelada e reciclo externo estacionário para a separação do ácido hialurônico por cromatografia de exclusão por tamanho. Orientador: Prof. Dr. César Costapinto Santana. Data: 23/09/2011. 473. Juliana Ferrari Ferreira. Extração e caracterização da enzima bromelina presente no resíduo do curauá (Ananás Erectifolius L. Smith). Orientador: Prof. Dr. Elias Basile Tambourgi. Data: 23/09/2011

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A Nova FEQ Departamento de Engenharia de Sistemas Químicos (DESQ) Ana Maria Frattini Fileti Antônio José Gomez Cobo Artur Zaghini Francesconi Elias Basile Tambourgi Elizabete Jordão Flávio Vasconcelos da Silva José Vicente Hallak d'Angelo Maria Teresa Moreira Rodrigues Roger Josef Zemp Sandra Lúcia da Cruz Teresa Massako Kakuta Ravagnani Departamento de Engenharia de Materiais e de Bioprocessos (DEMBio) Ana Rita Morales Ângela Maria Moraes Cesar Costapinto Santana Edison Bittencourt Everson Alves Miranda João Sinézio de Carvalho Campos Julio Roberto Bartoli Leila Peres Liliane Maria Ferrareso Lona Lúcia Helena Innocentini Mei Lucimara Gaziola de la Torre Maria Helena Andrade Santana Marisa Masumi Beppu Sônia Maria Alves Bueno Theo Guenter Kieckbusch Wagner dos Santos Oliveira

Departamento de Engenharia de Processos (DEPro) Adilson Pires Afonso Antonio Carlos Luz Lisbôa Edson Tomaz Gustavo Paim Valença José Roberto Nunhez Marco Aurélio Cremasco Maria Aparecida Silva Milton Mori Osvaldir Pereira Taranto Sandra Cristina dos Santos Rocha Telma Teixeira Franco Departamento de Desenvolvimento de Processos e Produtos (DDPP) Aline Carvalho da Costa Katia Tannous Maria Alvina Krähenbühl Maria Regina Wolf Maciel Martín Aznar Melissa Gurgel Adeodato Vieira Meuris Gurgel Carlos da Silva Reginaldo Guirardello Roberta Ceriani Rubens Maciel Filho Sergio Persio Ravagnani

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Notas curtas A editora Pergamon Press lançou a segunda edição do livro Comprehensive Biotechnology (ISBN: 978-0-444-53352-4), editado por Murray Moo-Young (University of Waterloo, Canadá); Michael Butler (University of Manitoba, Canadá); Colin Webb (University of Manchester, UK); Antonio Moreira (University of Maryland, USA); Bernard Grodzinski (University of Guelph, USA); Z. F. Cui (University of Oxford, UK) e Spiros Agathos (Catholic University of Louvain, Bélgica). O capítulo 2.46, Precipitation and Crystallization, é da autoria do Prof. Dr. Everson A. Miranda, do Departamento de Engenharia de Materiais e Bioprocessos (DEMBio), junto com os professores doutores Pedro de Alcântara Pessôa Filho (Poli/USP) e Érika Ohta Watanabe (FEQ/UFU), e a aluna Gisele Medeiros Hirata (FEQ/UNICAMP). A obra, que engloba mais de 5 mil páginas em seis volumes, apresenta conceitos fundamentais nos princípios e aplicação da biotecnologia,integrando os mais recentes conhecimentos científicos com a prática industrial.

Palestras na FEQ

No dia 07 de julho, o Prof. Dr. Ademir Castro e Silva, do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Recursos Naturais da Universidade do Estado do Amazonas (Parintins), apresentou a palestra “Potencial

biotecnológico de fungos da região do Baixo Amazonas”. A visita do Prof. Ademir foi organizada pelo Prof. Everson A. Miranda.

No dia 05 de agosto, o Prof. Dr. Pratim Biswas, da Washington University, Saint Louis (USA) ministrou a palestra “The energy-environment nexus: aerosol science and technology enabling solutions”. A visita

do Prof. Biswas foi organizada pelo Prof. Gustavo P. Valença.

No dia 10 de agosto, o Prof. Dr. Martin Schmal, professor emérito da UFRJ e membro da Academia Brasileira de Ciências, ministrou a palestra “Catalisadores nano-estruturados – analises com

reações in situ”. A visita do Prof. Schmal foi organizada pelo Prof. Gustavo P. Valença.

No dia 22 de agosto, os professores Emile van Zyl (e) e Johann F Görgens (d), do Center

for Renewable and Sustainable Energy Studies da Stellenbosch University (Africa do Sul), ministraram a palestra “Development of 2nd generation biomass conversion technologies”. A visita dos professores van Zyl e Görgens foi organizada pelo Prof. Rubens Maciel Filho.

No dia 19 de setembro, o Prof. Dr. Hirosho Moritomi, da Univesidade de Gifu (Japão) ministrou a palestra “Hydrogen society or carbon society: which one will you choose in the future?”. A visita do Prof. Moritomi se deu no contexto do IX Workshop Brasil-Japão, e foi organizada

pelo Prof. Gustavo P. Valença. Entre os mais citados O artigo Retention of Vitamin C in Drying Processes of Fruits and Vegetables: A Review [Drying Technology, 26 (2008), 1421-1437] de autoria da Profa. Dra. Maria Aparecida Silva, do Departamento de Engenharia de Processos (DEPro), e do aluno Paulo Henrique Santos, foi um dos artigos mais citados da conceituada revista Drying Technology no período 2008-2010. Parabéns ao Paulo e à Profa. Cida!

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Prêmio Braskem ABEQ A tese de doutorado “Produção e Controle da Síntese do Éster de Ácido Acrílico através da Fermentação do Ácido Láctico”, de autoria de Betânia Hoss Lunelli, orientada pelo Prof. Dr. Rubens Maciel Filho, do Departamento de Desenvolvimento de

Processos e Produtos (DDPP), conquistou o primeiro lugar na 10 edição do Prêmio Nacional de Pós-Graduação Braskem ABEQ. A tese foi defendida em setembro de 2010. O prêmio foi instituído com o objetivo de apoiar o avanço da ciência e da tecnologia no país, por meio da promoção de trabalhos de desenvolvimento e pesquisa de alto nível e relevantes para o país. A premiação é de R$ 6000,00. Parabéns à Dra. Betânia e ao Prof. Rubens! Butanol a vácuo A pesquisa desenvolvida dentro do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia, BIOEN, pelo Dr. Adriano Pinto Mariano, pesquisador da FEQ sob a supervisão do Prof. Dr. Rubens Maciel Filho, foi matéria da revista Pesquisa FAPESP (número). O butanol, um potencial combustível, foi extraído do caldo de fermentação por um método declarado inapropriado durante décadas: a destilação a vácuo. Segundo o Prof. Rubens, é uma quebra de paradigma. "O uso do vácuo não é novo, o que é novo é usá-lo para extrair butanol", reforça Adriano. Acreditava-se que o vácuo só funcionava para extração de substâncias mais voláteis do que a água, como o etanol (78C). A técnica não valeria para o butanol porque ele tem um ponto de ebulição superior ao da água (117C). No entanto, em seu trabalho de pós-doutorado, Adriano mostrou que seria teoricamente possível e comprovou experimentalmente. "Ninguém acreditaria se eu não mostrasse que funciona na prática, então fui para os Estados Unidos, onde teria os recursos para fazer os experimentos necessários", conta. Isso aconteceu no laboratório do microbiologista Thaddeus Ezeji, na Universidade de Ohio, em colaboração com o engenheiro químico Nasib Qureshi, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA). No experimento, Mariano montou um aparato a vácuo em que aquecia uma solução de açúcar misturada à bactéria Clostridium beijerinckii, microrganismo usado para

fermentação anaeróbica. Por causa do vácuo, a solução ferve a apenas 37C, uma temperatura confortável para as bactérias. "Mostramos que, quando a concentração de butanol não é muito alta, o vácuo é suficiente para extraí-lo da solução", explica. Os resultados renderam um artigo na edição de agosto da Biotechnology and Bioengineering, uma das principais revistas da área, além de ser mencionado como destaque na edição. Um aspecto importante é que a técnica permite retirar o butanol enquanto ele é produzido. Com essa retirada, a concentração da substância nunca fica alta na solução, o que seria tóxico para as bactérias, que assim conseguem converter todo o açúcar em butanol, etanol e acetona. Ainda em colaboração com Thaddeus Ezeji e Rubens Maciel Filho, Adriano pretende otimizar o processo e, quem sabe, alcançar a escala de produção industrial. Já existe no Brasil uma usina produzindo butanol pelo método tradicional, pouco produtivo por causa da toxicidade da própria substância aos microrganismos. O butanol tem um conteúdo energético 30% mais alto que o etanol, o que o torna uma boa opção para ser misturado aos combustíveis que movem a frota brasileira. “O butanol não vai competir com a produtividade do etanol, mas pode ser usado para aumentar a eficiência dos combustíveis”, explica o pesquisador. Análise da Poluição na Lagoa da Francesa - Parintins Localizada na cidade de Parintins, a Lagoa da Francesa é abastecida diretamente pelo rio Amazonas e apresenta uma variação natural no volume de água ao longo do ano, que determina os períodos de vazante/seca e enchente/cheia, obedecendo às características da região. A Lagoa da Francesa recebe resíduos domésticos e industriais, cuja composição variada vem modificando as características naturais de suas águas. Como os recursos hídricos constituem sistemas dinâmicos que participam do ciclo de sobrevivência dos seres vivos, é imperiosa sua conservação por meio do controle da qualidade de suas águas. Foi esta a motivação da dissertação de mestrado da química Solenise Pinto Rodrigues Kimura, orientada pela professora Meuris Gurgel Carlos da Silva, do Departamento de Desenvolvimento de Processos e Produtos (DDPP), e que foi objeto de matéria publicada no Jornal da UNICAMP n XXX. Para a professora Meuris, a pesquisa se justifica por “estarmos no país mais rico em recursos

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hídricos, em que se concentra 12% da água doce do planeta, 70% dela disponível na maior bacia hidrográfica do planeta”. Não existe nenhum tipo de tratamento dos efluentes da Lagoa da Francesa, e há a preocupação de identificar possíveis fontes poluidoras e analisar parâmetros físicos, químicos e biológicos de relevância ambiental para, a partir deles, determinar os principais poluentes presentes, comparando-os aos limites legais, respeitadas as características naturais das águas da região, e ainda auxiliar na indicação de processos de tratamento mais adequados.

A profa. Meuris Gurgel Carlos da Silva e a química

Solenise Pinto Rodrigues Kimura

Com base nas possíveis e principais fontes poluentes constituídas por cinco postos de combustíveis flutuantes, dois locais em que desembarcam esgotos domésticos, três estaleiros, uma madeireira e um hotel, o trabalho concentrou-se na coleta de água em quatro pontos distintos da lagoa, realizadas nos meses de fevereiro e junho de 2010, períodos que compreendem os níveis baixos e altos das águas, respectivamente. Foram analisados parâmetros físicos – cor e turbidez; parâmetros físico-químicos – pH, alcalinidade, dureza, salinidade, demanda biológica e química de oxigênio, oxigênio dissolvido, concentrações de metais pesados (cádmio, chumbo, cobre, níquel, cromo e zinco), carga orgânica; e parâmetros biológicos – coliformes fecais. Comparando os valores obtidos nos dois períodos, foi possível identificar e avaliar as variáveis que afetam a qualidade da água com base nos padrões legais de referência estabelecidos por resolução de 2005 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). Engenheira química, a professora Meuris Gurgel Carlos da Silva dedica-se desde 1994 à área ambiental. Ela estuda os efluentes líquidos

principalmente industriais e trabalha com metais pesados, compostos orgânicos – particularmente os derivados do petróleo, corantes, resíduos hospitalares e procura meios de estabilizar esses poluentes usando materiais sólidos adsorventes, como argila, que retêm determinados componentes de forma a manter a poluição dentro das normas estabelecidas pelo CONAMA. Em razão dos resultados da pesquisa, Solenise vem dando continuidade ao trabalho em nível de doutorado. sob a orientação da professora Melissa Vieira, do Departamento de Desenvolvimento de Processos e Produtos (DDPP). A nova pesquisa tem como foco o estudo dos sedimentos e o biomonitoramento da mesma região. Quitosana, alginato e agente

microbiano contra queimaduras O Jornal da UNICAMP n502 destaca a pesquisa desenvolvida por Ana Kelly Girata e orientada pela professora Ângela Maria Moraes, na qual um curativo à base de membranas de quitosana

e alginato incorporando o agente antimicrobiano AlphaSan®RC2000, medicamento contendo 10% de prata, apresentou elevado potencial em tratamento de queimaduras e outros tipos de lesões de pele. A pesquisa, em vias de patenteamento pela Agência de Inovação Inova UNICAMP, mostra que as membranas com o agente antimicrobiano, quando umedecidas com fluidos similares aos corpóreos, tornam-se anatômicas e possuem capacidade adequada de absorção de exsudatos (líquido que sai de ferimentos). De acordo com testes in vivo, as membranas foram classificadas como não-sensibilizantes e não-irritantes. Pelos testes de atividade antimicrobiana, as membranas foram eficazes contra as cepas por Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Os resultados da pesquisa, na opinião da autora, devem trazer contribuição importante para vítimas de queimaduras e soluções econômicas para a saúde pública. Ana Kelly explica que a quitosana é um polímero natural obtido a partir da quitina (polissacarídeo encontrado no exoesqueleto de crustáceos) e apresenta propriedades antimicrobianas (como agente bactericida, bacteriostático, fungicida e fungistático) e cicatrizantes. Por ser biocompatível e naturalmente degradada no

Boletim da FEQ Página 21organismo, e apresentar propriedade de formar géis em soluções ácidas fracas, sua capacidade de utilização em formulações farmacêuticas para aplicações tópicas em ferimentos, queimaduras e/ou vesículas oriundas de agressões fúngicas ou bacterianas vem sendo estudada por vários pesquisadores. Quando combinada com o alginato, as membranas desenvolvidas apresentam maior estabilidade a variações de pH e maior eficiência na liberação controlada de princípios ativos. A associação dos dois compostos também possibilita uma ação positiva na absorção dos fluidos das lesões, além de permitir a redução do custo final dos dispositivos, segundo a pesquisadora. As membranas com o agente antimicrobiano foram capazes de liberar até 100% do fármaco incorporado ao longo de sete dias de ensaio. A pesquisadora explica que o uso diverso de agentes antimicrobianos tem sido fundamental na prevenção e na terapia de infecções. Entre os metais nobres, a prata é o mais utilizado, sendo aplicada em tratamentos de infecções por queimaduras, feridas abertas e úlceras crônicas. Ana Kelly explica que as membranas podem ser usadas como os adesivos protetores encontrados no mercado, com a vantagem de não precisarem ser trocadas com frequência, já que apresentaram baixa perda de massa quando colocadas em contato com fluidos similares aos corpóreos durante a pesquisa. Isso, segundo Ana Kelly, diminui o trauma ocasionado pela troca constante de curativos. O trabalho de Ana faz parte de uma linha de pesquisa coordenada pela professora Ângela, com ênfase em aplicações da quitosana. Um aspecto interessante é a parceria entre a universidade e a indústria, uma vez que a pesquisa teve apoio técnico da empresa LM Farma Indústria e Comércio Ltda., situada em São José dos Campos, e especializada na produção de curativos e outros produtos de uso clínico. “Os estudos são realizados com farmacêuticos para se chegar a uma característica aplicável”, informa. Além da patente “Membranas de quitosana e alginato incorporando fármacos”, submetida ao INPI, a pesquisa resultou num pedido de registro na ANVISA e um artigo publicado nos anais do 18º Simpósio Nacional de Bioprocessos. Georges Rousselet, doutor aos 84 anos A tese de doutorado de Georges Roger Rousselet, defendida no dia 08 de junho, chamou a atenção e foi objeto de reportagem no Jornal da

UNICAMP n 503, não apenas pela qualidade da pesquisa, mas também pela idade do candidato: 84 anos. Georges defendeu uma tese sobre sistemas de automação no processo de produção de etanol, sob a orientação do Prof. Dr. Flávio Vasconcelos da Silva, do Departamento de Engenharia de Sistemas Químicos da FEQ.

Georges Rousselet e o seu orientador, Prof. Dr. Flávio

Vasconcelos da Silva

A experiência de quase 60 anos no setor sucroalcooleiro e a oportunidade de voltar à academia para conhecer de perto os novos sistemas levaram Georges à conclusão de que a automação só será eficiente se o processo também for. Na sua tese, ele cita um caso no qual a automação não foi capaz de corrigir problemas ocorridos de uma safra de cana para outra, em razão da ocorrência de chuvas em excesso. “O sistema era suficientemente automatizado, porém, não foi capaz de neutralizar problemas relacionados à qualidade da matéria-prima. Se a cana apresenta péssima qualidade, a automação não é capaz de corrigir esse tipo de problema, tornando-se ineficiente”, explica Georges, relembrando que em São Paulo houve um caso parecido na década de 1970, por causa de uma geada. Mas a contribuição de Georges não se limitou à sua tese. Sua experiência foi importante também em trabalhos de outros alunos do laboratório que precisavam de conhecimento de um especialista para o desenvolvimento da automação. Alguns pesquisadores do laboratório desenvolveram uma proposta de fermentação por uma simulação simples, mas Georges interferiu, dizendo que não era assim que se fazia normalmente, pois nesta operação acontece o reciclo de células. “Toda sua bagagem veio adicionar informações. A idéia

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é que ele continue nos assessorando”, diz o prof. Flávio, que enfatiza que o laboratório está voltado para pesquisas com inteligência artificial, cujo princípio é simular o conhecimento humano e, para isso, é preciso ouvir profissionais que conheçam o processo como um todo. Segundo o professor, o uso de inteligência artificial, de sistemas inteligentes, de tecnologias em rede, industrialmente conhecidas como Fieldbus, está entre as tendências futuras contempladas na tese, assim como o uso de tecnologia wireless. Ele acrescenta que a tecnologia wireless precisa ser mais bem estudada e adaptada, mas pode tornar o processo robusto e a transmissão de dados de processo mais eficiente. Georges enfatiza que a qualidade da matéria-prima (cana-de-açúcar) depende diretamente de condições ambientais e de cultivo e, infelizmente, a automação tem efeito muito reduzido sobre essas variações. O prof. Flávio declara que existe uma falsa impressão de que o bom funcionamento de um processo é garantido com a aplicação de uma automação de ponta. Mas isso não necessariamente acontece, pois uma automação eficiente não corrige problemas gerenciais, por exemplo. Ele lembra que o setor sucroalcooleiro brasileiro tem grande importância mundial. E é preciso investir em automação, possibilitada, segundo ele, pela aproximação das engenharias. “Antigamente as engenharias se desenvolviam separadamente, mas hoje estamos na era da interdisciplinaridade.” Nada precisou ser modificado na FEQ para que Georges desenvolvesse seu trabalho. Questionado por uma emissora de TV sobre as mudanças realizadas para receber um aluno de 84 anos, o prof. Flávio fez questão de enfatizar: “Nada mudou nossa rotina. A faculdade continuou tendo seus critérios de seleção e aprovação dos estudantes de pós-graduação; ele passou por todos eles, fez todas as disciplinas que tinha de fazer, seguindo a rotina de um aluno e pesquisador do programa de pós-graduação em engenharia química.” Georges arremata: “Foi uma grande oportunidade, pois eu não contava com isso nessa altura da vida. Esse negócio de ter 84 anos não tem nada a ver. Uso bengala, sou hipertenso, mas posso continuar estudando. E terei prazer em continuar colaborando”. Um novo biocombustível O Jornal da UNICAMP n 505 destaca a pesquisa desenvolvida na FEQ sobre um novo

biocombustível, o 2,5-dimetilfurano (DMF). Em 2007, um grupo de pesquisadores da Universidade de Wisconsin, comandado por James Dumesic, publicou um artigo na prestigiada revista Nature, propondo um bioprocesso para a produção do DMF, a partir da glicose ou frutose. A publicação despertou o interesse do engenheiro químico Fábio de Ávila Rodrigues, na época iniciando o doutorado na FEQ sob orientação do Prof. Dr. Reginaldo Guirardello. Fábio decidiu investigar em seu trabalho, por meio de técnicas de modelagem termodinâmica e simulação computacional, se seria possível produzir o DMF em escala industrial, e se essa operação seria economicamente viável. A resposta para as duas questões foi afirmativa.

De acordo com Fábio, que atualmente é docente na Universidade Federal de Viçosa (UFV), o DMF é um biocombustível com propriedades muito interessantes. Ele apresenta uma série de vantagens em relação ao etanol. Por exemplo, o seu ponto de ebulição é cerca de 20ºC mais alto. “Isso é importante em

termos de armazenamento, pois ocorre menor perda do produto por evaporação”, explica o pesquisador. Além disso, o DMF também tem uma densidade energética 40% maior e não é solúvel em água, o que facilita o processo de separação do solvente. “Por tudo isso, o biocombustível se apresentou como potencialmente promissor. Faltava verificar, porém, se ele poderia ser produzido em escala industrial e se isso seria viável economicamente. Foi isso o que minha tese procurou responder. Afinal, até agora o DMF foi produzido somente em escala laboratorial”, explica. Para chegar à conclusão de que os dois desafios são exequíveis, conforme o padrão das medidas de rentabilidade adotadas pelo mercado, o engenheiro químico valeu-se de técnicas como a modelagem termodinâmica e a simulação e análise econômica. “Busquei sintetizar um processo em ampla escala, visto que ele não existia. Em outras palavras, o que eu fiz foi um diagrama de fluxo de processo”, detalha Fábio. Uma das conclusões da pesquisa, que foi financiada pelo CNPq, foi que o maior peso no custo seria o preço da frutose e do solvente. Segundo os cálculos de Fábio Rodrigues, o

Boletim da FEQ Página 23investimento de capital fixo estimado seria de US$ 96 milhões, enquanto que o de equipamento alcançaria US$ 20,6 milhões. Nessa condição, o preço de venda do DMF sairia a 2,6 U$$/kg e o custo, a 1,89 US$/kg. Dentro desse quadro, a planta seria viável economicamente, tendo como referência de mercado uma taxa de retorno de 15%/ano, com tempo de retorno estimado em 3,6 anos. Antes de partir para uma possível produção comercial do DMF, adverte o pesquisador, ainda será preciso cumprir algumas etapas. Uma delas é a montagem de uma planta piloto, para avaliar que ajustes o processo precisa sofrer para ganhar escala, sem perder rendimento. Outro ponto que conta a favor do possível lançamento do biocombustível no mercado é o fato de ele também já ter sido testado em motores por uma equipe de cientistas da Inglaterra. De acordo com Fábio, o DMF apresentou um desempenho semelhante ao do etanol e da gasolina. “Evidentemente que outros parâmetros ainda precisarão ser analisados, como o impacto do uso do produto no ambiente. Entretanto, creio que ele pode vir a ser importante para diversificar a matriz energética. O DMF poderia ser testado como combustível para aviação. Ou poderia servir para a produção de outros compostos, como o hexano, que hoje é fabricado a partir do petróleo, que, como sabemos, é uma fonte não renovável”. Dando sequência à pesquisa com o DMF, Fábio pretende envolver o grupo de pesquisa que está constituindo na UFV com equipes da UNICAMP e do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE). Esse tipo de cooperação, segundo Fábio, é fundamental para que o país avance no conhecimento acerca do novo biocombustível, principalmente nesta fase em que as pesquisas relacionadas ao tema ainda são recentes. “A tendência pela busca de combustíveis vindos de fontes renováveis é irreversível no mundo todo. Por isso, temos que estar aptos a desenvolver pesquisas nessa área, de preferência em pé de igualdade com grupos estrangeiros”, pondera. TV UNICAMP – Programa Palavras Cruzadas discute biocombustíveis No domingo 02 de outubro, o programa Palavras Cruzadas, produzido pela Radio e Televisão da UNICAMP e veiculado no canal 10 da NET, discutiu as alternativas energéticas ao petróleo, como os biocombustíveis, e como a UNICAMP se destaca nas pesquisas nessa área. Para falar sobre o tema, o jornalista Marcus Vinicius Ozores conversou com três professores da FEQ: Telma

Franco, Maria Aparecida Silva e Gustavo Paim Valença.

Os três professores desenvolvem linhas de pesquisas distintas nas áreas de bicombustíveis e etanol de segunda geração. As grandes empresas petrolíferas do mundo têm investido enormes somas de recursos em pesquisas nesse setor, utilizando diferentes culturas agrícolas para produção de etanol e biocombustiveis. Nanopartículas à base de produtos amazônicos dão brilho aos cabelos O estudo desenvolvido na dissertação de mestrado do químico Marcos Roberto Rossan foi matéria do Jornal da UNICAMP n 509. A dissertação, orientada pela Profa. Dra. Maria Helena Santana, contribui com a área de cosmética capilar ao adaptar um processo que emprega nanopartículas compostas por uma mistura balanceada de triglicerídios de castanha de murumuru e babaçu em um produto já existente no mercado, o Activeshine Amazon. O processo, que permite o uso de equipamentos convencionais, se mostrou de simples aplicação nos testes e viável industrialmente, bem como reprodutível: as partículas empregadas no estudo poderão ser usadas também em outros produtos. No estudo foi proposto um método pouco utilizado hoje: o processo de nanoemulsificação com baixa energia (emulsões com distribuição estreita do tamanho de partículas em escala nanométrica: tipicamente 20-200 nm). Diferentemente das microemulsões, as nanoemulsões são apenas cineticamente estáveis e, portanto, não podem ser formadas de maneira espontânea. Envolvem um processo inédito no Brasil, no qual se misturam a fase aquosa e a fase oleosa sob agitação, com temperatura predeterminada e com tensoativo específico. Um dos diferenciais das partículas é que elas são revestidas, de forma a ter uma carga superficial positiva, proporcionando uma maior aderência

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aos fios. Como os cabelos têm uma carga contrária (negativa), o produto fica melhor fixado. “Essas partículas são revestidas para terem uma carga elétrica positiva. Logo, o positivo e o negativo se atraem, vislumbrando-se uma maior aderência na superfície do cabelo”, aponta a professora Maria Helena. O produto passa no momento por testes de eficácia.

Marcos Rossan e a Profa. Dra. Maria Helena Santana

Esse tipo de produto é inovador porque emprega óleo, gorduras e ceras brasileiras de origem amazônica. De acordo com Marcos, a proposta é fornecer ao cabelo alto brilho, um dos itens mais cobiçados pelo consumidor. Em geral, conta, o silicone satisfaz muito bem a este quesito, porém ele é de origem sintética. A intenção é oferecer um aditivo cosmético natural de fonte vegetal. Com o efeito do produto comercializado, é possível verificar um menor acúmulo de resíduos do produto no cabelo, conhecido na área cosmética como efeito build up, decorrente de seguidas aplicações. Isso pode deixar o cabelo mais pesado, diminuir a flexibilidade e ficar menos natural, além de ficar impregnado nos fios, descreve a orientadora. “É que as pessoas dificilmente sabem a quantidade exata do produto que deve ser aplicado”, sinaliza o engenheiro. “Em termos de condicionador, essa quantidade é de 1% a 5% do volume da base do condicionador, ou seja, ‘uma pequena porção da palma da mão’.” Apesar da água e do xampu conseguirem em parte retirar tais resíduos, eles acabam removendo componentes naturais que necessitariam ser repostos. Os produtos à base de silicone, frisa Marcos, estão presentes nos condicionadores. Enquanto a finalidade do xampu é limpar, a do condicionador é repor o que foi perdido, esclarece. “A grande vantagem é que os óleos naturais não deixam este resíduo

e devolvem o brilho e a maleabilidade ao cabelo”, expõe a professora. A Chemyunion Quimica Ltda., que produz o Activeshine Amazon, destina grande parte de seus recursos para a área de Pesquisa e Desenvolvimento, na qual Marcos é coordenador e onde atua há cerca de 15 anos. Trabalhando ali, o químico relata que a empresa sentiu a necessidade de aumentar o valor agregado do produto, incorporando a nanotecnologia. Como a professora Maria Helena é uma das especialistas no assunto, diz Marcos, ele a procurou visando firmar uma parceria com a UNICAMP, com apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), para desenvolver o seu projeto. Alunos da FEQ ficam em terceiro lugar na Maratona Chemtech de Engenharia

Os alunos do curso de graduação da FEQ Renan Ranelli e Paulo Roberto Polasti ficaram em terceiro lugar na Maratona Chemtech de Engenharia. O primeiro lugar ficou com Rafael Simões e Paulo Marçal, alunos da Universidade de Brasília, e o segundo lugar ficou com Rafael Pereira e Felipe Chicralla, da Universidade Federal Fluminense. A Maratona Chemtech de Engenharia é um evento anual que reúne futuros engenheiros de todo o Brasil. Desde 2004, a competição tecnológica é promovida pela Chemtech para capacitar e recrutar jovens talentos. Possibilitando o primeiro contato de alunos de engenharia com tecnologias de ponta, a Chemtech oferece uma experiência única a estudantes das principais instituições de ensino superior do país. Os vencedores recebem prêmios e são convidados a fazer parte do time inovador da empresa. Na edição 2011 da Maratona Nacional Chemtech de Engenharia, o grande desafio foi projetar uma plataforma de exploração do pré-sal. Parabéns!