Publicação: Aplicação de ondas eletromagnéticas no tratamento térmico de diferentes materiais: uso de micro-ondas e infravermelho nas áreas ambiental e alimentar
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::TRATAMENTOS E APROVEITAMENTO DE REJEITOS, CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::ALIMENTOS
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
Técnicas de aquecimento eletromagnético permitem a transmissão direta da energia das ondas para os materiais absorvedores, trazendo como vantagens o aquecimento volumétrico, rápido e com perdas de energia mínimas. Essas características tornam esses métodos atrativos para a indústria em comparação com outras técnicas térmicas convencionais. Nesse escopo, o presente trabalho aborda dois temas distintos: o primeiro se trata da remediação via micro-ondas de cascalhos de perfuração contaminados com hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs), e o segundo aborda o tratamento combinado micro-ondas/infravermelho (IV) do feijão tipo fava para melhora de suas propriedades físicas e nutricionais. Na descontaminação dos cascalhos contendo HPAs (naftaleno, bifenil, fluoreno e fenantreno) utilizou-se o forno micro-ondas em escala de bancada NEOS-GR (Milestone). Um Planejamento Composto Central (PCC) foi proposto considerando três variáveis: teor total inicial de HPAs, potência e tempo; sendo o teor residual total de HPAs e a porcentagem de remoção as respostas analisadas. Os resultados mostraram que o cascalho pode ser descontaminado a níveis inferiores aos exigidos pela legislação ambiental, partindo de teores totais de 7 a 40 ppm e chegando a teores residuais inferiores a 2 ppm. A potência e o tempo apresentaram influência positiva em ambas as respostas, enquanto o teor inicial total exerceu influência negativa apenas na resposta teor residual total. A temperatura de ebulição dos HPAs foi atingida, e observou-se que a porcentagem de remoção era inversamente proporcional à temperatura de ebulição de cada composto. Os mecanismos de remoção propostos foram a vaporização por dessorção térmica e a decomposição térmica. Já para o tratamento de feijão fava, foi utilizado o forno de bancada Advantium™ (General Electric). No PCC foram consideradas como variáveis: potência micro-ondas, potência IV e o tempo. O perfil de amido foi a principal das respostas analisadas. Observou-se com o tratamento combinado do feijão da variedade CDC SSNS-1 um resultado positivo sob um ponto de vista geral, com diminuição da digestibilidade (menores índices glicêmicos). Na região considerada como ótima para a resposta (em níveis médios de potência IV e micro-ondas, e baixos níveis de tempo), houve diminuição do teor de Amido Rapidamente Digerível (ARD), diminuição do Amido Lentamente Digerível (ALD) e aumento do Amido Resistente (AR). Não foram observadas perdas significativas na faixa experimental adotada.
Abstract
Electromagnetic heating techniques allow the direct transmission of wave energy to the
absorbent materials, bringing the advantage of fast volumetric heating with minimal energy
losses. These characteristics make these methods attractive to the industry when compared to
other conventional thermal techniques. In this scope, the present work addresses two distinct
themes: the first is the microwave remediation of drilling cuttings contaminated with
polyaromatic hydrocarbons (PAHs), and the second is the combined microwave/infrared (IR)
treatment of faba beans to improve their physical and nutritional properties. In the
decontamination of cuttings containing PAHs (naphthalene, biphenyl, fluorene and
phenanthrene) the bench-scale microwave oven NEOS-GR (Milestone) was used. A Central
Composite Planning (CCP) was proposed considering three variables: total initial content of
PAHs, power and time; the analyzed responses were the total residual content of PAHs and the
removal percentage. The results showed that the cuttings can be decontaminated at levels lower
than those required by environmental legislation, starting from a total contamination of 7 to 40
ppm and reaching residual levels lower than 2 ppm. Power and time had positive influence on
both responses, while the initial contamination content had negative influence only on the total
residual content response. The boiling temperature of the PAHs was reached, and it was
observed that the percentage of removal was inversely proportional to the boiling temperature
of each compound. The proposed removal mechanisms were thermal desorption vaporization
and thermal decomposition. For the treatment of faba beans, the bench-scale Advantium™ oven
(General Electric) was used. For the CCP, the following variables were considered: microwave
power, IR power and time. The final starch profile was the main answer analyzed on the CCD.
From a general point of view, a positive result was observed after the combined treatment of
the CDC SSNS-1 bean variety, with reduced digestibility (lower glycemic indexes). In the
region considered to be optimal for the response (at medium levels of IR and microwave power,
and low levels of time), there was a decrease in the Rapidly Digestible Starch (RDS) content
and in the Slowly Digestible Starch (SDS) content, and an increase in the Resistant Starch (RS)
content. No significant losses were observed in the selected experimental range.
Palavras-chave
HPAs, PAHs, Feijão Fava, Faba beans, Amido, Starch, Tratamento via micro-ondas, Microwave treatment, Tratamento combinado micro-ondas/infravermelho, Combined microwave/infrared treatment
Citação
MOTA, Ana Carolina Silva. Aplicação de ondas eletromagnéticas no tratamento térmico de diferentes materiais: uso de micro-ondas e infravermelho nas áreas ambiental e alimentar. 2022. 109 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7057 .
Coleções
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto