Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Caria Junior, Iray
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campo Mourao
Brasil
Programa de Pós Graduação em Inovações Tecnológicas
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5155
Resumo: Coagulation and flocculation processes are the main processes in water treatment and are responsible for removing more than 90% of contaminants present in raw water. However, the most used chemical coagulating agent, aluminum sulfate, ends up generating residues that harm the environment and there is also research that links aluminum intake with neurological diseases. Organic coagulating agents that generate biodegradable waste and do not cause damage to health are becoming increasingly necessary. The seed of the Moringa oleifera plant has in its composition two proteins the thermosensitive lectin (WSMoL) and the thermotolerant lectin (SSMoL) with coagulant properties capable of being used in the treatment of raw water. However, its use as a coagulant in water treatment processes is limited due to other organic substances present in the seed, such as lipids and other proteins, which can increase the residual nitrogen in the water under treatment by interacting negatively in other treatment processes, increasing the color, odor and taste of the water, in addition to being able to generate carcinogenic compounds such as trihalomethanes when in contact with chlorine and its derivatives. This research developed 6 coagulating agents in dry extract, MB0, MD1, MDM2, MDM3, MDMX4 and MDC5 that went through different industrial processes, such as extraction, thermal dehydration processes and Maillard reaction and mixing with guar and xanthan gum. And with the aim of extracting and denaturing organic compounds present in Moringa oleifera seed, without the lectin SSMoL losing its function. The coagulants were tested in Jar Test coagulation tests that demonstrated that the SSMoL lectin, in addition to being more efficient than WSMoL, does not denature in a thermal process up to 120 ° C for 6 hours. Losing coagulant function at temperatures above 150 ° C. The statistical analysis showed that the coagulant developed MDMX4 that went through the stages of lipid extraction, Maillard reaction and mixture with guar and xanthan gum obtained the best results in the removal of turbidity and organic matter obtained by spectrometry UV 254 nm. The analysis of the proximate composition of the MDMX4 coagulant showed a removal of oil content above 25% and protein denaturation above 75% in relation to crude seeds. In the alternative boiling water treatment, the MDM2 coagulant, which only wentthrough the extraction and dehydration stage without reaching a Maillard reaction, showed the best result in reducing organic matter analyzed by spectrometry UV 254 nm. The analyzes of ammoniacal nitrogen showed results <0.10 mg N-NH3 / L in the water treatments by mechanical agitation using MDMX4 and by boiling using MDM2. Indicating the possibility of these coagulating agents to be used in the treatment of water without causing them to interfere with other treatment processes.
id UTFPR-12_4f223ceb9a63d1e0996ee46cd5d7ce95
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5155
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamentoUse of Industrial Processes in the Development of Organic Coagulant based on Moringa oleifera for Sanitation AreaÁgua – Purificação - FloculaçãoÁgua - PurificaçãoProcessos de fabricaçãoWater - Purification - FlocculationWater - PurificationManufacturing processesCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIASEngenharia/Tecnologia/GestãoCoagulation and flocculation processes are the main processes in water treatment and are responsible for removing more than 90% of contaminants present in raw water. However, the most used chemical coagulating agent, aluminum sulfate, ends up generating residues that harm the environment and there is also research that links aluminum intake with neurological diseases. Organic coagulating agents that generate biodegradable waste and do not cause damage to health are becoming increasingly necessary. The seed of the Moringa oleifera plant has in its composition two proteins the thermosensitive lectin (WSMoL) and the thermotolerant lectin (SSMoL) with coagulant properties capable of being used in the treatment of raw water. However, its use as a coagulant in water treatment processes is limited due to other organic substances present in the seed, such as lipids and other proteins, which can increase the residual nitrogen in the water under treatment by interacting negatively in other treatment processes, increasing the color, odor and taste of the water, in addition to being able to generate carcinogenic compounds such as trihalomethanes when in contact with chlorine and its derivatives. This research developed 6 coagulating agents in dry extract, MB0, MD1, MDM2, MDM3, MDMX4 and MDC5 that went through different industrial processes, such as extraction, thermal dehydration processes and Maillard reaction and mixing with guar and xanthan gum. And with the aim of extracting and denaturing organic compounds present in Moringa oleifera seed, without the lectin SSMoL losing its function. The coagulants were tested in Jar Test coagulation tests that demonstrated that the SSMoL lectin, in addition to being more efficient than WSMoL, does not denature in a thermal process up to 120 ° C for 6 hours. Losing coagulant function at temperatures above 150 ° C. The statistical analysis showed that the coagulant developed MDMX4 that went through the stages of lipid extraction, Maillard reaction and mixture with guar and xanthan gum obtained the best results in the removal of turbidity and organic matter obtained by spectrometry UV 254 nm. The analysis of the proximate composition of the MDMX4 coagulant showed a removal of oil content above 25% and protein denaturation above 75% in relation to crude seeds. In the alternative boiling water treatment, the MDM2 coagulant, which only wentthrough the extraction and dehydration stage without reaching a Maillard reaction, showed the best result in reducing organic matter analyzed by spectrometry UV 254 nm. The analyzes of ammoniacal nitrogen showed results <0.10 mg N-NH3 / L in the water treatments by mechanical agitation using MDMX4 and by boiling using MDM2. Indicating the possibility of these coagulating agents to be used in the treatment of water without causing them to interfere with other treatment processes.Os processos de coagulação e floculação são os principais processos no tratamento de água e responsáveis em remover mais de 90% dos contaminantes presentes em água bruta. Porém, o agente coagulante químico mais usado, o sulfato de alumínio, acaba gerando resíduos que agridem o ambiente e também, há pesquisas que relacionam a ingestão de alumínio com doenças neurológicas. Agentes coagulantes orgânicos que geram resíduos biodegradáveis e não causam danos à saúde se fazem cada vez mais necessários. A semente da planta Moringa oleifera apresenta em sua composição duas proteínas a lectina termo sensível (WSMoL) e a lectina termotolerante (SSMoL) com propriedades coagulantes capazes de ser utilizadas no tratamento de água bruta. Entretanto, sua utilização como um agente coagulante em processos de tratamento de água é limitada devido a outras matérias orgânicas presentes na semente, como lipídios e outras proteínas, que podem aumentar o residual de nitrogênio na água em tratamento interagindo negativamente em outros processos do tratamento, aumentando a cor, odor e sabor da água, além de poder gerar compostos cancerígenos como os trihalometanos quando em contato com cloro e seus derivados. Esta pesquisa desenvolveu 6 agentes coagulantes em extrato seco, MB0, MD1, MDM2, MDM3, MDMX4 e MDC5 que passaram por diferentes processos industriais, como extração, processos térmicos de desidratação e reação de Maillard e mistura com goma guar e xantana. E com o objetivo de extrair e desnaturar compostos orgânicos presentes na semente de Moringa oleifera, sem que a lectina SSMoL perdesse sua função. Os coagulantes foram testados em ensaios de coagulação de Jar Test que demonstraram que a lectina SSMoL, além de ser mais eficiente que a WSMoL, não desnatura em processo térmico até 120°C por 6 horas. Perdendo função coagulante a temperaturas acima de 150°C. A análise estatística demonstrou que o coagulante desenvolvido MDMX4 que passou pelas etapas de extração de lipídios, reação de Maillard e mistura com goma guar e xantana obteve os melhores resultados nas remoções de turbidez e matéria orgânica obtidos por espectrometria UV 254nm. A análise de composição centesimal do coagulante MDMX4 demonstrou uma remoção de teor de óleo acima de 25% e desnaturação de proteínas acima de 75% em relação às sementes brutas. Já no tratamento de água alternativo por ebulição, o coagulante MDM2, que passou apenas pela etapa de extração e desidratação sem atingir reação de Maillard, apresentou o melhor resultado na redução da matéria orgânica analisado por espectrometria UV 254 nm. As análises de nitrogênio amoniacal apresentaram resultados < 0,10 mg N- NH3/L nos tratamentos de água por agitação mecânica utilizando o MDMX4 e por ebulição utilizando MDM2. Indicando a possibilidade desses agentes coagulantes serem usados no tratamento de água sem que eles causem interferência nos outros processos do tratamento.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCampo MouraoBrasilPrograma de Pós Graduação em Inovações TecnológicasUTFPRMedeiros, Flávia Vieira da Silvahttps://orcid.org/0000-0001-6490-8876http://lattes.cnpq.br/8298141172237555Cardoso, Flávia Aparecida Reitzhttps://orcid.org/0000-0002-0432-9191http://lattes.cnpq.br/2663975071704461Medeiros, Flávia Vieira da Silvahttps://orcid.org/0000-0001-6490-8876http://lattes.cnpq.br/8298141172237555Oliveira, Ricardo Cardoso dehttp://lattes.cnpq.br/1827765984672389Caria Junior, Iray2020-09-02T21:44:44Z2021-02-282020-09-02T21:44:44Z2020-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCARIA JUNIOR, Iray. Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento. 2020. Dissertação (Mestrado em Inovações Tecnológicas) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5155porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-09-03T06:03:56Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5155Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-09-03T06:03:56Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
Use of Industrial Processes in the Development of Organic Coagulant based on Moringa oleifera for Sanitation Area
title Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
spellingShingle Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
Caria Junior, Iray
Água – Purificação - Floculação
Água - Purificação
Processos de fabricação
Water - Purification - Flocculation
Water - Purification
Manufacturing processes
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Engenharia/Tecnologia/Gestão
title_short Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
title_full Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
title_fullStr Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
title_full_unstemmed Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
title_sort Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento
author Caria Junior, Iray
author_facet Caria Junior, Iray
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Medeiros, Flávia Vieira da Silva
https://orcid.org/0000-0001-6490-8876
http://lattes.cnpq.br/8298141172237555
Cardoso, Flávia Aparecida Reitz
https://orcid.org/0000-0002-0432-9191
http://lattes.cnpq.br/2663975071704461
Medeiros, Flávia Vieira da Silva
https://orcid.org/0000-0001-6490-8876
http://lattes.cnpq.br/8298141172237555
Oliveira, Ricardo Cardoso de
http://lattes.cnpq.br/1827765984672389
dc.contributor.author.fl_str_mv Caria Junior, Iray
dc.subject.por.fl_str_mv Água – Purificação - Floculação
Água - Purificação
Processos de fabricação
Water - Purification - Flocculation
Water - Purification
Manufacturing processes
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Engenharia/Tecnologia/Gestão
topic Água – Purificação - Floculação
Água - Purificação
Processos de fabricação
Water - Purification - Flocculation
Water - Purification
Manufacturing processes
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Engenharia/Tecnologia/Gestão
description Coagulation and flocculation processes are the main processes in water treatment and are responsible for removing more than 90% of contaminants present in raw water. However, the most used chemical coagulating agent, aluminum sulfate, ends up generating residues that harm the environment and there is also research that links aluminum intake with neurological diseases. Organic coagulating agents that generate biodegradable waste and do not cause damage to health are becoming increasingly necessary. The seed of the Moringa oleifera plant has in its composition two proteins the thermosensitive lectin (WSMoL) and the thermotolerant lectin (SSMoL) with coagulant properties capable of being used in the treatment of raw water. However, its use as a coagulant in water treatment processes is limited due to other organic substances present in the seed, such as lipids and other proteins, which can increase the residual nitrogen in the water under treatment by interacting negatively in other treatment processes, increasing the color, odor and taste of the water, in addition to being able to generate carcinogenic compounds such as trihalomethanes when in contact with chlorine and its derivatives. This research developed 6 coagulating agents in dry extract, MB0, MD1, MDM2, MDM3, MDMX4 and MDC5 that went through different industrial processes, such as extraction, thermal dehydration processes and Maillard reaction and mixing with guar and xanthan gum. And with the aim of extracting and denaturing organic compounds present in Moringa oleifera seed, without the lectin SSMoL losing its function. The coagulants were tested in Jar Test coagulation tests that demonstrated that the SSMoL lectin, in addition to being more efficient than WSMoL, does not denature in a thermal process up to 120 ° C for 6 hours. Losing coagulant function at temperatures above 150 ° C. The statistical analysis showed that the coagulant developed MDMX4 that went through the stages of lipid extraction, Maillard reaction and mixture with guar and xanthan gum obtained the best results in the removal of turbidity and organic matter obtained by spectrometry UV 254 nm. The analysis of the proximate composition of the MDMX4 coagulant showed a removal of oil content above 25% and protein denaturation above 75% in relation to crude seeds. In the alternative boiling water treatment, the MDM2 coagulant, which only wentthrough the extraction and dehydration stage without reaching a Maillard reaction, showed the best result in reducing organic matter analyzed by spectrometry UV 254 nm. The analyzes of ammoniacal nitrogen showed results <0.10 mg N-NH3 / L in the water treatments by mechanical agitation using MDMX4 and by boiling using MDM2. Indicating the possibility of these coagulating agents to be used in the treatment of water without causing them to interfere with other treatment processes.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-09-02T21:44:44Z
2020-09-02T21:44:44Z
2020-02-28
2021-02-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CARIA JUNIOR, Iray. Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento. 2020. Dissertação (Mestrado em Inovações Tecnológicas) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2020.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5155
identifier_str_mv CARIA JUNIOR, Iray. Utilização de processos industriais no desenvolvimento de coagulante orgânico à base de moringa oleifera para área de saneamento. 2020. Dissertação (Mestrado em Inovações Tecnológicas) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2020.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5155
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campo Mourao
Brasil
Programa de Pós Graduação em Inovações Tecnológicas
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campo Mourao
Brasil
Programa de Pós Graduação em Inovações Tecnológicas
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498260734574592