2º Workshop Internacional SENAI - Ambiental

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Workshop Internacional Ambiental e Têxtil - SENAI
DEMANDAS TECNOLÓGICAS NO SETOR TÊXTIL
Prof. Antônio Augusto Ulson de Souza
http://www.enq.ufsc.br/labs/LABSIN

2. GRUPOS DE PESQUISA CADASTRADOS NO CNPq
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE SISTEMAS QUÍMICOS
DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO TÊXTIL
http://www.enq.ufsc.br/labs/LABSIN

4. CAMPUS UFSC - FLORIANÓPOLIS
Joinville
+ Curitibanos
Araranguá
Blumenau

5. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA QUÍMICA
Cursos de Mestrado e Doutorado (Conceito 6 CAPES)
Laboratório de Transferência de Massa -
LABMASSA
Laboratório de Simulação Numérica de
Sistemas Químicos - LABSIN

6. INFRAESTRUTURA LABMASSA

7. Modernas Instalações

8. Infraestrutura Computacional
 Modelagem
 Simulação
• Predição do
comportamento de
sistemas químicos

9. Infraestrutura Analítica
Absorção Atômica
TOC
• Análise de Metais
• Análises de Compostos
orgânicos

10. Análises cromatográficas - HPLC
Análise da composição
em líquidos (poluentes)

11. Análises cromatográficas – CG e CGMS
 CG - Head Space
 CGMS –
Espectrômetro de Massas
• Análise de composição
de gases e líquidos

12. Desenvolvimento de Processos Têxteis
Estamparia
Tingimento
Jigger
Foulard
Rama
HT

13. Processos Enzimáticos
Aplicações
Têxteis
Biopurga
Bioacabamento
Liberação
Controlada
Efluentes
Remoção de cores

14. Desenvolvimento de Adsorvente Adsorventes - Produção
e Caracterização
Processos Contínuos e
Descontínuos
Biofilmes
ECO REMOVE

15. Remoção de Poluentes
Reúso de Água Unidades Piloto de
Micro, Ultra e
Nanofiltração
Bioadsorção (Algas e
cascas de crustáceos)

16. EQUIPE DO LABSIN / LABMASSA :
Professores Líderes:
Prof. Dr. Antônio Augusto Ulson de Souza
Prof. Dr. Ayres Ferreira Morgado
Profa. Dra. Selene M. A. Guelli Ulson de Souza

17. Professor Visitante – Itália :
Dr. Erasmo Mancusi (maio/2010 a abril/2012)
Pós-Doutorandos (3):
Ana Paula (maio/2010 a abril/2011)
- Cooperação com a INTEXTER - Espanha
Elaine (janeiro/2011 a dezembro/2015)
Heloisa (janeiro/2011 a agosto/2011)
- Cooperação com a FEUP – Portugal, UP

18. Em Andamento Concluídos
PÓS-DOUTORADO 03 03
DOUTORADO 18 22
MESTRADO 19 54
INICIAÇÃO CIENTÍFICA 14 156
ESPECIALIZAÇÃO 4 22
T.C.C. 2 59

19. BOLSAS EM ANDAMENTO
3
17
18 PD
D
M
16 IC
*Pós-Doutorado; Doutorado; Mestrado; Iniciação Científica

20. ÁREAS DE ATUAÇÃO
o PROCESSOS DA INDÚSTRIA TÊXTIL
o Reúso de resíduos sólidos
oTingimento / Alvejamento / Estamparia
o Racionalização do Uso de Água
o Corantes Naturais / Adsorção / Biodegradação /
Nanofiltração
o Processos Enzimáticos / Aplicação de Plasma /
Ozonização
o Liberação controlada / Utilização de Resíduos Têxteis

21. o PROCESSOS DA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA,
PETRÓLEO E GÁS
o Dessulfurização de combustíveis: gasolina, diesel, óleos
lubrificantes naftênicos;
o Reúso de efluentes e água nos processos petroquímicos
o Detecção de adulteração de combustíveis
o Regeneração de efluentes petroquímicos
o Leito Móvel Simulado – SMB
o Células a Combustível
o Biodegradação e adsorção de produtos petroquímicos
o Nanofiltração e ozonização de produtos petroquímicos

22. o TRANSFERÊNCIA DE MASSA COMPUTACIONAL
APLICADA A SISTEMAS REATIVOS E ADSORTIVOS
oCFD – Fluidodinâmica Computacional
oModelagem Fenomenológica
oDesenvolvimento de Métodos Numéricos
oSistemas Multifásicos, Leito Móvel Simulado - SMB
oReação Química/Bioquímica - Adsorção

23. o PURIFICAÇÃO DE PRODUTOS DE ALTO VALOR
AGREGADO
oExtração de Produtos Naturais
oPurificação de Produtos de Alto Valor Agregado
oCorantes Naturais
oPigmentos para cosméticos
oProcessos Alimentícios
oAdsorventes alternativos

24. o POLUIÇÃO AMBIENTAL – DISPERSÃO E REMOÇÃO DE
POLUENTES LÍQUIDOS, GASOSOS E PARTICULADOS
oImpacto Ambiental
oRacionalização do uso de água
oAdsorção e absorção
oBiodegradação
oProcessos Enzimáticos
oSeparação por Membranas
oDispersão de Poluentes Industriais
oCiclones / Hidrociclones
oFlotação e Ozonização

25. o PROCESSOS DA INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE
o Desenvolvimento de Papel Inteligente
o Reúso de Água de Efluentes da Indústria de Papel e
Celulose
o Melhoria/modificação das propriedades das fibras
o Uso de aditivos/Maior valor agregado

26. o PROJETOS APROVADOS EM ANDAMENTO:
 ÓRGÃOS GOVERNAMENTAIS
CNPq CAPES PADCT FINEP SENAI IEL
FRIGORÍFICO
Bondio
COSMÉTICO
Natura
TÊXTIL
Buettner, Coteminas, Hering, Karsten, Marisol,
Menegotti, Brandili, Tapajós
PETRÓLEO
ANP IBP CENPES
MINERAÇÃO
Mineração-PR

27. Projeto com Empresas Têxteis Empresas Participantes
ZEROTOR KARSTEN
INOTEXTIL COTEMINAS
BUETTNER
BRANDILI
TAPAJÓS
IEL/SENAI
CorDaTerra/Pirilampo COTEMINAS
NATURA
ECO REMOVE COTEMINAS
Liberação Controlada
Estamparia
Nanopartícula Bactericida TEC NANO SOLUTION
Reticulação de Polímeros para INTEXTER –(Espanha)
Recobrimento de Fios
PROTEXTIL MARISOL, HERING,
BUETTNER, MENEGOTI

28. Demandas Tecnológicas na Área Têxtil
augusto@enq.ufsc.br

29. UFSC Empresas
ICTs
• formação graduação
• capacitação especialização
mestrado
doutorado
pesquisa científica e tecnológica - P&D&I
ICTs + Empresas = Diferencial competitivo

30. EQUIPE ATUAL No
Pós-doutorandos 2
Doutorandos 19
Mestrandos 19
Alunos de I.C. 16
Projetos em andamento 17

31. PROCESSOS TÊXTEIS
M.P.
Fiação
Mercerização
Preparação à tecelagem (urdição e engomagem)
Tecelagem
Malharia
Tecidos não Tecidos
Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
Alvejamento
Tingimento
Acabamento
Confecção

32. FIBRAS
(a)
- Fibras naturais
- Fibras artificiais
- Fibras sintéticas

33. -NANOPARTÍCULAS BACTERICIDAS (Ag)
Imagens SEM de partículas de
prata : a) nano-Ag (Sigma
Aldrich), b) sub-micro-Ag, c) TEM
nanopartículas
*SEM - Scanning Electron Microscopy;
TEM – Transmitance Electron Microscopy.
40 nm

34. Imagens do tecido tratado com SEM imagem da aglomeração das
compósitos de Ag e resina partículas de Ag no tecido: nano-
polimérica: nano-Ag (Sigma- Ag (Sigma-Aldrich)
Aldrich) acabamento em têxteis.

35. PROCESSOS TÊXTEIS
M.P.
Fiação
Mercerização
Preparação à tecelagem (urdição e engomagem)
Tecelagem
Malharia
Tecidos não Tecidos
Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
Alvejamento
Tingimento
Acabamento
Confecção

36. - Fios convencionais
- Fios Open end
- Fios compactados
- Fios zero-torção (zero twist yarn)

37. Recobrimento polimérico
com reticulação (UVC)

38. Estrutura química do PVA 100% hidrolisado e contendo
grupos residuais

39. PROCESSOS TÊXTEIS
M.P.
Fiação
Mercerização (brilho, hidrofilidade e toque)
Preparação à tecelagem (urdição e engomagem)
Tecelagem
Malharia
Tecidos não Tecidos
Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
Alvejamento
Tingimento
Acabamento
Tratamento de Afluentes e Efluentes
Confecção

40. Tecelagem – tecidos planos e malhas
-Climatização
-Mistura de fios
- Estabilidade dimensional
(métodos preditivos)

41. PROCESSOS TÊXTEIS
M.P.
Fiação
Mercerização
Preparação à tecelagem (urdição e engomagem)
Tecelagem
Malharia
Tecidos não Tecidos
Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
Alvejamento
Tingimento
Acabamento
Confecção

42. Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
-Agentes tensoativos
- Detergência
- Hidrofilidade

43. - Processos convencionais (HClO, H2O2)
- Processos enzimáticos
-- Utilização de Ozônio

44. • Tratamentos enzimáticos aplicados nos
processos têxteis
• Pré-alvejamento
• Alvejamento
• Tingimento
• Acabamento

45. - Remoção de
sujidades

46. Corantes - Estrutura Química

48. •
O medidor do biquíni, de US$ 190, exibe a intensidade de
UV numa escala de 0 a 20. A sensibilidade das pessoas ao
UV depende do tipo de pele, mas, em geral, de 3 a 5 seria
considerado moderado, de 8 a 10, muito alto e, mais de
11, extremo.
A companhia já detectava uma forte demanda da
Austrália à África do Sul, que têm os mais altos índices de
câncer de pele do mundo. Os EUA têm cerca de 1 milhão
de novos casos por ano. No Brasil, devem ser registrados
até o fim do ano 58 mil novos casos.
(Belinda Goldsmith, Reuters)
(O Estado de SP, 27/7)

49. Luz visível l entre 400 a 780 nanômetros
(4000 a 7800 A)

50. PROCESSOS TÊXTEIS
M.P.
Fiação
Mercerização
Preparação à tecelagem (urdição e engomagem)
Tecelagem
Malharia
Tecidos não Tecidos
Preparação: Purga e Pré-Alvejamento
Alvejamento
Tingimento
Acabamento
Tratamento de afluentes/efluentes e reúso de água
Confecção

51. • Processos de Tratamento de Efluentes Têxteis
Organograma das classes de tratamento de efluentes.

52. CARACTERIZAÇÃO E REÚSO DE EFLUENTES
Fluxograma do processo industrial de tecidos de algodão e sintéticos.

53. Proposta de reutilização do efluente de lavação do alvejamento.

54. Reúso de água - Fluxograma do Processo
2 4 6 8 9 11
1 3 5 7 10 12
1 2 3 4 5
13 14 16 17
8
6 7
15 18 19

55. PROCESSOS REGENERATIVOS
 Adsorção em Colunas de Leito Fixo
 Separação por membranas
 Colunas com Biofilme em Leito Fluidizado

56. Adsorção em Colunas de Leito Fixo
Processo de separação no qual o soluto é removido
de uma fase fluida e é retido na superfície de uma fase
sólida (adsorvente).
- processo inverso: dessorção.
Ilustração - Processo de Adsorção

57. Características dos Processos Adsortivos
• Não há formação de intermediários;
• Possibilidade de recuperação do soluto adsorvido;
• Depende de fatores físico-químicos como:
- interação adsorvente/corante;
- área superficial - o [ 1000 m2/g];
- tamanho de poro, partícula e molécula do soluto;
- T, pH e do tempo de contato.

58. Estrutura das Membranas.
(a) (b)
Micrografia de fratura (a) e Superfície (b)
de uma membrana assimétrica.
• Polieterssulfona (PES)
• Polivinilpirrolidona (PVP)

60. Surfactantes e Formação de Micelas
Tipo de micelas e microemulsões.

61. Retardante de Chamas
• Utilização de polímeros e argilas

62. Processo Industrial
 Sais Geração de Resíduos
 Ácidos
Degradação Ambiental
 Bases
Efluente  Surfactantes
Têxtil  Seqüestrantes
 Agentes oxidantes
 Corantes

63. Objetivo da Pesquisa:
Avaliação do potencial da enzima Horseradish
peroxidase (HRP), para descoloração de corantes e
efluentes têxteis;
efluentes coloridos e resistentes ao tratamento
biológico (recalcitrantes);

64. Foram determinadas as melhores condições para
atuação da enzima;
Foi avaliada a descoloração, através de espectros UV-
vis;
Foi avaliada a toxicidade com Artemia salina, Daphnia
magna e inibição do crescimento da raíz da cebola
(Allium cepa).
Daphnia magna

65. Minimização de impactos ambientais
 Tratamento dos despejos;
 Reúso de água;
 Redução do volume de água no processo.

66. •Horseradish peroxidase (HRP)
 Denominação: peroxidase - depende do peróxido de
hidrogênio para se tornar ativa.
 São encontradas em plantas (rabanetes) e em
animais (plasma sanguíneo, leite, leveduras, etc.).
 Podem ser encontradas em mais de uma forma
molecular em uma mesma espécie, tecido ou célula.

67. •Corante reativoTurquesa Remazol G 133%
Avaliação da degradação do corante com a enzima HRP após
45 minutos de reação.
Espectro de varredura do corante Turquesa Remazol G 133%

68. • Corante reativo Turquesa Remazol G 133%
 Efeito do H2O2
máxima
Efeito da quantidade de H2O2, na descoloração do corante Turquesa
Remazol G 133%, pela enzima HRP

69. Efeito da Temperatura
Corante Turquesa Remazol G 133%
Influência da Temperatura na descoloração do Corante, pela enzima HRP.

70. • Corante reativo Turquesa Remazol G 133%
 Testes de Toxicidade (Artemia Salina)
Mortalidade (%)
Concentração (%) Corante Não Corante Tratado
Tratado
100 100 100
95 80 100
90 70 100
85 30 100
75 0 90
50 0 10
CL50 = 87,5% CL50 = 62,5%

71. •Corante Turquesa Remazol G 133%
 Inibição do Crescimento da Raiz da Cebola
Amostra % inibição
Corante não tratado 100% 73,68
Corante não tratado 50% 65,78
Corante não tratado 25% 63,15
Corante não tratado 10% 47,36
Corante tratado 100% 89,48
Corante tratado 50% 84,21
Corante tratado 25% 81,57
Corante tratado 10% 59,47

72. •Corante ácido Azul Lanaset 2R
Degradação Enzimática do Corante, em função do tempo de
contato com a enzima livre.
Corante removido com HRP livre em função do tempo de contato.

73. •Corante ácido Azul Lanaset 2R
Avaliação da Toxicidade (Artemia salina)
Concentração Corante não Corante
(%) Tratado Tratado
100 100% 100%
95 37% 100%
85 10% 100%
50 0% 20%
25 0% 0%
CL50 = 96,03% CL50 = 63,13%

74. •Efluente Têxtil
 Atuação da enzima, H2O2 e enzima + H2O2.

75. •Efluente Têxtil
Degradação enzimática de Efluente Têxtil

77.  Minimizando consumo de água com os regeneradores
DADOS ATUAIS DADOS OTIMIZADOS REDUÇÃO
VAZÃO (t/h) 144,817 33,571 76,82%
CUSTO ANUAL* (US$) 2.432.892,00 1.115.268,00 54,16%
*considerando 8400h/ano
 Minimizando consumo de água com os regeneradores e vazão
fixa
DADOS ATUAIS DADOS OTIMIZADOS REDUÇÃO
VAZÃO (t/h) 144,817 33,571 76,82%
CUSTO ANUAL (US$) 2.432.892,00 859.404,00 64,68%

78. Concentração de nitrato - N-NO3- - e nitrito - N-NO2- - ao
longo do biorreator
35
Experimental N-NO3
Experimental N-NO2
30 Resultado Modelo N-NO3
Resultado Modelo N-NO2
25
Concentração - [mg/l]
20
15
10
5
0
0 5 10 15 20 25 30
Comprimento do biorreator - [dm]

79. Efluente da tinturaria de uma indústria têxtil sem filtrar e o
permeado obtido através da filtração com membranas

80. -region
-region
l
uo
-region
l
-region
r
V
l
Averaging volume for the  system.
MODELLING TEXTILE DYEING PROCESS UTILIZING THE METHOD
OF VOLUME AVERAGING

81. SOLUÇÃO DO ESCOAMENTO EM CICLONES E
HIDROCICLONES

82. Bixina
Norbixina
Cachopa de urucum.

83. TINGIMENTO DE FIOS TÊXTEIS EM BOBINAS

84. Autoclave horizontal e vertical para tingimento de
bobinas de fios.

85. Esquema representativo do reator vertical.

86. Descrição detalhada das escalas

87. Figura – Concentração do Concentração do corante
C.I Basic Blue 41 no
corante C.I Basic Yellow 28 no banho de tingimento
banho de tingimento

88. APLICAÇÃO DO MÉTODO DA MÉDIA NO VOLUME
NO TINGIMENTO DE FIOS EMPACOTADOS

89. Esquema representativo das escalas utilizadas na
modelagem do processo de tingimento de fios em bobinas.

90. Tratamento de Efluentes
Remoção de Cor
Remoção de Odor

92. REMOÇÃO DE ODORES

95. Loranthaceae

96. REMOÇÃO DE METAIS NO PROCESSO TÊXTIL
Muitos metais pesados podem ser incorporados em fibras têxteis
a partir de diferentes processos:
 corantes de complexos metálicos;
 agentes decapantes;
 beneficiadores de solidez;
 compostos oxidantes;
 compostos de acabamento: repelentes de água, retardantes de
chama, agentes de prevenção a odor e antifúngicos.

97. Matérias-primas têxteis também podem conter certa quantidade
de metais pesados.
Algodão, linho e cânhamo podem adsorver grandes
quantidades de metais do meio ambiente, sendo assim
podem ser usados como biosorventes.

100. Obrigado pela atenção!
E-mail: augusto@enq.ufsc.br