Análise do processo de dessalinização solar com ênfase no método de umidificação e desumidificação / Analysis of the process of solar desalination with emphasis in the humidification and dehumidification method

RESUMO A falta de água é um problema que afeta muitas regiões do nosso planeta, especialmente ilhas e locais de clima muito seco. Especialistas dizem que essa situação irá se agravar e que, em 2025, cerca de 1,8 bilhão de pessoas sofrerão com essa escassez. Embora métodos tradicionais de dessalinização sejam alternativas bem conhecidas e implantadas para obtenção de água potável, eles não são sustentáveis ambientalmente, porque são geralmente supridos por combustíveis não renováveis, cuja queima intensifica o efeito estufa, trazendo desequilíbrios ao meio ambiente. Outra opção que vem sendo desenvolvida ao longo dos anos é a dessalinização por energia solar. Como se trata de uma forma de energia limpa, abundante e renovável, esse método já é muito indicado em regiões isoladas, de baixa e média demanda. Algumas técnicas são apresentadas neste trabalho, que foca o método de dessalinização por umidificação e desumidificação (DSUD). Essa técnica tem se mostrado a mais eficiente, devido ao seu reaproveitamento de energia. Há ainda muito o que melhorar para viabilizar a sua implantação em grande escala, principalmente em termos de produção de água, energia específica requerida e custo específico de produção de água. Entretanto, a DSUD já se mostrou uma técnica sustentável, promissora, de custo razoável e funcionamento simples. Dessa forma, os autores incentivam maiores investimentos em pesquisas no Brasil na área de dessalinização solar e aproveitamento dos rejeitos do processo, visando à produção de água purificada nas regiões brasileiras que têm deficiência em água potável.

ABSTRACT The lack of water is a problem that affects many regions in our planet, specially in very dry places and isles. Experts say that this situation will worsen, and that by 2025 about 1.8 billion people will suffer with water scarcity. Although traditional desalination methods are well-known and implemented alternatives to obtain fresh drinking water, they are not environmentally sustainable, because they are generally supplied by non-renewable fuels, whose combustion intensifies the greenhouse effect, causing disequilibrium to the environment. Another option that has been developed along the years is the desalination by solar energy. Since it is a clean, abundant and renewable type of energy, it is already a good option to isolated regions, whose demand is low or medium. Some technics are shown in this work, which focuses on the humidification-dehumidification desalination method. This technique has shown to be the most efficient one, due to its energy reuse. There is still a long way to go in order to make it viable in large scale, especially in terms of water production, specific energy requirement and specific cost of water production. However, solar desalination by humidification-dehumidification has proven to be a sustainable, promising technic which is reasonably costly and simple to operate. Therefore, the authors encourage more investments in researches in Brazil in the area of solar desalination and use of its rejects, aiming at the production of fresh water in Brazilian regions lacking it.

Enriquecimento e fortificação de alimentos utilizando farinha de casca da manga (Mangifera indica) / Enrichment and fortification of foods using mango bark flour (Mangifera indica)

O Brasil é um dos maiores produtores de alimentos do mundo, mas há um desperdício desde a colheita até os centros de distribuição e durante o preparo. Os frutos adquiridos no fim da feira foram levados ao laboratório para higienização, despolpamento, as cacas foram secas, trituradas e peneiradas para obtenção da farinha e esta utilizadas na formulação dos cookies em diferentes concentrações. Os mesmos foram submetidos a análises físico-químicas, microbiológicas e sensoriais. Os resultados obtidos, pH variou 10,32 – 8,47, °brix 3,0. A aceitabilidade sensorial as formulações de 40% e 60% foram os mais aceitos pelos provadores. De acordo com os aspectos analisados o reaproveitamento da casca da manga na forma de farinha é viável, quanto à aceitabilidade do produto, além de agregar valor nutricional, aroma e o sabor natural do fruto.

Enriquecimento proteico de resíduo de frutas através de fermentação semi-sólida utilizando Saccaromyces cerevisae / Protein enrichment of fruit residue through semi-solid fermentation using Saccaromyces cerevisae

Toneladas de resíduos são gerados no processamento de frutos, fazendo parte a casca e sementes. Esses resíduos possuem nutrientes e compostos antioxidantes importantes para o organismo humano, que podem ser fermentados em biorreatores, minimizando o desperdício, gerando uma nova fonte alimentar. Logo, objetivou-se o enriquecimento proteico dos resíduos de frutas, através da fermentação semi-sólida, visando o aumento do teor de proteína e melhorando seu valor nutricional. Os resíduos de maracujá, laranja e goiaba foram misturados com 15% de levedura e foram inseridos em biorreatores tipo bandejas de alumínio a 37 ºC em um período 60 horas, onde foram retiradas amostras em intervalos de 8 horas. Os resíduos foram bem aproveitados, apresentando-se como uma fonte reutilizável no processo de fermentação e com expressivo valor proteico.

Mapa de preferência externo de pães elaborados com farinha do bagaço de tomate / External preference map of breads manufactured with tomato berry flour

Devido a crescente demanda por alimentos que contribuam para uma qualidade de vida melhor, oriunda principalmente de fontes naturais. O objetivo do trabalho foi submeter o resíduo do tomate ao processo de secagem para produção da farinha do resíduo de tomate (FRT), e posterior fabricação de pães de forma nas proporções de substituição (7,5%, 15%, 22,5% e 30% FRT). Os resultados mostraram que as amostras são caracterizadas por diferentes atributos. Através do Mapa de Preferência Externo observou-se que o pão de forma de marca comercial (Padrão) foi caracterizado pela textura, aparência e sabor. Já a amostra P4(30%FRT) se caracterizou pela cor. A amostra P1(7,5%FRT) se caracterizou pela aceitação global. Já as amostras P2(15%FRT) e P3(22,5%FRT) foram correlacionadas negativamente com os atributos pesquisados. Dessa forma, os pães de forma foram caracterizados por diferentes atributos inferindo nas características próprias que cada amostra teve com a substituição da farinha do resíduo de tomate e consequentemente em diferentes escolhas por parte do consumidor final.

Mapa de preferência interno de pães elaborados com farinha do bagaço de tomate / Internal preference map of breads manufactured with tomato berry flour

O pão é um dos alimentos mais difundidos no mundo, seu consumo é frequente em todas as classes sociais. A fabricação de pães com farinhas mistas possibilita o enriquecimento nutricional do alimento, e consequentemente diminuindo a emissão de resíduo no ambiente. O objetivo do trabalho foi submeter o resíduo do tomate ao processo de secagem para produção da farinha do resíduo de tomate (FRT), e posterior fabricação de pães nas proporções de substituição (7,5%, 15%, 22,5% e 30%), e verificar sua aceitação sensorial. A análise sensorial realizada comum total de 90 julgadores não treinados e um pão comercial foi utilizado para a análise. Houve uma preferência dos julgadores pelos pães que tiveram uma menor porcentagem da FRT sendo P1 (7,5%), P2 (15%) e P3 (22,5%). Conclui-se que é possível desenvolver produtos alimentícios com boa aceitabilidade sensorial, utilizando a farinha de resíduo de tomate como ingrediente de suas formulações.

Barra de cereais com adição de farinha de casca de chuchu: caracterização físico-química e sensorial entre crianças / Cereal bar with added chayote peel flour: physico-chemical and sensory characteristics among children

O estudo objetivou verificar a aceitabilidade sensorial de barras de cereais tradicional e barras de cereais adicionadas de farinha de casca de chuchu, bem como determinar e comparar as composições físico-químicas entre as formulações. Foram elaboradas e analisadas cinco formulações de barras de cereais, sendo: F1: padrão (0%) e as demais adicionadas de farinha de casca de chuchu nas proporções de 6,75% (F2); 13,5%(F3); 20,25% (F4) e; 27% (F5). Participaram da análise sensorial 60 provadores, com idade entre 7 a 10 anos.Não houve diferença significativa (p>0,05) nos atributos aparência, aroma, textura e cor entre as formulações.Para os atributos sabor, aceitação global e intenção de compra, notas maiores foram observadas na amostra padrão quando comparada à F5, sem diferença entre as notas dadas às demais amostras. Não houve diferença estatística (p>0,05) para os teores de umidade, proteínas, lipídios e calorias entre as formulações F1 e F4. Entretanto, maiores teores de cinzas e fibra alimentar e menor teor de carboidratos foram observados em F4 comparada a F1. A comparação entre os produtos permitiu comprovar que um nível de adição de até 20,25%de farinha de casca de chuchu em barras de cereais teve uma boa aceitação sensorial junto ao painel infantil, semelhante ao produto padrão e com boas expectativas de comercialização.

The study aimed to verify the sensory acceptability of traditional cereal bars and cereal bars added with chayote peel flour, and determine the physico-chemical compositions of their formulations. Five cereal bars formulas were prepared and analyzed as follows: F1: standard (0%) and with the addition of chayote peel flour in the proportions of 6.75% (F2); 13.5% (F3); 20.25% (F4) and 27% (F5). Sixty tasters, aged 7-10 took part in the sensorial analysis. There was no significant difference (p> 0.05) regarding appearance, aroma,texture and color among formulations. For the attributes taste, overall acceptance and purchase intention, higher scores were given towards the standard sample when compared to F5, but no differences were observed among the other sample scores. There was no statistical difference (p>0.05) for moisture, protein, fat and calories between F1 and F4 formulations. However, higher levels of ash and dietary fiber and lower level of carbohydrates were observed in F4 compared to F1. The formulas preparation demonstrated that alevel of addition of up to 20.25% of chayote peel flour in cereal bars was well accepted by the panel, with asensory acceptance similar to the standard product and good trading expectation.

Estudo do reaproveitamento de meio no cultivo de Arthrospira (Spirulina) platensis / Study of reuse of Arthrospira (Spirulina) platensis cultivation medium

Arthrosphira (Spirulina) platensis apresenta substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. A produção industrial envolve uma quantidade muito grande de água e sua viabilidade deve contemplar o reuso do meio, visando uma diminuição de custos com nutrientes, bem como da poluição ambiental, tornando-se assim um processo sustentável. O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação do reaproveitamento do meio no cultivo de A. platensis usando tratamentos físico-químicos de floculação e adsorção. Para tanto, tal cianobactéria foi cultivada em fotobiorreator (FBR) tubular em processos de batelada alimentada e contínuo em intensidade luminosa de 120 µmol fótons m-2 s-1, sob controle de pH. Foram desenvolvidas técnicas de tratamento de meio de cultivo proveniente de processo descontínuo alimentado de A. platensis para a remoção de matéria orgânica (MO) e pigmentos (60 - 96 %), permitindo assim seu reuso em novos cultivos. A. platensis foi cultivada nos meios tratados utilizando frascos Erlenmeyer, com avaliação de parâmetros como concentração celular máxima (Xm), conteúdo de clorofila-a (Chl) e conteúdo de proteína na biomassa seca (PTN). No processo simultâneo de floculação e adsorção com carvão ativado em pó (CAP), foram testados dois agentes floculantes, cloreto férrico (F) e sulfato férrico (S) bem como diferentes tempos de contato. No processo simultâneo de floculação com F e adsorção com CAP, as condições ótimas foram: CAP = 24,4 mg L-1 e F = 20,3 mg L-1durante 30,4 min de tempo de contato; com obtenção de: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24,3 ± 0,1 mg g-1, PTN = 36,1 ± 0,6 %. As condições ótimas de tratamento simultâneo de floculação com S e adsorção com CAP foram: CAP = 40,0 mg L-1 e S = 32,8 mg L-1 durante 36,1 min de tempo de contato, com obtenção de: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24,5 ± 0,6 mg g-1, PTN = 60,1 ± 0,6 %. No processo sequencial de floculação com F seguido de adsorção com carvão ativado granulado (CAG), as condições ótimas foram atingidas com: CAG = 108,4 g e F = 10,0 mg L-1 durante 30,8 min de tempo de residência; obtendo-se: Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35,4 ± 0,2 mg g-1, PTN = 44,9 ± 0,0 %. Adicionalmente, os meios tratados nessas condições ótimas de cada tratamento, também foram testados em FBR tubulares, atingindo valores de Xm, Chl e PTN maiores do que os obtidos com meio padrão. Além disso, o processo simultâneo de cultivo celular em FBR tubulares e adsorção contínua do meio de cultivo exaurido em coluna de CAG removeu 51 - 79 % de MO e pigmentos. Foi demonstrado que uma proporção de 75 % de meio tratado no meio de alimentação não produz diminuição significativa de produtividade celular (PX) e os resultados foram: concentração celular em estado estacionário (Xs) de 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42,0 ± 0,6 %, com diminuição de 65 % no custo de meio de cultivo. Por fim, conclui-se que é viável a utilização de processos físico-químicos no tratamento de meio a ser reaproveitado no cultivo de A. platensis, inclusive em FBR tubulares, com apreciável incremento de clorofila-a e proteínas na biomassa obtida em meio tratado

Arthrospira (Spirulina) platensis have compounds of interest in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Industrial production involves high volumes of water and its viability should contemplate medium reuse, aiming to reduce not only nutrient costs, but also environmental pollution, thus becoming a sustainable process. This work had as main objective the evaluation of A. platensis culture medium reuse through the physicochemical treatments flocculation and adsorption. Thus, this cyanobacterium was cultivated in tubular photobioreactor (PBR) by fed-batch and continuous processes at light intensity 120 µmol photons m-2 s-1 under pH control. Treatment techniques were developed for culture medium from fed-batch process to properly removal of organic matter (OM) and pigments (60 - 96 %), thus allowing its reuse in new cultures. A. platensis was cultivated in treated medium using Erlenmeyer flasks, with the evaluation of parameters such as maximum cell concentration (Xm), chlorophyll content (Chl) and protein content in dry biomass (PTN). For simultaneous flocculation and adsorption with powdered activated carbon (PAC), two flocculants were used: ferric chloride (F) and ferric sulfate (S), as well as different contact times. In the simultaneous process of F flocculation and PAC adsorption, optimum conditions were: PAC = 24.4 mg L-1 and F = 20.3 mg L-1 for 30.4 min contact time; results were: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24.3 ± 0.1 mg g-1, PTN = 36.1 ± 0.6 %. Optimal conditions in the simultaneous process of S flocculation and PAC adsorption were: PAC = 40.0 mg L-1 and S = 32.8 mg L-1 for 36.1 min contact time; results were: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24.5 ± 0.6 mg g-1, PTN = 60.1 ± 0.6 %. In the sequential process of F flocculation followed by adsorption with granular activated carbon (GAC), optimal conditions were reached at GAC = 108.4 g and F = 10.0 mg L-1 for 30.8 min of residence time, at which Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35.4 ± 0.2 mg g-1 and PTNPTN = 44.9 ± 0.0 % were obtained. Moreover, medium treated at each optimal condition were also tested in tubular PBRs, reaching values of Xm, Chl and PTN higher than those obtained with standard medium. Furthermore, the simultaneous process of cell cultivation in tubular PBR and continuous adsorption of spent cultivation medium through GAC column removed 51 - 79 % of OM and pigments. It was showed that 75 % of treated medium in the feed medium does not cause significant decrease in cell productivity (PX) and results were: steady-state cell concentration (Xs) = 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42.0 ± 0.6 %, with 65 % reduction in medium price. At last, it can be inferred that the use of physicochemical processes in medium treatment is feasible for reuse in A. platensis cultivation, including that in tubular PBR, leading to considerable increase in chlorophyll and protein contents of the biomass obtained with treated medium

Redução do potencial poluidor de dejetos de suínos em lagoas de estabilização em série / Pollution potential reducing of swine manure in stabilization ponds in series

As lagoas de estabilização, em virtude da sua simplicidade e eficiência do processo, do baixo custo de construção e operação e das condições climáticas favoráveis, apresentam-se como solução para atender a grande parte dos requisitos impostos para o tratamento dos dejetos na região do Vale do Jequitinhonha. Diante disso, o objetivo do trabalho foi caracterizar os parâmetros físico-químicos de dejetos líquidos de suínos (DLS) tratados em sistema de lagoas de estabilização em série e avaliar a redução do seu potencial poluidor. O estudo foi conduzido na granja Campo Alegre no município de Diamantina-MG. Os dejetos foram coletados nos seguintes locais: saída das instalações, saída da lagoa anaeróbia, saída da primeira lagoa facultativa e saída da segunda lagoa facultativa. O sistema de lagoas de estabilização em série apresentou 88% de eficiência na remoção da DQOt e 91% na remoção de DBO5. Os elementos Mg, Fe, Mn e P foram removidos nos percentuais de 66; 83; 33 e 54%, respectivamente. A eficiência de remoção de N-Total foi de 24%. K, Ca e S, foram removidos em 40; 31; e 52%, respectivamente. O sistema de lagoas de estabilização em série estudado demonstrou ser eficiente no abatimento de nutrientes, demonstrando características favoráveis ao reaproveitamento dos dejetos como biofertilizante.

The stabilization ponds, because of its simplicity and efficiency of the process, low construction cost and operation and the favorable climatic conditions, are presented as a solution to meet most of the requirements for processing wastes in the region. The wastes produced in pigs are usually used as fertilizer in agricultural areas, this being the main alternative disposal. Therefore, the objective of this study was to characterize the physical and chemical parameters of pig slurry (PS) system treated in stabilization ponds in series and evaluate the reduction of their pollution potential. The study was conducted in the Campo Alegre farm in Diamantina-MG. The wastes were collected at various points, exit of the facilities, exit of the anaerobic pond, exit of the first facultative pond, exit of the second facultative pond. The system of stabilization ponds in series features 88% efficiency in removing DQOt and 91% of BOD5. The fractions of solids showed similar behavior and nutrients Mg, Fe, Mn and P were removed in the percentages of 66, 83, 33 and 54%. The removal efficiency of N-total amounted to 24%. However to K, Ca and S were removed 40, 31, and 52%. The system of stabilization ponds in series studied proved to be effective in removing excess nutrients. It is noteworthy that the treatment demonstrated favorable characteristics to the reuse of waste as biofertilizer.

Conteúdo lipídico e perfil em ácidos graxos de farelos submetidos à fermentação por Arpergillus oryzae em estado sólido / Lipid content and fatty acid profile of defatted rice bran and wheat bran submitted to solid state fermentation by Aspergillus oryzae

O objetivo deste trabalho foi analisar a variação no conteúdo lipídico e no perfil em ácidos graxos de farelo de arroz desengordurado (FAD) e de farelo de trigo (FT), submetidos à fermentação em estado sólido com o fungo Aspergillus oryzae. Amostras foram coletadas em intervalos de tempo de até 72 horas de fermentação. O teor de lipídios foi extraído pelo método de FOLCH e os ácidos graxos obtidos foram avaliados por cromatografia a gás. Os resultados mostraram que a fermentação não incrementou o teor de lipídios da biomassa, entretanto aumentou a incidência de ácidos graxos da série 6.