Estudo da Chorisia speciosa e outras fibras vegetais como sorventes para o setor de petróleo

Orientadora: Thais H. D. SydenstrickerCo-orientador: Sandro C. AmicoDissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 2005Inclui bibliografiaÁrea de concentraçao: Engenharia e ciencia de materiaisResumo: Derramamento de óleo em águas constitui uma grande preocupação global e vários processos físicos, químicos e biológicos vêm sendo usados para recuperar, remover ou degradar a poluição de óleo. Tai s derramamentos não só representam uma grande perda de óleo como também um grande efeito negativo ao meio ambiente. A água poluída por óleo afeta a aeração e a iluminação do curso d'água devido à formação de um filme de óleo insolúvel na sua superfície, le vando à efeitos negativos na fauna e na flora, além de inutilizar dezenas, ou até centenas de metros cúbicos de água para o consumo humano. Vários sistemas comerciais vêm sendo desenvolvidos para o controle desses derramamentos, incluindo o uso de sorventes. O objetivo deste trabalho foi utilizar materiais vegetais como sorventes alternativos de baixo custo para a remoção do óleo cru de derramamento em águas. Seis tipos de sorventes vegetais foram avaliados: Chorisia speciosa St. Hill conhecido por paina, Luffa cylindrica (esponja vegetal), serragem, sisal ( Agave sisalana ), fibra de coco (Cocos nucifera ), e resíduos vegetais. As fibras vegetais foram moídas, homogeneizadas e classificadas e grande parte dos ensaios foram realizados com a faixa granulométrica de 850 ?m a 1700 ?m. Os testes de sorção foram realizados em água deionizada e em água marinha artificialmente preparada, em diferentes temperaturas (5 a 50ºC) e condições de pH (5 a 8), e em sistema estático e agitado. A quantidade de água simultaneament e sorvida pelas fibras foi investigada em testes de destilação do sorvente impregnado de óleo e por testes de sorção na ausência de água. A capacidade de sorção das diferentes fibras seguiu a tendência geral: Paina > Sisal e Serragem > Coco > Bucha vegetal > rejeitos folhosos, e a capacidade de sorção aumentou com a redução da granulometria. A paina mostrou uma rápida e excelente capacidade de sorção, alcançando 85 g de óleo/g de sorvente, que foi justificada com base em micrografias e no elevado grau de hi drofobicidade desta fibra. Testes de Flutuosidade e densidade foram também realizados para avaliar a adequação das fibras para a aplicação pretendida. Palavras-chaves: Fibras Vegetais, Sorção, Derramamento e Petróleo.Abstract: Oil spill in waters are a major global concern and various physical, chemical and biological processes have been used to recover, remove or degrade oil pollution. Such spills not only represent a great loss of oil but also have a major negative effect on the environment. Pollution by oil affects aeration and illumination of the water stream due to the formation of an insoluble oil film on its surface, leading to negative effects on natural fauna and flora, not to mention dozens, or even hundreds of cubic meters of still water rendered useless for human intake. Various commercial systems have been developed to control these spills, including the use of sorbents. The aim of this work was to use natural materials as low cost alternative sorbents for the removal of crude oil from water. Six types of vegetable sorbents were used, namely: mixed leaves residues, Luffa cylindrica (spounge-gourd), Coir fibers ( Cocos nucifera ), mixed sawdust, sisal ( Agave sisalana) and Chorisia speciosa St. Hill known as silk floss. The vegetable fibers were mi lled, mixed and classified and the sorption tests mostly used fibers of a granulometric size range of 850 ?m - 1700 ?m. Sorption tests were conducted in deionized and artificial marine water medium, at different temperatures (5 -50ºC) and water pH (from 5 t o 8), with and without agitation. Water intake by the fibers was investigated by tests in dry conditions and distillation of the impregnated sorbent. The sorption capacity of the fibers followed the general trend: Silk floss > Sisal and Sawdust > Coir fibe r > Sponge gourd > Leaves residues, and the s orption capacity was shown to increase by reducing granulometry. The silk -floss showed a very fast and high oil sorption capacity of approximately 85 g oil/g sorbent and this was explained in the view of micrographs and fiber degree of hydrophobicity. Specific gravity measurements and buoyancy tests were also used to evaluate the suitability of the fibers for the intended application. Key-words: Vegetable Fibers, Sorption, Spills and Crude Oil

Ultra-Fast Oleophobic-Hydrophilic Switching Surfaces for Anti-Fogging, Self-Cleaning, and Oil-Water Separation

Smooth copolymer–fluorosurfactant complex film surfaces are found to exhibit fast oleophobic–hydrophilic switching behavior. Equilibration of the high oil contact angle (hexadecane = 80°) and low water contact angle (110°), which, when combined with the inherent ultrafast switching speed, yields oil–water mixture separation efficiencies exceeding 98%

Estudo da Chorisia speciosa e outras fibras vegetais como sorventes para o setor de petróleo

Orientadora: Thais H. D. SydenstrickerCo-orientador: Sandro C. AmicoDissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 2005Inclui bibliografiaÁrea de concentraçao: Engenharia e ciencia de materiaisResumo: Derramamento de óleo em águas constitui uma grande preocupação global e vários processos físicos, químicos e biológicos vêm sendo usados para recuperar, remover ou degradar a poluição de óleo. Tai s derramamentos não só representam uma grande perda de óleo como também um grande efeito negativo ao meio ambiente. A água poluída por óleo afeta a aeração e a iluminação do curso d'água devido à formação de um filme de óleo insolúvel na sua superfície, le vando à efeitos negativos na fauna e na flora, além de inutilizar dezenas, ou até centenas de metros cúbicos de água para o consumo humano. Vários sistemas comerciais vêm sendo desenvolvidos para o controle desses derramamentos, incluindo o uso de sorventes. O objetivo deste trabalho foi utilizar materiais vegetais como sorventes alternativos de baixo custo para a remoção do óleo cru de derramamento em águas. Seis tipos de sorventes vegetais foram avaliados: Chorisia speciosa St. Hill conhecido por paina, Luffa cylindrica (esponja vegetal), serragem, sisal ( Agave sisalana ), fibra de coco (Cocos nucifera ), e resíduos vegetais. As fibras vegetais foram moídas, homogeneizadas e classificadas e grande parte dos ensaios foram realizados com a faixa granulométrica de 850 ?m a 1700 ?m. Os testes de sorção foram realizados em água deionizada e em água marinha artificialmente preparada, em diferentes temperaturas (5 a 50ºC) e condições de pH (5 a 8), e em sistema estático e agitado. A quantidade de água simultaneament e sorvida pelas fibras foi investigada em testes de destilação do sorvente impregnado de óleo e por testes de sorção na ausência de água. A capacidade de sorção das diferentes fibras seguiu a tendência geral: Paina > Sisal e Serragem > Coco > Bucha vegetal > rejeitos folhosos, e a capacidade de sorção aumentou com a redução da granulometria. A paina mostrou uma rápida e excelente capacidade de sorção, alcançando 85 g de óleo/g de sorvente, que foi justificada com base em micrografias e no elevado grau de hi drofobicidade desta fibra. Testes de Flutuosidade e densidade foram também realizados para avaliar a adequação das fibras para a aplicação pretendida. Palavras-chaves: Fibras Vegetais, Sorção, Derramamento e Petróleo.Abstract: Oil spill in waters are a major global concern and various physical, chemical and biological processes have been used to recover, remove or degrade oil pollution. Such spills not only represent a great loss of oil but also have a major negative effect on the environment. Pollution by oil affects aeration and illumination of the water stream due to the formation of an insoluble oil film on its surface, leading to negative effects on natural fauna and flora, not to mention dozens, or even hundreds of cubic meters of still water rendered useless for human intake. Various commercial systems have been developed to control these spills, including the use of sorbents. The aim of this work was to use natural materials as low cost alternative sorbents for the removal of crude oil from water. Six types of vegetable sorbents were used, namely: mixed leaves residues, Luffa cylindrica (spounge-gourd), Coir fibers ( Cocos nucifera ), mixed sawdust, sisal ( Agave sisalana) and Chorisia speciosa St. Hill known as silk floss. The vegetable fibers were mi lled, mixed and classified and the sorption tests mostly used fibers of a granulometric size range of 850 ?m - 1700 ?m. Sorption tests were conducted in deionized and artificial marine water medium, at different temperatures (5 -50ºC) and water pH (from 5 t o 8), with and without agitation. Water intake by the fibers was investigated by tests in dry conditions and distillation of the impregnated sorbent. The sorption capacity of the fibers followed the general trend: Silk floss > Sisal and Sawdust > Coir fibe r > Sponge gourd > Leaves residues, and the s orption capacity was shown to increase by reducing granulometry. The silk -floss showed a very fast and high oil sorption capacity of approximately 85 g oil/g sorbent and this was explained in the view of micrographs and fiber degree of hydrophobicity. Specific gravity measurements and buoyancy tests were also used to evaluate the suitability of the fibers for the intended application. Key-words: Vegetable Fibers, Sorption, Spills and Crude Oil

Vegetable fibers as multifunctional materials

Concerns related to the ever-growing use of raw-materials from non-renewable sources by modern society is driving the interest of the academic and scientific sectors for a new concept of material, which takes into account not only mechanical performance, cost and availability, but also environmentally-related issues, such as biodegradability, renewability and energy use, along with the promotion of social and economical development of the economically-challenged segment of the population. Vegetable fibers have been used in many home-made objects, such as ropes and artcraft, for perhaps as long as humanity exists. However, these fibers present a combination of interesting properties which enables their use in a wide variety of sectors. This invited article will review the work recently carried out by the author in collaboration with various researchers from UFRGS, UFPR and UCS, and will be divided into three case studies, focusing on the use of vegetable fibers for oil sorption, as infiltration (flow) medium and as reinforcement for polymer composites, promoting their use in more demanding and rewarding applications