Technological Use of Flour Obtained from the Byproducts of Passion Fruit Albedo and the Residue of the Extraction of the Star Fruit Juice in the Formulation of Cereal Bars

The fruits industrialization process for the production of new food products generates a significant number of agroindustrial residues. The use of these residues in the formulation of new products such as cereal bars adds nutritional value to foods and helps in the reduction of environmental impacts. The objective of this work was to produce flours from the star fruit residue and the passion fruit albedo, to attain the physicochemical characterization and to elaborate three cereal bars formulations with variation in the contents of the flour produced. The results indicate that the star fruit and the passion fruit’s albedo can be considered as an alternative source of nutrients, ranging from energy supplementation to its insertion in derived products due to its technological characteristics. The developed cereal bars were widely accepted, and most evaluators reported that they would buy such products. DOI: http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v10i3.110

Síntese e caracterização de nanocompósitos de caulinita e TiO2 utilizando o método dos precursores poliméricos

No presente trabalho, utilizou-se a caulinita como material base para a obtenção de materiais nanocompósitos. A caulinita foi utilizada na forma in natura, tratada termicamente à 700 ºC e quimicamente com ácidos fosfórico e sulfúrico na concentração de 6 mol L-1. O objetivo dos tratamentos foi modificar e preparar a estrutura da caulinita para ser usada como um suporte para o TiO2. Por meio do método dos precursores poliméricos foi sintetizado o TiO2 e nanocompósitos à base de caulinita e TiO2. Os nanomateriais foram caracterizados por Difratometria de Raios X (DRX), UV-Vis, para determinar o Bandgap, Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Por meio dos espectros de FTIR foi possível verificar as bandas características da caulinita in natura e o aparecimento de vibrações características da metacaulinita. A análise de DRX revelou que foi possível promover o aumento da cristalinidade das amostras de caulinita após tratamento com o citrato de titânio, isto pode ser decorrente da adesão do óxido de titânio na superfície da caulinita. Pela análise de EDS foi possível determinar a porcentagem de Ti (m/m) nas amostras sintetizadas, sendo que seu valor ficou entre 2,03 e 4,16 %. As análises por ICP-OES indicam que as amostras apresentam de 2,65 a 4,07% de Ti e os dados do Bandgap variam de 1,69 a 3,44 eV para as amostras com e sem Ti em sua composição.Palavras-chave: Caulinita, metacaulinita, ativação ácida, Método dos Precursores Poliméricos, Dióxido de Titânio.

Study of different kaolinite treatments for the possible application as adsorbent of the textile dye C.I. Reactive Blue 203

The kaolinite is a clay mineral used in several industrial sectors and, due to the high availability in the earth's crust, chemical modifications are made to obtain different structures of the material in order to expand its use. Activations were carried out with phosphoric and sulfuric acids at concentrations of 5 and 10 mol L-1, and thermal treatments at 850, 1100 and 1200ºC for the application of this clay in the adsorption of Reactive Blue 203 textile dye. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Thermal Analysis (DTA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). In the FTIR spectra of the calcined samples, the characteristic hydroxyl absorptions disappeared, as well as the appearance of vibrations attributed to metacaulinite, which is formed from calcination of kaolinite. By XRD, it was possible to confirm the changes in the structure, since the diffractogram showed a characteristic of amorphous material when calcined at 850 °C, while in the temperatures of 1100 and 1200 °C the material returned to present crystalline structure, due to the formation of the mullite. These changes are also evident in the thermal analysis, and the event occurring in the thermogravimetric curve between 420 ºC and 700 ºC refers to the dehydroxylation of the material and, consequently, to the formation of metakaolin. The differential thermal analysis showed an exothermic peak in the region of 1000 ºC, corresponding to the conversion of metacaulinite to mullite. However, SEM analysis did not show changes in material morphology. The zero charge point obtained for kaolinite was 4.41, corresponding to the pH value at which the surface charge is zero, and at pH values higher than that kaolinite will be more propitious to adsorb cationic substances and in values of pH lower, anionic. The kaolinite presented higher amount of acidic sites, since both analyzes resulted in pH values lower than 7, characteristic of clay minerals with lamellar structure, due to the presence of internal hydroxyls and aluminum, since it is an aluminosilicate. In the adsorption test with the Reactive Blue 203 textile dye, the untreated kaolinite stood out in the other samples, with better adjustment of the Sips isotherm and pseudo second order kinetics. The thermodynamic parameters indicate that it is a spontaneous and endothermic process and evidence that a chemical adsorption occurs.CAPES; Fundação AraucáriaA caulinita é um argilomineral empregado em diversos setores industriais e, em decorrência da elevada disponibilidades na crosta terrestre são realizadas modificações químicas para a obtenção de diferentes estruturas do material buscando ampliar sua utilização. Foram realizadas ativações com ácidos fosfórico e sulfúrico nas concentrações de 5 e 10 mol L-1, e tratamentos térmicos em 850, 1100 e 1200 ºC visando a aplicação deste argilomineral na adsorção do corante têxtil Reactive Blue 203. As amostras foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TGA), Análise Térmica Diferencial (DTA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Nos espectros de FTIR das amostras calcinadas houve o desaparecimento das absorções características da hidroxila, além do surgimento de vibrações atribuídas a metacaulinita, que é formada a partir da calcinação da caulinita. Pelo DRX foi possível confirmar as alterações da estrutura, pois o difratograma apresentou característica de material amorfo quando calcinado em 850 °C, enquanto que nas temperaturas de 1100 e 1200 °C o material voltou a apresentar estrutura cristalina, devido a formação da mulita. Essas modificações também são evidentes na análise térmica, sendo que o evento ocorrido na curva termogravimétrica entre 420 ºC e 700 ºC refere-se à desidroxilação do material e consequentemente, à formação da metacaulinita. Já a análise térmica diferencial apresentou um pico exotérmico na região de 1000 ºC, correspondendo à conversão da metacaulinita em mulita. Entretanto, a análise de MEV não demonstrou mudanças na morfologia do material. O ponto de carga zero obtido para a caulinita foi de 4,41, correspondendo ao valor de pH em que a carga superficial é zero, sendo que em valores de pH superiores a este a caulinita estará mais propícia a adsorver substâncias catiônicas e em valores de pH inferiores, aniônicas. A caulinita apresentou maior quantidade de sítios ácidos, uma vez que ambas as análises resultaram em valores de pH inferiores a 7, característicos de argilominerais com estrutura lamelar, devido a presença das hidroxilas internas e do alumínio, uma vez que trata-se de um aluminossilicato. No teste de adsorção com o corante têxtil Reactive Blue 203 a caulinita sem tratamento se sobressaiu perante as demais amostras, com melhor ajuste da isoterma de Sips e cinética de pseudo-segunda ordem. Os parâmetros termodinâmicos indicam que se trata de um processo espontâneo e endotérmico e evidenciam que ocorre uma adsorção química

Síntese e caracterização de novos hidróxidos duplos lamelares trocadores catiônicos e/ou aniônicos

Orientador: Prof. Dr. Fernando WypychTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 26/07/2021Inclui referências: p. 121-134Resumo: Neste trabalho foram sintetizados hidróxidos duplos lamelares (HDL) que possuem a fórmula geral Na(H2O)6M2+ 6Al3(OH)18(SO4)2.6H2O, equivalentes aos minerais natroglaucocerinita (M2+= Zn), shigaita (M2+= Mn) e motukoreaita (M2+= Mn), além de outros HDLs não equivalentes a minerais, mas com a mesma fórmula, onde M2+=Co, Ni e Cu foram também sintetizados. Somente minerais contendo sódio intercalado eram descritos na literatura e, além destes, foram sintetizadas fases contendo Li+, K+ e NH4 +. Os compostos foram caracterizados por diversas técnicas que evidenciaram a formação dos HDLs com estrutura cristalina, razão M2+:M3+ muito próxima da idealidade (2:1) e morfologia de plaquetas empilhadas e com formatos similares a hexágonos. Essas amostras foram testadas quanto a capacidade de troca catiônica, alternando os cátions de metais alcalinos Li+, Na+, K+ e também NH4 +. Os padrões de DRX e os espectros de FTIR da maioria das amostras após as reações de troca iônica apresentaram poucas alterações em relação aos precursores e a troca catiônica foi confirmada por ICP-OES, com valores acima de 90% na maioria dos casos. As amostras Co/Al-SO4/Li e Co/Al-SO4/Na também foram avaliadas quanto as trocas iônicas utilizando Li2CO3. Os resultados de DRX e FTIR evidenciaram a troca aniônica de sulfato para carbonato e na análise de ICP-OES o Li+ foi detectado em ambas as amostras, indicando que esses compostos podem ser trocadores catiônicos e aniônicos simultaneamente. Um dos elementos ainda pouco presentes em HDLs é o manganês e, compostos contendo Mn:Al na proporção 2:1 e intercalados com nitrato, cloreto e carbonato foram sintetizados pelo método de coprecipitação a pH crescente e testados quanto a troca aniônica para sulfato e a incorporação do cátion presente em solução, visando obter estrutura similar à da shigaita e os resultados foram positivos para as amostras precursoras contendo nitrato e cloreto. As amostras de Mn:Al e as shigaitas de Li+, Na+ e K+ foram testadas quanto a troca para HPO4 2-em presença de Li+, sendo confirmada a troca aniônica e incorporação ou troca do cátion intercalado. A troca catiônica na natroglaucocerinita-Na foi realizada com soluções de Ag2SO4 e os padrões de DRX apresentaram um pequeno aumento da distância basal dos compostos, indicando uma possível substituição catiônica Na+/Ag+. Houve redução dos teores de Na+ e detecção de elevados teores de prata devido a formação de nanopartículas de Ag0/Ag2O na superfície do material. Os HDLs sintetizados e caracterizados neste trabalho podem ser aplicados em diferentes áreas como no tratamento e remoção de poluentes de efluentes, na estabilização de emulsões de Pickering e até mesmo na atividade antibacteriana, como é o caso das amostras contendo prata.Abstract: In this work, layered double hydroxides (LDH) were synthesized with the general formula Na(H2O)6)M2+ 6Al3(OH)18(SO4)2.6H2O, equivalent to the minerals natroglaukocerinite (M2+= Zn), shigaite (M2+= Mn) and motukoreaite (M2+= Mn), in addition to other LDHs not equivalent to minerals, but with the same formula, where M2+=Co, Ni and Cu were also synthesized. Only minerals containing intercalated sodium were described in the literature and, in addition to these, phases containing Li+, K+ e NH4 + were synthesized. The compounds were characterized by several techniques that showed the formation of LDHs with crystal structure, M2+:M3+ ratio very close to ideality (2:1) and morphology of stacked resembling hexagons. These samples were tested for cation exchange capacity, alternating the alkali metal cations Li+, Na+, K+, and also NH4 +. The XRD patterns and the FTIR spectra of most samples after the ion exchange reactions showed few changes compared to the precursors and the cation exchange was confirmed by ICP-OES, with values above 90% in most cases. The Co/Al-SO4/Li and Co/Al-SO4/Na samples were also evaluated for ion exchange using Li2CO3. The XRD and FTIR results showed an anionic exchange from sulfate to carbonate and in the ICP-OES analysis, Li+ was detected in both samples, indicating that these compounds can be cation and anionic exchangers simultaneously. One of the elements rarely present in LDHs is manganese, and compounds containing Mn:Al in a 2:1 ratio and intercalated with nitrate, chloride and carbonate were synthesized by the coprecipitation method at increasing pH and tested for anion exchange for sulfate and incorporation of the cation present in solution, aiming to obtain a structure similar to that of the shigaite and the results were positive for the precursor samples containing nitrate and chloride. The samples of Mn:Al and the shigaites of Li+, Na+ and K+ were tested for exchange to HPO4 -2 in the presence of Li+, being confirmed the anion exchange and incorporation or exchange of the intercalated cation. The cation exchange in natroglaucocerinite-Na was performed with solutions of Ag2SO4 and XRD patterns showed a small increase in the basal distance of the compounds, indicating a possible Na+/Ag+ cation substitution. There was a reduction in Na+ content and detection of high levels of silver due to the formation of Ag0/Ag2O nanoparticles on the surface of the material. The LDHs synthesized and characterized in this work can be applied in different areas such as in the treatment and removal of pollutants from effluents, stabilization of Pickering emulsions and even in the antibacterial activity, as is the case of sample containing silver

<b>Technological use of green banana and birdseed flour in preparing cookies

Cookies made up of flour containing unripe banana and birdseed were developed and characterized by centesimal composition, microbiological quality, color by CIE L*, a* and b* system and sensory acceptance. Two formulations of cookies (F1 and F2) with different amounts of mixed flour (@ 6.0 and 8.0 g 100 g-1, respectively) were designed. All formulations exhibited attractive nutritional properties, mainly due to the levels of protein (F1: 11.6 and F2: 10.7 g 100 g-1) and dietary fiber (F1: 22.6 and F2: 31.03 g 100 g-1). There was no significant difference (p < 0.05) in color parameters between the upper surfaces of F1 and F2, and between the undersides of cookies. Both compositions showed high acceptability in color, texture, odor and taste, with a predominance of scores of the category 8 (like very much) and no statistical difference (p < 0.05) in the perception of these attributes by the tasters between formulations. The results of the purchase intention test suggest a good commercial prospect for the cookies developed. Our findings represent a new proposal for the use of flour with unripe banana and birdseed in the development of a food product with high added value

Cobalt Complexes: Introduction and Spectra Analysis

Little abundant on the Earth's surface, cobalt is obtained from the extraction of ores and the most common oxidation states for this element are +2 and +3. The objective of this work was to obtain the hexamincobalt (III) chloride complex from binder substitution reactions and oxidation of the metal center. The complex was characterized by UV-Vis spectroscopy and FTIR. The characteristic bands of strain and stretching of the NH3 molecule present in the compound were identified by FTIR. In the UV-Vis, two bands referring to the electronic transitions 1A1g → 1T1g and 1A1g →1T2g were identified, in addition to the TCML load transfer band. This work aims to contribute to the practical classes of inorganic chemistry. DOI: http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v11i6.1242 </p

Mechanochemical Activation of Elemental Sulfur Increases Its Bioavailability in the Forage Species Brachiaria Production

Although sulfur is an essential macronutrient for plants, its supply through elemental S0 is not efficient, demanding its oxidation by soil microbiota before plant uptake. Thus, we demonstrate that a simple reactive mechanochemical route, using anhydrous KOH as a reactant with no need for water addition, can convert S0 to bio-absorbable oxidized forms, leading to residual K+ as a plant nutrient in the final composition. The powdery products obtained by 1 h (S-1 h) or 8 h (S-8 h) milling have been fully converted to HSO3–, SO32–, and SO42–, also suggesting different amounts of these sulfur oxides according to the milling. S-1 h and S-8 h were efficient for S and K fertilization, as probed by the successful growing of the forage crop Brachiaria ssp. in a greenhouse trial, with similar biomass yields observed for K2SO4 (positive control) and superior to S0 + KCl (negative control). These data suggest that the mechanochemical process provides a sustainable route to increase sulfur plant bioavailability, suggesting a simple alternative that can be easily implemented in forage plant production sites such as Brachiaria ssp