Nesta pesquisa buscou-se estudar o tratamento anaerÃbio de diferentes tortas de oleaginosas, resÃduos da produÃÃo do biodiesel, usando reatores anaerÃbios em batelada com diferentes configuraÃÃes, a fim de gerar biogÃs e um resÃduo mais estÃvel do ponto de vista ambiental. Foi estudada a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, inoculadas com lodo de reator UASB. A pesquisa foi dividida em trÃs fases. Na primeira fase, estudou-se a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, com duas proporÃÃes entre inÃculo e sÃlidos volÃteis. Na segunda fase, verificou-se o impacto do adsorvente zeolita na reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e avaliou-se sua influÃncia na produÃÃo de biogÃs da torta de mamona. Foram testadas duas zeolitas naturais com diferentes caracterÃsticas fÃsicas e comparadas com reatores sem a inclusÃo do adsorvente. Na terceira fase, foram desenvolvidos experimentos fÃsico-quÃmicos a fim de acelerar a hidrÃlise dos substratos e, consequentemente, melhorar o desempenho dos reatores. Testaram-se prÃ-tratamentos tÃrmico, ultrasÃnico, Ãcido e alcalino, e seus efeitos na produÃÃo de metano foram avaliados estatisticamente por meio de experimento fatorial multivariado. A pesquisa mostrou que à possÃvel produzir metano a partir das tortas de oleaginosas, com atà 0,194 CH4 g-1SV, para a torta de mamona, e 0,243 L CH4 g-1SV e 65 % de metano no biogÃs, para ambos os substratos. Compostos recalcitrantes presentes na composiÃÃo das tortas e a produÃÃo de substÃncias inibidoras impedem uma maior degradaÃÃo dos substratos e consequente maior produÃÃo de metano. Uma maior relaÃÃo entre inÃculo e sÃlidos volÃteis proporciona condiÃÃes mais favorÃveis à digestÃo anaerÃbia, com maior produÃÃo de biogÃs por sÃlidos adicionados, contudo, resulta numa menor produÃÃo de metano por volume de reator. A adiÃÃo de zeolita ao meio proporcionou uma reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e consequente aumento da produÃÃo de metano, embora o seu custo de aplicaÃÃo deva ser avaliado. O experimento multifatorial mostrou a influÃncia do substrato na produÃÃo de metano, no entanto, o uso dos prÃ-tratamentos nÃo surtiram efeito na produÃÃo de metano. A produÃÃo de metano atravÃs da digestÃo anaerÃbia de tortas de oleaginosas à possÃvel, contudo uma maior eficiÃncia do processo ainda à necessÃria. / This research aimed to study the anaerobic treatment of different oilcake, biodiesel production waste using anaerobic batch reactors with different configurations, in order to generate biogas and a more stable waste in a environmental point of view. We studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake inoculated with sludge from a UASB reactor. The study was divided into three phases. In the first phase, we studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake, with two different inoculum:substrate ratios based volatile solids. In the second phase, we studied the impact of the zeolite adsorbent to reduce the concentration of ammonia and its influence on the biogas production of castor oilcake. Two natural zeolites with different physical characteristics were tested and compared to reactors without the inclusion of the adsorbent. In the third phase, were avaliated physicochemical treatments to accelerate the hydrolysis rate of substrate and thereby improve the performance of the reactors. It were tested thermal, ultrasonic, acid and alkaline treatment, and their effects on methane production were analyzed by means of multivariate factorial experiment. Research has shown that methane can be produced from oilseed cakes, with up to 0.194 LCH4.g-1VS for castor oilcake, and 0.243 LCH4.g-1VS and 70% methane in the biogas, for both substrates. Recalcitrant compounds present in the composition of oicake and the production of inhibitory substances prevent further degradation of the substrates and increased production of methane. A higher ratio of inoculum and volatile solids provides more favorable conditions for anaerobic digestion with biogas production increased by volatile solids added, however, results in lower production of methane per reactor volume. Adding zeolite to the medium led to a reduction of the ammonia concentration and consequent increase in methane production while the cost of application should be assessed. The multifatorial experiment showed the influence of substrate in methane production, however, the use of pre-treatments had no effect on the production of methane.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-18T14:00:30Z No. of bitstreams: 1 PDF - Ketyla Karla Rodrigues do Nascimento.pdf: 25462207 bytes, checksum: 0fb2137c9613d2a8add8e97fc4299059 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T14:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Ketyla Karla Rodrigues do Nascimento.pdf: 25462207 bytes, checksum: 0fb2137c9613d2a8add8e97fc4299059 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the great problems at the presente time is related to hydric availability and waters quality. The release of wastewater not treated properly, the water bodies exceeds in many places, the standards established by Resolution 357/2005 of the National Environmental Council - CONAMA. In the present study we evaluated the drying pear orange peel (Citrus sinensis L. Osbeck) at temperatures of 60 to 80 ° C, and the potential as a natural adsorbent for removing textile dye Tupy in burgundy color - 16. The research was divided into two phases, the first being drying the material and shaping of the experimental data and the second was the study of adsorption. Among the models used to describe the drying kinetics, the exponential model of two terms obtained best fit to the experimental data, according to the coefficient of determination (R^2)) and the F Test .It was performed chemical modification of the adsorbent with hydrochloric acid – 0,1 mole HCl. The characterization of the adsorbent occurred by determining the point of zero shit – pHpcz, infrared spectroscopy with Fourier transform – FTIR and scanning electron microscopy – SEM. The pHpcz for the dry material was 3,5 and the modified material was 2,5 with HCl. The factorial design 2^5 complete with the mass variable, concentration, pH, contact and chemical modification time was applied in order to optimize the adsorption process and evaluated the quantity responses adsorbed (qt) and a reduction in dye concentration (R%). For the qt response, all variables showed significant effect at the 95% confidence interval, and for response reduction only the variable concentration was not statistically significant. The kinetic assays were conducted at pH 4,0 and concentration of 200 mg.L-1, samples being collected every five minutes to 60 minutes for both adsorbents. The kinetic data were fitted to models of pseudo-first order and pseudo-second order equation Elovich, with the model of the pseudo-second order best fit to testing on the material without chemical modification. For the adsorbent modified with HCl the pseudo-first order model obtained best fit, presenting bigger values R2 and F Test. The values isotherms were constructed concentration ranging from 25 to 200 mg.L-1, pH 4,0. For data obtained with unmodified material, the Sips isotherm obtained the highest R^2 value and Test F and the data obtained with modified material, the Freundlich isotherm described in a more satisfactory manner. The adsorbent originating from orange peel was efficient for the removal of dye in the study. / Um dos grandes problemas da atualidade está relacionado à disponibilidade hídrica e à qualidade das águas. O lançamento de efluentes não tratados adequadamente, nos corpos hídricos, ultrapassa em muitos trechos, os padrões estabelecidos pela resolução 357/2005 do Conselho Nacional de Meio Ambiente – CONAMA. No presente estudo avaliou-se a secagem da casca de laranja pera (Citrus sinensis L. osbeck), nas temperaturas de 60 e 80 °C, e o potencial como adsorvente natural, para remoção do corante têxtil Tupy, na cor bordô – 16. A pesquisa foi dividida em duas fases, a primeira foi a secagem do material e modelagem dos dados experimentais, e a segunda foi o estudo da adsorção. Entre os modelos utilizados para descrever a cinética de secagem, o modelo exponencial de dois termos obteve melhor ajuste aos dados experimentais, de acordo com o coeficiente de determinação (R ) e o Teste F. Realizou-se a ativação ácida do adsorvente com ácido clorídrico - HCl 0,1 molar. A caracterização do adsorvente se deu através da determinação do ponto de caga zero – pHpcz, da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier – FTIR e da micrografia de varredura eletrônica – MEV. O pHpcz para o material seco foi de 3,5 e para o material modificado com HCl foi 2,5. O planejamento fatorial 2 completo com as variáveis massa, concentração, pH, tempo de contato e ativação ácida foi aplicado com a finalidade de otimizar o processo de adsorção, sendo avaliadas as respostas quantidade adsorvida (qt) e redução na concentração de corante (R%). Para a resposta qt, todas as variáveis apresentaram efeito significativo ao intervalo de confiança de 95%, e para a resposta redução apenas a variável concentração não apresentou significância estatística. Os ensaios cinéticos foram realizados em pH 4,0 e concentração de 200 mg.L-1, sendo coletadas amostras a cada cinco minutos até 60 minutos, para ambos os adsorventes. Os dados cinéticos foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e equação de Elovich, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem o que melhor se ajustou aos ensaios com o material sem ativação ácida. Para o adsorvente modificado com HCl, o modelo pseudo-primeira ordem obteve melhor ajuste, apresentando maiores valores de R e Teste F. As isotermas foram construídas variando a concentração de 25 a 200 mg.L-1, com pH 4,0. Para os dados obtidos com material sem ativação química, a isoterma de Sips obteve maior valor de R^2 e Teste F, e para os dados obtidos com material modificado, a isoterma de Freundlich descreveu de maneira mais satisfatória. O adsorvente oriundo da casca da laranja se mostrou eficiente para a remoção do corante em estudo.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula Alvarez Cabanez.pdf: 231732 bytes, checksum: 6e2450f53b32469200cf60207690e947 (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / A reutilização de resíduos culturais na agricultura é uma alternativa promissora, que permite suster o agroambiente proporcionando melhorias ao sistema solo-planta. Nesse sentido, a água residuária oriunda do processamento dos frutos do café (ARC) pode ser utilizada na agricultura como fertilizante natural, respeitando a concentração dos nutrientes nela contidos. Este trabalho teve como objetivo utilizar dois solos como meio de tratamento da ARC, possibilitando a remoção de material orgânico e inorgânico presentes nesses efluentes. Para isso, fez-se ensaio de colunas de solos, sendo aplicados a eles a ARC. A ARC foi coletada no período de julho e agosto e as amostras de solos foram retiradas em profundidade de 0 a 40 cm, em dois solos classificados como Latossolo Vermelho Amarelo, apresentando texturas diferentes, sendo o solo um de textura média e o solo dois de textura arenosa. Foram coletadas amostras do lixiviado da ARC e foram feitas determinações de pH, condutividade elétrica (CE), demanda química de oxigênio (DQO), P, Ca, Mg e K. Após a percolação da ARC em colunas de solos, as mesmas foram encaminhadas ao laboratório a fim de proceder as determinações de P, K, Ca, Mg, pH, matéria orgânica do solo (MOS), soma de bases, capacidade de troca de cátions (CTC) em pH 7, CTC efetiva e índice de saturação em bases. Foi possível concluir que a ARC contribuiu para a alteração das concentrações de pH e Mg, aumento da CTC em pH 7 e da concentração de K, diminuição do índice de saturação em bases e da concentração de Ca, sendo que as concentrações de P, MOS, CTC efetiva e soma de bases não foram significativamente alteradas pela adição da ARC. Para o solo de textura arenosa, a ARC contribuiu para a alteração do pH e da concentração de K, diminuição da concentração de Ca, MOS, soma de bases e índice de saturação em bases, aumento da CTC em pH 7, sendo que as concentrações de P, Mg e CTC efetiva não foram alteradas significativamente pela adição da ARC. Com relação às águas de drenagem decorrentes da aplicação da ARC em colunas de solo de textura média, pode-se concluir que houve aumento do pH, CE e da concentração de Ca, diminuição da DQO, da concentração de Mg e P, sendo que a concentração de K não foi significativamente alterada. Quanto às águas do lixiviado da ARC nas colunas de solo de textura arenosa, pode-se inferir que houve aumento do pH, da concentração de Ca e Mg, diminuição da CE, DQO e em alguns momentos da concentração de P, sendo que a concentração de K não foi significativamente alterada / Reuse of crop residues in agriculture is a promising alternative, which allows sustain agroenvironment providing improvements to the soil-plant system. This sense, the wastewater coming from the processing of coffee fruits (ARC) can be used as natural fertilizer in agriculture, respecting the concentration of nutrients it contains. This study had as objective use two soils as a means of treatment of ARC, allowing the removal of organic and inorganic material present in these effluents. For this, made to test soil columns, being applied to them the ARC. The ARC was collected during july and august and soil samples were removed in depth from 0 to 40 cm in two soils classified as Yellow Red Latosol, with different textures, being one soil of medium texture and two soil of arenaceous texture. Samples were collected from the leachate of the ARC and were made the measurements of pH, electrical conductivity (EC), chemical oxygen demand (COD), P, Ca, Mg and K. After percolation of the ARC in soil columns, they were directed to the laboratory to proceed the determinations of P, K, Ca, Mg, pH, soil organic matter (SOM), total bases, cation exchange capacity (CEC) at pH 7, effective CEC and base saturation index. It was concluded that the ARC contributed to the change in the levels of pH and Mg, CEC at pH 7 and concentration of K, reduced the base saturation index and Ca concentration, and the concentration of P, SOM, effective CEC and total bases was not significantly altered by the addition of the ARC. For arenaceous soil, the ARC has contributed to the change of pH and concentration of K, reduction in the Ca concentration, SOM, total of bases and base saturation index, increased CEC at pH 7, and the concentrations P, Mg and effective CEC were not significantly altered by the addition of the ARC. With respect the drainage water from the application of ARC in columns of the medium textured soil can conclude that increasing pH, EC and Ca concentration, reduced the COD, the concentration of Mg and P, and the concentration of K was not significantly changed. As the waters of the leachate from the ARC in the columns of arenaceous soil can bein ferred that there was an increase of pH, Ca and Mg concentration, reduced of the EC, COD and at times the P concentration, and the concentration of K was not significantly altered

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monica Silva Monteiro.pdf: 1311772 bytes, checksum: b05d364e4195cc17956cfde6cd0f2232 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / In this work the efficiency of two Brazilian waste materials, wood residues and coconut mesocarp, as adsorbents towards metallic ions (Ni2+, Cu2+) and two representative textile dyes (Red and Violet Brilliant Remazol) was investigated. The humidity, carbohydrates, protein, grease, ash and fiber contents of both natural matrices were measured, and they were also characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffratometry, scanning electron microscopy, specific surface area analysis and thermogravimetry. The adsorption of dyes was monitored by using UV-Vis spectroscopy. It was verified that while both adsorbents, coconut mesocarp and wood residue can adsorb towards the investigated dyes, they release extractives to the solution and showed no affinity towards those metal ions. Furthermore, it was verified that the adsorption is strongly pH dependent and, as a general behavior, an increase in the pH value is associated with a decrease of the total amount of adsorbed dye. The adsorption of violet dye onto coconut mesocarp is well described by the Langmuir model, while all the others systems fitted not well by the Langmuir and Freundlich´s equations. / Neste trabalho, a eficiência de dois resíduos agrícolas, serragem de madeira e mesocarpo de coco verde, como adsorventes para íons de metais (Ni2+, Cu2+) e dois corantes têxteis (vermelho e violeta brilhante Remazol) foi investigada. Os teores de umidade, carboidratos, proteínas, gorduras, cinzas e fibras de ambas as matrizes naturais foram medidos. Os sólidos foram também caracterizados por espectroscopia no infravermelho, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial específica e termogravimetria. A adsorção de corantes foi monitorada por espectrofotometria UV-Vis. Verificou-se que ambos os materiais, mesocarpo de coco e serragem de madeira embora adsorvam os corantes investigados, liberam extrativos para o meio e não mostraram nenhuma afinidade por íons metálicos. Além disso, foi verificado que a adsorção é fortemente dependente do pH e, como tendência geral, um aumento no valor do pH está associado a uma diminuição da quantidade total de corante adsorvida. A adsorção do corante violeta no mesocarpo de coco foi bem descrita pelo modelo de Langmuir, os demais sistemas não foram convenientemente modelados pelas equações de Langmuir e de Freundlich.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 katarina_botelho_melo_nascimento.pdf: 1178274 bytes, checksum: a0a26b1671afacf6454fb9b3859e8013 (MD5) Previous issue date: 2013-12-11 / The use of agro-industrial waste in the production of various bioproducts has emerged as a viable alternative for use in the formation of by-products through bioconversion of agro-industrial waste that are increasingly used. The waste material is characterized as highly heterogenous, and they serve both as a source of carbon and energy, as for microbial growth thus reducing the production costs of several microbial enzymes and minimizing the environmental impact that these materials would provoke to be disposed in the environment. Filamentous fungi has a high potential for biotechnological production of enzymes of microbial origin. The tanases are extracellular enzymes that catalyze the cleavage of hydrolyzable tannins, inducible produced by various microorganisms, mainly by filamentous fungi , for ferment solid, liquid or submerged in a wide application in various segments of origin industrial and commercial. This work presents a proposal to formulate considered economical means for tannase production using agroindustrial waste (coffee, grape and orange) by the filamentous fungus Aspergillus isolated from the caatinga of Pernambuco state. The first stage of the research consisted in the selection of the fungus, where he was active degrading tannic acid, but the strain that showed the best activity was the SIS 4. This strain was subsequently tested in culture media by adding 10 g/L of the agroindustrial waste salt solution containing 10 g /L tannic acid. The best results were obtained with the residue of coffee to the line previously selected. / A utilização de resíduos agroindustriais na produção de diversos bioprodutos tem surgido como uma alternativa viável, para o aproveitamento na formação de subprodutos através da bioconversão de resíduos agroindustriais que estão cada vez mais utilizados. Os resíduos se caracterizam como materiais extremamente heterogêneos, e que servem tanto como fonte de carbono e energia, quanto para o crescimento microbiano, reduzindo assim os custos de produção de diversas enzimas microbianas e minimizando o impacto ambiental que esses materiais ocasionariam ao serem descartados no meio ambiente. Os fungos filamentosos apresentam um elevado potencial biotecnológico para produção de enzimas de origem microbiana. As tanases são enzimas extracelulares que catalisam a quebra de taninos hidrolisáveis, induzíveis, produzidas por diversos micro-organismos, principalmente por fungos filamentosos, por fermentação sólida, líquida ou submersa, com vasta aplicação em diversos seguimentos de origem industrial e comercial. Este trabalho apresenta uma proposta de formular meios considerados econômicos para produção de tanases utilizando resíduos agroindustriais (café, uva e laranja) pelo fungo filamentoso Aspergillus isolado da caatinga do estado de Pernambuco. A primeira etapa da pesquisa consistiu na seleção do fungo, onde ele apresentou atividade degradadora do ácido tânico, porém a linhagem que apresentou melhor atividade foi o SIS 4. Essa linhagem, posteriormente, foi testada em meios de cultura adicionando 10 g/L de resíduos agroindustriais a uma solução de sais contendo 10 g/L de ácido tânico. Os melhores resultados foram obtidos com o resíduo de café para a linhagem previamente selecionada.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-04-25T18:53:31Z No. of bitstreams: 2 brindize_ferreira_lima.pdf: 1593178 bytes, checksum: 73cdec1711e5ef59b3c82497b4d7bcc2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T18:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 brindize_ferreira_lima.pdf: 1593178 bytes, checksum: 73cdec1711e5ef59b3c82497b4d7bcc2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-12-01 / Microbial enzymes have been extensively produced and used in various industries for decades. Lipases are a group of enzymes that have extensive biotechnological applications due to its versatility of their properties, substrate specificity and enzymatic activity. The high costs of production of microbial enzymes are mainly due to the means of production and purification processes, thereby encouraging research in search of new producer’s microorganisms and to formulate the most economical medium, using mainly in formulating industrial residues that have a high nutritional value. The Caatinga is a little explored region still exists in microbial diversity and biotechnological potential of these existing microorganisms. Selections of samples of Aspergillus sp named SIS 10, 11,14,15 and 16, isolated from the Caatinga of Pernambuco for production of lipase in solid medium were performed, with the SIS 10 and 16 samples obtained the best results in production of the characteristic halos of 2.2 cm, respectively. Then enzyme production tests were performed through submerged fermentation using 6 different media described in the literature as lipase producers. The experiments were performance is 150 rpm, 28 °C for 144 hours in triplicate. The results showed that the highest enzyme production was obtained in the media 4 in sample SIS 16 sample, obtaining a yield of 2.16 U/mg of lipase. After selecting the best media of production, testing for formulation of alternative means were performed using the following agro-industrial residues: wheat bran, rice bran and oil in frying, substituting olive oil in the middle called control. The experiments occurred during 192 hours, 28oC, 150 rpm, and the results indicated the frying oil as a good producer of enzyme equivalent to 276 U/mL enzyme activity. These studies reveal the high lipolytic production biotechnological potential of fungi isolated from soil of Caatinga of Pernambuco State, besides the reuse of agro-industrial wastes for the production of enzymes, can be a viable alternative for the formulation of new means of production for enzyme biotechnology. / As enzimas microbianas têm sido bastante produzidas e utilizadas em diversos segmentos industriais nas últimas décadas. As lipases são um grupo de enzimas que possuem uma vasta aplicação biotecnológica, devido a sua versatilidade de suas propriedades, especificidade ao substrato e atuação enzimática. Os elevados custos de produção de enzimas microbianas se devem principalmente aos meios de produção e os processos de purificação, incentivando assim as pesquisas na busca de novos micro-organismos produtores e na formulação de meios mais econômicos, utilizando principalmente formulação de resíduos agroindustriais que possuem um elevado valor nutritivo. A Caatinga é uma região ainda pouca explorada na diversidade microbiana existe e no potencial biotecnológico desses micro-organismos existentes. Foram realizados seleções de amostras de Aspergillus sp denominadas de SIS 10, 11,14, 15 e 16, isoladas da Caatinga do Estado de Pernambuco, para produção de lipase, em meio sólido, tendo as amostras SIS 10 e 16 obtidos os melhores resultados na produção dos halos característicos de 2,2 cms, respectivamente. Em seguida foram realizados ensaios de produção enzimática através de fermentação submersa utilizando 6 meios diferentes descritos na literatura como produtores de lipase. Os ensaios ocorreram à 150 rpm, 28º C, durante 144 horas, em triplicata. Os resultados obtidos revelaram que a maior produção da enzima foi obtida no meio denominado de 4 com a amostra SIS 16, obtendo uma produção de 2,16 U/mg de lipase. Após a seleção do melhor meio de produção, foram realizados ensaios para formulação de meios alternativos utilizando os seguintes resíduos agroindustriais: farelo de trigo, farelo de arroz e óleo de fritura, substituindo o óleo de oliva no meio denominado controle. Os experimentos ocorreram durante 192 horas, 28oC, 150 rpm, e os resultados obtidos indicaram o óleo de fritura como um bom produtor da enzima com atividade enzimática equivalente a 276 U/mL. Esses estudos de produção lipolítica revelam o elevado potencial biotecnológico dos fungos isolados do solo da Caatinga do Estado de Pernambuco, além da reutilização dos resíduos agroindustriais para a produção de enzimas, pode ser uma alternativa viável para formulação de novos meios de produção para biotecnologia enzimática.

Construction on problematic soils is challenging owing to the potential of volume changes due to variation of moisture content. Lime stabilisation can be used to treat problematic soils. The main drawbacks of lime addition to the clayey soils are the need for lengthy curing periods and relatively large quantities of lime for significant improvement and also loss in ductility. Using eco-friendly agricultural and industrial wastes, that can partially be substituted by the material responsible for greenhouse gases such as lime, can overcome these drawbacks and decrease global warming. In the current study, variables controlling the unconfined compressive strength of lime treated clay with a focus on assessing the effects of moisture content were investigated. Furthermore, the effects of adding agricultural waste (Dried Athel Leaves (DAL)) and industrial waste (Silica Fume (SF)) on hydromechanical properties of lime treated clay were assessed. The performance of the treated mixtures was examined based on results attained from unconfined compressive strength, swelling pressure and permeability. Specimens were treated with deferent percentages of lime and cured at different periods and temperatures to observe the strength behaviour. In oedometer tests, the specimens were prepared and tested immediately after compaction. The failure patterns were also studied to better understand the ultimate behaviour of lime stabilised clays. The appearance and presence of cementitious products were identified by using the scanning electron microscope and energy dispersive X-ray spectrometer techniques to elucidate their strength development. The findings indicated that the effect of moisture content is controlled by the clay content and unit weight. The addition of 7% lime to clay caused a remarkable increase in the unconfined compressive strength by 363%. The incorporation of 2% DAL and 5% SF within lime treated clay further increased the strength by 6% and 33% respectively after curing of 28 days at 20 °c in comparison with those attained by lime treatment only. The improvement of the strength of the lime­ treated clay augmented with both wastes continued in long term. Temperature and lime content have positive effects on the improvement of strength, however, increasing lime content to 11% negatively affected the strength of lime treated specimens with 2% DAL. The formation of cementitious products was observed in SEM images and detected quantitatively through EDS analysis. The results of the recorded oedometric tests for lime-DAL and lime-SF mixtures revealed that incorporation of the 2% DAL and 5% SF reduced the clay swelling pressures by 25% and 10% compared to that attained by lime treatment only resulting in total reductions of 93.6% and 68% from that recorded on untreated clay. In addition, the impermeable clay transformed into permeable material by adding DAL and SF. Of the two types of wastes considered in this research, DAL demonstrated more superior improving capability. A further study was conducted to develop ANN model based on collated laboratory data for the prediction of the UCS values of lime treated soils. The promising outcomes of this research suggest that the drawbacks of lime stabilisation can be overcome by the addition of agricultural and industrial wastes. Consequently, the findings attained could be considered in future practice standards with regards to the requirement of lime stabilisation. / Ministry of Higher Education and Scientific Research in Libya

A l’instar d’autres pays européens, la France se mobilise actuellement pour la valorisation énergétique de ses déchets agricoles par méthanisation. Néanmoins, la production d’une partie de ces ressources n’est pas constante toute au long de l’année. En conséquence, afin de permettre l'approvisionnement continu des installations de biogaz, elles doivent être conservées parfois pendant de longues périodes (plusieurs mois). Cette thèse porte sur l’optimisation des pratiques de gestion des ressources agricoles avant méthanisation. Différentes conditions de stockage ont été étudiées, en particulier le stockage aérobie ainsi que l’ensilage, dans l’optique de l’amélioration de la conservation du potentiel bio-méthanogène et de l’optimisation de la conversion de la matière organique lors de la méthanisation. Grâce à une méthode expérimentale originale, la caractérisation multiphasique des déchets à différents stades de leur gestion a été mise en œuvre, à la fois sur les compartiments biochimiques et sur la biodisponibilité du carbone pour la méthanisation. Dans une première partie, la préparation et le stockage de cultures intermédiaires à vocation énergétique ont été étudiés au laboratoire. Les résultats obtenus ont permis de démontrer l’avantage majeur de l’ensilage plutôt que le stockage à l’air libre pour la conservation du pouvoir méthanogène. Deuxièmement, des essais de stockage de longue durée ont été réalisés pour des fumiers de bovin. Ces expériences ont permis de mettre en évidence la mauvaise conservation des fumiers et l’intérêt de l’utilisation de co-substrats pour améliorer la performance du stockage en conditions d’ensilage. Afin d’expliquer les mécanismes majeurs qui se produisent au cours de l’ensilage, une approche de modélisation a été utilisée pour synthétiser et interpréter les résultats. Ces travaux de recherche ont permis d’identifier les bonnes pratiques de gestion pour les intrants de méthanisation agricole afin d’optimiser au mieux la conservation des ressources. / Like other European countries, France is currently mobilizing for the energy recovery of its agricultural wastes by anaerobic digestion. Nevertheless, the production of these resources undergoes several fluctuations throughout the year. Consequently, in order to allow the continuous supply of biogas plants, these raw materials must be often stored for long periods (several months). This thesis focuses on the optimization of agricultural wastes management practices before anaerobic digestion. Different storage conditions were studied, notably the open-air storage and ensiling, with the aim of improving the conservation of the biochemical methane potential and optimizing the conversion of organic matter during anaerobic digestion. An original experimental methodology was developed and implemented for the multiphasic characterization of biomass at different stages of its management and storage, including analysis on the different biochemical fractions and bioavailability of carbon for anaerobic digestion. First, this methodology was applied to the preparation and long-term storage of catch crops. This evidenced a major advantage of using ensiling rather than open-air storage for the preservation of biomass and methane potential. Second, long-term storage trials were conducted for cattle manure. These experiments highlighted the poor conservation of manure and the benefits of co-substrates in the improvement of storage performances under ensiling conditions. To explain the major mechanisms that occur during the ensiling process, a modelling approach was used to synthesize and interpret the results. Finally, this research work led to the identification of good conservation practices for the major feedstocks of agricultural biogas plants.

Esta Dissertação discorre sobre a pesquisa de caracterização de palha de milho e a sua utilização como matéria prima para a obtenção de nanocelulose. Segundo o IBGE, este resíduo agrícola foi produzido no Brasil, no ano de 2013, em cerca de seis milhões de toneladas. As amostras deste resíduo lignocelulósico utilizadas neste trabalho foram coletadas na forma cotidiana de descarte mais frequentemente encontrada em supermercados e feiras livres. Procedeu-se, então, ao beneficiamento mecânico, beneficiamento químico (mercerização e branqueamento) e hidrólise ácida dessas amostras, o que produziu os seguintes materiais: palha de milho beneficiada mecanicamente, palha de milho beneficiada quimicamente e nanocelulose. Cada um destes materiais foi caracterizado, conforme o tipo, por menos ou mais dos seguintes ensaios: determinação de densidade, determinação de umidade, determinação do teor de cinzas, resistência à tração, determinação do teor de extraíveis, determinação do teor de holocelulose, determinação do teor de hemicelulose, determinação do teor de alfacelulose, determinação do teor de lignina, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), índice de cristalinidade por difração de raios-x (CrI), medição do tamanho de partícula por espalhamento de luz dinâmico (DLS), morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e determinação do rendimento dos produtos de hidrólise. Nesta pesquisa também se estudou, empregando a técnica de planejamento de experimento fatorial com ponto central, a influência dos fatores razão fibra/ácido e tempo da reação na obtenção da nanocelulose, conseguida com êxito em todos os experimentos executados com a palha de milho que foi branqueada de forma efetiva neste trabalho / The present research focuses on the characterization of corn husks and its use as a raw-material for the cellulose Nanowhiskers production. According to the IBGE (Brazilian Institute of Geography and Statistics), in 2013 about six million tons of this agricultural waste were produced in Brazil. The samples from this lignocellulosic waste used in this research were collected in the most usual form of discard found in supermarkets and street markets. After that, the mechanical processing, chemical processing (mercerization and bleaching) and acid hydrolysis of these samples were carried out, yielding the following materials: mechanically processed corn husk, chemically processed corn husk and cellulose nanowhiskers. Each one of these materials, according to the type, was characterized by the following standardized tests (some by fewer, others by almost all of the tests): density; moisture; ash; mechanical property; extractible, hemicellulose, cellulose and lignin contents; thermal behavior by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), crystallinity index (CrI) by X-ray diffraction (XRD), distribution of particle size by dynamic light scanning (DLS); morphology by scanning electron microscopy (SEM) and determination of the yield of the hydrolysis products. The influence of the factors fiber/acid ratio and reaction time in the production of cellulose nanowhiskers was also studied in this research, using the factorial experiment design. The obtention of cellulose nanowhiskers was successfully achieved in all experiments performed with corn husk that was bleached effectively in this work

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1441039 bytes, checksum: 1a4c158d5650dd52d4cba8016e068631 (MD5) Previous issue date: 2006-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study was carried out to evaluate the potential of the sugarcane bagasse ash (CBC) as partial replacement material for the Portland cement in mortar. A residue generated at the Jatiboca sugar mill located in Urucânia county-MG was used as CBC. The use of the sugarcane bagasse as an ash source for mineral addition into cement-based materials is subjected to two factors: the production and chemical constitution of the ash. The sugarcane bagasse ash (CBC) is predominantly composed by silicon dioxide, that can develop pozollan activity depending on the characteristics of both burning and grain size. In this case, the reactivity between silica and the hydration products may improve the physical and mechanical properties of the cement-based materials with incorporated residues. The work was divided into two phases: CBC characterization and the evaluation of its addition to mortar, by using mechanical and physical assays. According to the results, the sugarcane bagasse showed 10% CBC production. CBC presents 84% SiO2 and 5% carbon. The CBC silica is shown either in amorphous phase and crystalline phase of Crystobalite and Quartz. Concerning to grain size and surface area, the ash under study is composed by either particles at the size range from 1 to 14 μm and specific surface area of 24 m2/g. When considering the initial and final time of the mortar hardening, it was observed that the additions of 10%, 20% and 30% CBC caused a 10min delay in the interval between the times of mortar hardening. Relative to pozzolan activity indexes, the results corroborate the reactivity by CBC. It was also observed that the mortars with higher ash contents tend to be more porous, which justifies the highest values found for absorption. Regarding the specific mass, the partial substitution of the Portland cement up to 30% ashes in the mixture provoked no significant modification. The mortar compression assays with CBC contents between zero and 30%, that were accomplished at 7th and 28th days pointed out the possibility for replacement up to 20% cement by CBC with no damaged resistance. / Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da CBC como material de substituição parcial do cimento Portland em argamassa. A CBC empregada é um resíduo gerado na usina de açúcar Jatiboca, localizada no município de Urucânia-MG. A utilização do bagaço da cana de açúcar como fonte de cinza como adição mineral em materiais à base de cimento obedece a dois fatores: o rendimento de cinza e a sua constituição química. A cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC) é composta predominantemente por dióxido de silício, o qual, dependendo das características de queima e da granulometria, pode desenvolver atividade pozolânica. Neste caso, a reatividade entre sílica e os produtos de hidratação podem acarretar em melhoria nas propriedades físicas e mecânicas doas materiais à base de cimento com incorporação de resíduos. O trabalho foi dividido em duas fases: caracterização da CBC e avaliação do seu emprego como adição em argamassa através de ensaios mecânicos e físicos. Os resultados mostraram que o bagaço apresenta um rendimento de CBC de 10%. A cinza de CBC apresenta 84% de SiO2 e 5% de carbono. A sílica na CBC apresenta-se tanto na fase amorfa quanto nas fases cristalinas de Cristobalita e Quartzo. Os resultados encontrados para a composição granulométrica e área de superfície demonstraram que a cinza em estudo é composta por partículas com tamanhos entre 1 e 14 μm e com uma área de superfície específica da ordem de 24 m2/g. Com relação ao estudo do tempo de pega inicial e final, foi observado que as adições de 10%, 20% e 30% de CBC acarretaram um retardo de 10 min no intervalo entre os tempos de pega. Os resultados encontrados para os índices de atividade pozolânica comprovam a reatividade da CBC. Observou-se que as argamassas com maiores teores de cinza tendem a ser mais porosas, o que justifica os maiores valores de absorção encontrados. Com relação à massa específica, a substituição parcial do cimento Portland por até 30% de cinzas na mistura não provocou qualquer modificação significativa. Os ensaios de compressão das argamassas com teores de CBC entre 0 e 30%, aos 7 e 28 dias, indicaram a possibilidade de substituição de até 20% do cimento pela CBC, sem prejuízo da resistência.