Master of Science / Department of Chemical Engineering / Larry A. Glasgow / Feedlots, animal production facilities, and agricultural lands are point and non-point sources for nutrient enrichment of surrounding waterways and result in human enhanced eutrophication. Artificial elevation and increased enrichment from animal wastes, fertilizer, and runoff greatly increase the speed of this natural process and leads to degraded water quality, algae blooms, and fish kills. Phosphorous is typically the limiting nutrient for plant growth, and thus is the main focus of this paper. Phosphates enable excessive and choking plant growth that lead to depleted dissolved oxygen and excessive decaying plant matter, subsequently damaging the aquatic ecosystem. In order to provide an inexpensive and feasible solution to minimize phosphate eutrophication, a passive, vortex generating flume has been proposed to provide the necessary mixing for the removal of phosphorus from waste waters. Preliminary tests with dye tracers and electrolyte pulse injections have been conducted to model the flow characteristics and determine the residence time under a variety of flow conditions, angle of inclination and flow rate. The flume was modeled by two methods: four continuously stirred tank reactors (CSTRs) in series and as four CSTRs in series operating in parallel with a plug flow reactor (PFR). The hydraulic model fit a total of five parameters to the experimental data: Residence time, the inlet concentrations of the electrolyte pulse tracer, and the injection times of the tracer to both types of reactors. The kinetic model was built based on data collected from a different study of swine lagoons using magnesium chloride to precipitate phosphorus as the mineral struvite. The precipitation kinetics were modeled using first order and irreversible reaction and incorporated into the hydraulic model. The vortex generating flume provided an operating space that sufficiently removed phosphorus from the waste stream. Future work will include pilot scale testing of the model using waste streams and the investigation of a scour to minimize solid formation in the flume.

Orientador: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Sandra Imaculada Maintinguer / Banca: Valdir Schalch / Banca: Valeria Reginatto Spiller / Banca: Ivonete Ávila / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do emprego de lodo anaeróbio, originados pelo processo de tratamento de efluentes sanitários, como biomassa para a geração de energia, o qual foi realizada por diferentes processos de conversão: por combustão, sendo este resíduo aplicado isoladamente ou co-processados com bagaço de cana-de-açúcar; por digestão anaeróbia, aplicando-o como inóculo para a produção biológica de hidrogênio. No processo termoquímico, avaliou-se o desempenho térmico e cinético das biomassas citadas, bem como de suas misturas ("blendas") em diferentes proporções. Os estudos demonstraram que as blendas, apesar da influência das biomassas precursoras, apresentaram propriedades térmicas distintas destas durante o processo de combustão e dependentes da razão de aquecimento empregadas. Em termos de conteúdo energético, inerentemente, o poder calorífico das blendas cresce com a quantidade de bagaço adicionado, que contribui para o aumento da reatividade destes materiais durante a devolatilização. Entretanto, para a combustão em grande escala, a adição de 75% de bagaço ao lodo não se mostrou viável, por levar ao aumento da energia de ativação (Ea) durante o processo. Por outro lado, apesar de necessitar de maior Ea inicialmente, o lodo demonstrou maior estabilidade ao longo do processo, sugerindo sua capacidade de manter o mesmo rendimento por maior tempo. Os estudos preliminares de emissões gasosas demonstraram um perfil inesperado para a blenda com maior... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to evaluate the feasibility of using the anaerobic sludge generated by the treatment of s anitary effluents, as biomass for power generation, which was carried out by different conversion processes: combustion, by applying this residue single or co - processed with sugar cane bagasse; anaerobic digestion, by applying sludge as inoculum for the bi ological production of hydrogen. In the thermochemical process, the thermal and kinetic performance of the related biomasses, as well as of their mixtures ("blends") were evaluated in different proportions. The studies showed that the blends had different thermal properties during combustion process despite the influence of the precursor biomass, which dependes on the heating rate employed. In terms of energy content, inherently, the heating value of the blends increases as increases the amount of bagasse, which contributes to increase the reactivity of these materials during devolatilization. However, for large - scale combustion, the addition of 75% of bagasse to the sludge was not feasible, since it results in a increase of the activation energy (Ea) during the process. On the other hand, despite the need for a greater input of Ea, the sludge showed greater stability throughout the process, suggesting its capacity to maintain the same yield for a longer time. Preliminary studies of gaseous emissions showed a n unexpected profile for the blend with the highest bagasse ratio, which may be a reflection of the results obtained during the thermal characterization of the evaluated biomasses. Regarding the biochemical approach, tests were performed to generate H 2 by anaerobic digestion, using sludge as inoculum and, as substrate, synthetic medium and effluents from the citrus processing industry (the wastewater and the citrus vinasse). This study demonstrated the potential of both citrus effluents as substrates... / Doutor

Orientador: Rubens Monti / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Fernando Masarin / Banca: Jonas Contiero / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O atual trabalho teve como objetivo realizar a hidrólise das proteínas do soro do queijo bovino (SQB) utilizando a alcalase® imobilizada em pó de sabugo de milho, para obtenção, purificação parcial e avaliação das propriedades biológicas de peptídeos bioativos. O sabugo de milho (SM) é o principal resíduo formado da indústria de processamento de milho. Alcalase® foi usada para a imobilização em SM e agarose. O desempenho dos dois derivados foi estudado em relação aos parâmetros cinéticos de imobilização. A hidrólise das proteínas do SQB em sistema descontínuo foi realizada em reator de batelada (pH 9,0; 50ºC/48h) usando a alcalase® livre (AL) e derivados alcalase®-glioxil-agarose (AGA); alcalase®-glioxil-SM (AGSM) para fins de comparação. O grau de hidrólise (GH) para AL, AGA e AGSM foi de 59,63, 43,88 e 26,59% respectivamente. O derivado estável AGSM apresentou capacidade de cinco ciclos de reuso de 24 h consecutivos mantendo atividade maior que 70% e exibiu estabilidade térmica (65ºC/pH 7,0) 62 vezes maior do que a AL, retendo 12% de sua atividade inicial após 48 horas, enquanto que a AL e AGA foram totalmente inativados. Os hidrolisados proteicos do soro (HPS) obtidos com AGSM foram fracionados por RP-HPLC em três frações (F1, F2 e F3) de acordo com a hidrofilicidade dos peptídeos (F1: hidrofílicos, F2: hidrofilicidade intermediária e F3: hidrofóbicos). As frações foram analisadas por MALDI-TOF que identificou peptídeos de massa molecular (<1500 m/z). HPS obtido por AGSM a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of the present work was to hydrolyze bovine cheese whey proteins (BCW) using the alcalase® immobilized on corn cob powder (CCP), to obtain partial purification and evaluation of the biological properties of bioactive peptides. Corn cob (CC) is the main residue formed in the maize processing industry. Alcalase® was used for the immobilization on CCP and on agarose. The performance of the two derivatives enzymatic was studied in relation to the kinetic properties of immobilization. The free alcalase® (FA) and the derivatives: alcalase®-glyoxyl-agarose (AGA); alcalase®-glyoxyl-corn-cob-powder (AGCCP) were used for the hydrolysis of bovine cheese whey proteins in a batch reactor (pH 9.0, 50oC/48h). The degree of hydrolysis (DH) for FA, AGA and AGCCP was of 59.63, 43.88 and 26.59% respectively. However, AGCCP derivative was very stable and presented reuse capacity of five consecutive 24-hour cycles maintaining its activity greater than 70%. In addition, AGCCP exhibited thermal stability (65ºC, pH 7.0) 62 times greater than FA, retaining 12% of its initial activity after 48 hours, while FA and AGA were totally inactive. The whey protein hydrolysates (WPH) obtained with AGCPP were fractionated by reverse-phase HPLC according to the hydrophilicity of the peptides (F1: hydrophilic, F2: intermediate hydrophilicity and F3: hydrophobic). The fractions were analyzed by MALDI-TOF and molecular weight peptides (<1500 m/z) were identified. Total WPH obtained by AGCCP presented ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

The effect of xylan from different plant species on tensile properties of spruce pulp was studied. Xylans from spruce, birch, wheat straw and rice husks were mixed with the fresh white liquor and added at the later stages of separate kraft cooks, in exchange of the black liquor removed from the system at that time. Results show that xylans, from rice husk, wheat straw and birch, gave stronger pulps. However it was only possible to attach small quantities of xylans onto the fibers. Moreover, pulps containing birch and rice xylan were easier to beat than the other pulps in the study.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2016-07-29T11:24:16Z No. of bitstreams: 1 2016 - Camila Ferreira Matos.pdf: 1710428 bytes, checksum: 85f1c19a9a282d3cf2723e02fd0b08d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-29T11:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Camila Ferreira Matos.pdf: 1710428 bytes, checksum: 85f1c19a9a282d3cf2723e02fd0b08d6 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / FAPERJ - Funda??o Carlos Chagas Filho de Amparo ? Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Milk production in Brazil stands out as one of the main agricultural activities. The intensification of these animal production systems results in large concentrations of residues. Generally, these residues are applied in the fields without treatment, contaminating the ground water, eutrophication of rivers, among others. It is recommended the use of biodigester as a viable and practical alternative to the use of organic waste. In this context, this study aimed to evaluate the efficiency of biogas production and agronomic potential of biofertilizer, resulting from the biodigestion of manure from dairy cattle under organic and conventional production systems. Eight prototypes bench biodigesters were used (supply batch) filled with dairy cattle manure under organic production from Fazendinha km 47 and and with the dairy cattle waste under conventional production system, from Pesquisa Agropecu?ria do Estado do Rio de Janeiro. The experimental design was completely randomized with four repetitions for each treatment. After the anaerobic biodigestion of waste, chemical, physical and biological analyzes were performed, according to the legislation of the CONAMA 375/06. After 210 days was observed a cumulative production of 6.18 L of biogas from the biodigestion of manure from cattle under organic system (DBSO) and 11.15 L biogas for cattle manure under conventional system (DBSC). The DBSC also have a higher energy potential and biogas potential (m3 / kg substrate, total solids and volatile solids) relative to DBSO. This increased production of biogas in DBSC is consistent with a greater reduction in total solids (TS) and volatile solids (VS) in this treatment, with reduced values of 27% and 33%, respectively. However, with regard to biogas explosive, the DBSO reached 100% LEL (lower explosive limit) 50 days before the DBSC. It demonstrates that there was increased production of biogas in DBSC, but lower quality, with respect to the methane concentration compared to DBSO. Statistical difference was observed between the input material (influent) and outlet (effluent) in the digester for pH, electrical conductivity (EC), ST, SV and humidity. Anaerobic biodigestion increased pH and reduced EC in effluent material. In respect of biofertilizers, it was observed statistical difference between DBSO and DBSC in the case of pH and electrical conductivity (EC). Biofertilizer derived from DBSO and DBSC had a minimum carbon content to be included as organic fertilizers, with values of 97.14 and 91.04 g kg-1, respectively. The levels of nutrients Mg, K and Fe were higher in biofertilizers DBSO and Ca, Mn, Cu and Zn were higher in biofertilizers DBSC. Heavy metal contents were higher in biofertilizers DBSC, except Ba. DBSC biofertilizer presented Cd content higher than that permitted by organic fertilizers law. In conclusion, the milk production systems influence the production of biogas and the chemical and physical characteristics of biofertilizer. DBSC had become more efficient in the production of biogas while the DBSO demonstrated greater potential for use as organic fertilizer crop. / A produ??o de leite no Brasil destaca-se como uma das principais atividades agropecu?rias. Por?m, a intensifica??o desse sistema de produ??o resulta em grandes concentra??es de res?duos. Geralmente, esses res?duos s?o aplicados na lavoura sem tratamento pr?vio, salinizando o solo, eutrofizando os rios, entre outros. Recomenda-se o uso do biodigestor como uma alternativa vi?vel de utiliza??o racional dos res?duos org?nicos. O trabalho teve como objetivo avaliar a efici?ncia da produ??o de biog?s e do potencial agron?mico do biofertilizante, resultantes da biodigest?o anaer?bica de dejetos de bovinos de leite, sob sistema org?nico e convencional de produ??o. Utilizaram-se oito prot?tipos de biodigestores de bancada abastecidos com os dejetos de bovinos de leite, sob produ??o org?nica, da Fazendinha do km 47 e, com os dejetos de bovino de leite, sob sistema convencional, provenientes da Pesagro-RJ. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com 4 repeti??es para cada tratamento. Ap?s a coleta e biodigest?o anaer?bica dos dejetos foram realizadas an?lises qu?micas, f?sicas e biol?gicas, de acordo com a Legisla??o do CONAMA 375/06. Ap?s os 210 dias foi observada uma produ??o acumulada de 6,18 L de biog?s a partir da biodigest?o dos dejetos de bovinos sob sistema org?nico (DBSO) e 11,15 L de biog?s para os dejetos de bovinos sob sistema convencional (DBSC). O DBSC tamb?m apresentou maior potencial energ?tico e potencial de produ??o de biog?s (m3/kg de substrato, de s?lidos totais e de s?lidos vol?teis) em rela??o ao DBSO. Essa maior produ??o de biog?s nos DBSC est? condizente com uma maior redu??o de s?lidos totais (ST) e vol?teis (SV) nesse tratamento, com valores de redu??o de 27% e 33%, respectivamente. No entanto, com rela??o ? explosividade do biog?s, o DBSO atingiu 100% de LEL (limites de explosividade inferior) 50 dias antes do DBSC. Isso demonstra que, houve maior produ??o de biog?s no DBSC, por?m de menor qualidade, no que diz respeito ? concentra??o de metano, em compara??o ao DBSO. Foi observada diferen?a estat?stica entre o material de entrada (afluente) e sa?da (efluente) no biodigestor para pH, condutividade el?trica (CE), ST, SV e umidade. A biodigest?o anaer?bica elevou o pH e reduziu a CE no material efluente. Quanto aos biofertilizantes, observou-se diferen?a estat?stica entre os DBSO e DBSC tratando-se do pH e da condutividade el?trica (CE). Os biofertilizantes oriundos de DBSO e DBSC apresentaram um teor de C m?nimo para serem considerados fertilizantes org?nicos, com valores de 97,14 e 91,04 g kg-1, respectivamente. Os teores dos nutrientes Mg, K e Fe foram superiores nos biofertilizantes de DBSO e os de Ca, Mn, Cu e Zn foram maiores nos biofertilizantes de DBSC. Os teores de metais pesados, exceto o Ba, foram maiores nos biofertilizantes de DBSC. O biofertilizante do DBSC apresentou teor de Cd acima do permitido por lei para fertilizantes org?nicos. Conclui-se que, os sistemas de produ??o de leite influenciaram na produ??o do biog?s e nas caracter?sticas qu?micas e f?sicas do biofertilizante. Os DBSC apresentaram-se mais eficientes na produ??o de biog?s enquanto que, os DBSO demonstraram maior potencial de uso como adubo org?nico das culturas.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Nyessia versao finalissima 15-04-2015.pdf: 1194358 bytes, checksum: 0a6089c54d46aca60776ce97f1474515 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / The aim of this study was to optimize the production of xylanase by Penicillium crustosum using Plackett-Burman the Design (BDP) and Central Composite Rotational Design (CCRD), and its application in the bleaching process of kraft pulp. The PBD-12 was carried out to screening the significant variables of the compounds of the culture medium: NaNO3; KH2PO4; MgSO4 7H2O; KCl; Fe2(SO4)3, yeast extract, corn stover and initial pH under liquid static culture at 28 °C for 6 days. The variables corn stover, KH2PO4, and pH were significant at p <0.10 by DPB. Statistical analysis of the results obtained with CCRD exhibited the three variables (KH2PO4 0.15%, corn stover 2% and initial pH 6.0) that showed significant effects at p <0.05, and the maximum production of xylanase was 50 U/mL, 14 times higher compared to enzyme activity before optimization. The treatment of the kraft pulp with P. crustosum xylanase showed a significant reduction in kappa number (5.27 Kappa points and efficiency (35.04%). Thus, there is evidence of the potential application of xylanase produced by P. crustosum in the bleaching process of kraft pulp in paper industry / As xilanases são complexos enzimáticos pertencentes ao grupo das glicosidases, e são capazes de atuar em vários sítios da cadeia do xilano e degradá-lo em xilooligossacarídeos, xilotrioses, xilobioses e xiloses. As xilanases são utilizadas nos diversos setores industriais, como biobranqueamento de celulose, na melhoria da textura e do volume do pão, clareamento de sucos e vinho, melhoria do valor nutricional de ração de animais monogástricos. Este trabalho teve como objetivo otimizar a produção de xilanase pelo Penicillium crustosum utilizando o Delineamento Plackett-Burman (DPB) e Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), bem como aplicação da xilanase otimizada no processo de branqueamento da polpa de celulose. A seleção dos componentes de meio de cultivo: NaNO3; KH2PO4; MgSO4·7H2O; KCl; Fe2(SO4)3, extrato de levedura, palha de milho e pH inicial foi realizada utilizando DPB-12 em condições de cultivo líquido estacionário a 28ºC por 6 dias. As variáveis palha de milho, KH2PO4, e pH apresentaram efeitos significativos em p<0,10 por DPB. A análise estatística dos resultados obtidos com DCCR exibiram as três variáveis (KH2PO4 0,15 %, palha de milho 2% e pH inicial 6,0) que mostraram efeitos significativos em p<0,05, e a produção máxima de xilanase foi de 50 U/mL, 14 vezes superior em comparação à atividade enzimática antes da otimização. O tratamento da polpa celulósica com a xilanase de P. crustosum mostrou uma redução significativa do número kappa em 5,27 pontos e eficiência Kappa de 35,04%. Dessa forma, evidencia-se o potencial de aplicação da xilanase produzida por P. crustosum no processo de branqueamento da polpa kraft de Eucaliptos para indústria de papel e celulose

Made available in DSpace on 2017-07-10T13:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Nyessia versao finalissima 15-04-2015.pdf: 1194358 bytes, checksum: 0a6089c54d46aca60776ce97f1474515 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / SIM (não especificado) / The aim of this study was to optimize the production of xylanase by Penicillium crustosum using Plackett-Burman the Design (BDP) and Central Composite Rotational Design (CCRD), and its application in the bleaching process of kraft pulp. The PBD-12 was carried out to screening the significant variables of the compounds of the culture medium: NaNO3; KH2PO4; MgSO4 7H2O; KCl; Fe2(SO4)3, yeast extract, corn stover and initial pH under liquid static culture at 28 °C for 6 days. The variables corn stover, KH2PO4, and pH were significant at p <0.10 by DPB. Statistical analysis of the results obtained with CCRD exhibited the three variables (KH2PO4 0.15%, corn stover 2% and initial pH 6.0) that showed significant effects at p <0.05, and the maximum production of xylanase was 50 U/mL, 14 times higher compared to enzyme activity before optimization. The treatment of the kraft pulp with P. crustosum xylanase showed a significant reduction in kappa number (5.27 Kappa points and efficiency (35.04%). Thus, there is evidence of the potential application of xylanase produced by P. crustosum in the bleaching process of kraft pulp in paper industry / As xilanases são complexos enzimáticos pertencentes ao grupo das glicosidases, e são capazes de atuar em vários sítios da cadeia do xilano e degradá-lo em xilooligossacarídeos, xilotrioses, xilobioses e xiloses. As xilanases são utilizadas nos diversos setores industriais, como biobranqueamento de celulose, na melhoria da textura e do volume do pão, clareamento de sucos e vinho, melhoria do valor nutricional de ração de animais monogástricos. Este trabalho teve como objetivo otimizar a produção de xilanase pelo Penicillium crustosum utilizando o Delineamento Plackett-Burman (DPB) e Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), bem como aplicação da xilanase otimizada no processo de branqueamento da polpa de celulose. A seleção dos componentes de meio de cultivo: NaNO3; KH2PO4; MgSO4·7H2O; KCl; Fe2(SO4)3, extrato de levedura, palha de milho e pH inicial foi realizada utilizando DPB-12 em condições de cultivo líquido estacionário a 28ºC por 6 dias. As variáveis palha de milho, KH2PO4, e pH apresentaram efeitos significativos em p<0,10 por DPB. A análise estatística dos resultados obtidos com DCCR exibiram as três variáveis (KH2PO4 0,15 %, palha de milho 2% e pH inicial 6,0) que mostraram efeitos significativos em p<0,05, e a produção máxima de xilanase foi de 50 U/mL, 14 vezes superior em comparação à atividade enzimática antes da otimização. O tratamento da polpa celulósica com a xilanase de P. crustosum mostrou uma redução significativa do número kappa em 5,27 pontos e eficiência Kappa de 35,04%. Dessa forma, evidencia-se o potencial de aplicação da xilanase produzida por P. crustosum no processo de branqueamento da polpa kraft de Eucaliptos para indústria de papel e celulose

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-05T14:15:18Z No. of bitstreams: 1 JOZILENE DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 3086749 bytes, checksum: d738b230b5a0dcf70a631cd0699b9989 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T14:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOZILENE DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 3086749 bytes, checksum: d738b230b5a0dcf70a631cd0699b9989 (MD5) Previous issue date: 2008-12-19 / O Brasil está, atualmente, entre os maiores produtores de grãos do mundo, em especial o arroz. Com o beneficiamento deste produto são geradas grandes quantidades de resíduos (casca) que ocasionam problemas ambientais, pela deposição inadequada no meio ambiente e por seu longo tempo de degradação. A incorporação destes resíduos industriais a componentes para construção civil, como concretos e argamassas, é uma das possíveis soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. Este trabalho tem como objetivo estudar a durabilidade de argamassas convencionais e alternativas incorporadas com resíduos de cinza da casca de arroz substituindo parte do aglomerante e casca de arroz substituindo o agregado miúdo, através do envelhecimento acelerado, por ciclos de molhagem e secagem. Inicialmente foi realizada com as matérias-primas convencionais e alternativas uma caracterização física, química e mineralógica através dos seguintes ensaios: análise granulométrica por peneiramento e difratometria a laser, área especifica, massa unitária, análise química, difração de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica. Para avaliar a durabilidade pelo método do envelhecimento acelerado, por ciclos de molhagem e secagem, foram confeccionados corpos-deprova de argamassas convencionais e argamassas alternativas nos traços 1:4; 1:6 e 1:8 incorporando 3%, 6%, 9%, 15%, 20% e 30% de resíduo de cinza de casca de arroz em substituição ao aglomerante e 10%, 20% e 30% de casca de arroz em substituição ao agregado miúdo por períodos de cura de 28, 63, 91, 180 e 360 dias. As propriedades físico-mecânicas determinadas foram: absorção de água, densidade aparente e resistência. Os resultados dos ensaios de caracterização das matérias-primas convencionais (cimento e agregado miúdo) e alternativos (cinza e casca de arroz) encontram-se dentro dos padrões estabelecidos pelas normas da ABNT, indicando superfície específica e índice de finura da cinza de casca de arroz bem superior a do cimento empregado. Os resultados evidenciaram que a cinza de casca de arroz é predominantemente amorfa e tem alta pozolanicidade de acordo com as especificações da ABNT, possibilitando seu uso em concretos e argamassas pelas suas características de grande finura. Em relação ao comportamento mecânico, foram encontrados valores superiores dos corpos-de-prova alternativos incorporados com cinza de casca de arroz em relação aos convencionais mesmo quando expostos ao envelhecimento acelerado, enquanto os corpos-de-prova das argamassas incorporados com casca de arroz apresentaram valores dentro das especificações da ABNT e inferiores aos convencionais, comprovando a viabilidade técnica da utilização destes resíduos,uma vez que não se evidenciou influência na durabilidade, além de ser uma medida ecologicamente correta. / Brazil is one of the greatest producers of grain in the world, especially in rice. With the industrialization of this product great amount of waste (husk) is generate and cause environmental problems, by the inadequate discharge in the environment and by the long time to deteriorate. The incorporation of this industrial residue as components to civil construction, as concrete and mortars, is one of the possible solutions to use this pollutants sub products and this is in agreement with the sustainable principle. The aim of this work is to study the durability of the conventional and alternative mortars incorporated with husk rice ash residue by substituting part of the agglomerate and rice husk substituting small aggregate. The durability was study by the accelerate weathering (by wetting and drying cycles). Firstly it was done a physical, chemical and mineralogical characterization of the conventional and alternatives raw materials by the following techniques: particle size by sieving and laser diffraction, surface area, specific mass, chemical analysis, X-rays diffraction, differential thermal analysis and gravimetry. The pozzolanic activity was measured according to the BNT NBR 12653(1997) norm. To evaluate the durability by the accelerate weathering (wetting and drying cycles) it was made body sample with conventional and alternative mortars with traces of 1:4; 1:6 e 1:8 incorporated with 3%, 6%, 9%,15%, 20% and 30% of ash rice husk residue in substitution of agglomerate and 10%, 20% and 30% of rice husk in substitution to small aggregate, for cure period of 28, 63, 91, 180 and 360 days. The physical and mechanical properties were: water absorption, apparent density,mechanical resistance and mass loss. The results of the conventional (cement and small aggregate) and alternative (ash and husk rice) raw materials characterization are in the standard values established by ABNT norms, indicating surface area and amount of fine particles of the husk rice ash are superior to the cement used. The results put in evidence that the husk rice ash is predominantly amorphous and has high pozzolanicity according to the specifications of the ABNT. This makes possible the use of this ash in concrete and mortars due to the great amount of fine particles. In relation to the mechanical properties, the results shown values superior to the body samples incorporated with husk rice in relation to the conventional even when exposed to the accelerate weathering. To the body samples incorporated with husk rice presented values according to the ABNT specifications and inferior to the conventional ones. It was concluded that the use of these residues are technical viable once did not present influence in the durability and also is an ecological correct action.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os biossurfactantes constituem uma classe de compostos obtidos por via microbiana com estrutura molecular anfifílica, responsáveis pela redução de tensão superficial e interfacial, com ampla aplicação no setor industrial alimentício, farmacêutico, cosmético, na biorremediação e na recuperação de petróleo. A busca de alternativas para o uso de resíduos torna a produção de biossurfactante mais competitiva e viável, minimizando os custos de produção e consequentemente os impactos no ambiente. Nesse contexto, estudos foram realizados com fungo isolado de solo da caatinga (Pernambuco, Brasil). O fungo foi identificado como Cunninghamella echinulata, sendo em seguido avaliado seu potencial biotecnológico na produção de biossurfactante. Realizou-se crescimento em meio utilizando resíduos agroindustriais de baixo custo, milhocina (M) e óleo residual de soja (ORS) como substratos, empregando um planejamentyo fatorial competo de 22, tendo como variável resposta a produção de biossurfactante, a qual foi avaliada pela redução da tensão superficial e do índice emulsificação. Os resultados indicaram uma redução da tensão da água de 72 para 36mN/m e índice de emulsão de 80% para o óleo queimado de motor. Os testes de estabilidade com o líquido metabólico livre de células frente diferentes temperaturas, concentrações de NaCl e pH tanto para tensão superficial, como para o índice de emulsificação. O biossurfactante apresentou carga iônica, constituição química polimérica com lipídeos (40%), carboidratos (35,2%) e proteínas (20,3%). E ainda apresentou propriedade como agente de dispersão de óleos e no aumento e ou redução da viscosidade. Os resultados promissores com o fungo C. echinulata na produção do biossurfactantes/emulsificante sugerem o seu emprego, no futuro, em processos de biorremediação, na redução da concentração dos componentes do petróleo, na limpeza de tanques, no derramamento de petróleo, como também em outras aplicações industriais. / The biosurfactants are a class of compounds obtained by microbial way with amphiphilic molecular structure, responsible for the reduction of surface and interfacial tension, with wide application in the food industry, pharmaceutical, cosmetic, in bioremediation and oil recovery. The search for alternatives to the use of waste makes the production of more viable and competitive biosurfactant minimizing production costs and hence the impact on the environment. In this context, studies were performed with fungus isolated from Caatinga soil (Pernambuco, Brazil). The fungus was identified as Cunninghamella echinulata, being evaluated in a row biotechnological potential biosurfactant production. The growth medium was used agro-industrial residues, corn steep liquor (M) and soybean oil waste (ORS) as substrates, employing a complete planning design of 22 with the variable response biosurfactant production which was evaluated by reduction of the surface tension and emulsification index. The results indicated a reduction of water surface tension of 72 to 36mN/m, and emulsification index of 80% for the engine burning oil. Stability tests with cell-free metabolic liquid against different temperatures, pH and NaCl concentrations for surface tension, as well as the emulsification index. The biosurfactant showed ionic charge, polymeric chemical composition constituted by lipids (40%), carbohydrates (35.2%) and proteins (20.3%), and presented property as ability to oil displacement area and increased or decreased the viscosity. The promising results obtained with the fungus C. echinulata in the of biosurfactant/emulsifier production suggest in future perspectives to use in bioremediation processes, reducing the concentration of the components of petroleum, cleaning tanks, the oil spill, as well as in other industrial applications.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Biossurfactantes são moléculas anfipáticas de origem microbiana que apresentam atividade em diferentes tipos de superfícies, elevada biodegradabilidade, baixa toxicidade, sendo produzidos a partir de fontes renováveis, e apresentando aplicações sob condições extremas de pH e temperatura. Os micro-organismos oleaginosos apresentam como principal característica a habilidade de acumular lipídeos acima de 20% do seu peso seco, sendo quimicamente descritos como triacilgliceróis, apresentando uma constituição comparável aos óleos vegetais e animais, sendo sua composição química semelhante ao biodiesel. Ensaios foram realizados visando à produção simultânea de biossurfactante e lipídeos por Penicillium spinulosum UCP1347, utilizando como substratos milhocina (5%) e óleo de soja pós-fritura (3%), aplicando um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional DCCR 22. A fermentação foi realizada em frascos de Erlenmyers contendo 100mL do meio de acordo com o DCCR, 5% de inóculo da suspensão de 107 esporos/mL, incubados à temperatura de 280C, agitação orbital de 150rpm e 96h. Ao final da fermentação, o líquido metabólico livre de células apresentou a produção de um biossurfactante que reduziu a tensão superficial da água de 72 para 32,7 mN/m, tensão interfacial de 1,7 mN/m, CMC de 1,25%(p/v), atividade de emulsificação de 3,73 UEA/mL utilizando óleo de soja pós-fritura, como também estabilidade frente a variações de pH, temperatura e salinidade. O biossurfactante de caráter aniônico apresentou uma composição polimérica (39,56% de carboidratos, 33,78% de lipídeos e 10,4% de proteínas). No mesmo ensaio (pontos centrais) foi observado uma biomassa com acumulação de 57% de lipídeos, em relação ao peso seco, com uma composição química de ácidos graxos insaturados (ácido palmitoléico, oléico e linoléico) e saturados (ácido palmítico e esteárico). Os resultados obtidos demonstram que o P. spinulosum é um fungo filamentoso oleaginoso, promissor, com elevado potencial biotecnológico na produção de biossurfactante e lipídeos de constituição comparável ao biodiesel, além da habilidade de utilizar como fontes alternativas e renováveis os resíduos agroindustriais, reduzindo o custo de produção de ambos os produtos. / Surfactants are amphipathic molecules of microbial origin that exhibit activity on different types of surfaces, have high biodegradability, low toxicity, can be produced from renewable sources and have funcionality under extreme conditions of pH and temperature. Oleaginous microorganisms present as main characteristic the ability to accumulate lipids over 20% of its dry weight, represented in the form of triacylglycerol, a constitution comparable to vegetable and animal oils, and their chemical composition similar to biodiesel. Assays were carried out for the simultaneous production of lipids and biosurfactant by Penicillium spinulosum UCP1347 using as substrates corn steep liquor (5%) and post-frying soybean oil (3%), using an Experimental Design - Central Composite Design CCD 22. The fermentation was performed in Erlenmyers flaks containing 100 mL of medium, in according to the CCD, 5% of the suspension inoculum of 107 spores/mL, incubated at temperature of 28C, orbital shaking of 150 rpm and 96 hours. At the end of fermentation, the cell free broth showed the production of a biosurfactant, which reduced the water surface tension from 72 to 32.7 mN/m, interfacial tension of 1.7 mN/m, CMC 1.25% (w/v), emulsifying activity 3.73 UEA /mL using post-frying soybean oil, as well as stability against pH, temperature and salinity. The anionic character of biosurfactant showed a polymeric composition (39.56% carbohydrates, 33.78% lipids and 10.4% protein). In the same assay (central points) was observed accumulation of a biomass with 57% of lipids in the dry weight, with a chemical composition of unsaturated fatty acids (palmitoleic, oleic and linoleic acids) and saturated (palmitic and stearic acids). The results show that P. spinulosum is an oleaginous filamentous fungus, promising with high biotechnological potential in the production of biosurfactant and lipids to the biodiesel formation and the ability to use agro-industrial waste as alternative and renewable sources, reducing the production costs of both products.