Orientador: Fabíola Manhas Verbi Pereira / Banca: Érica Regina Filletti Nascimento / Banca: Pedro Sérgio Fadini / Resumo: A determinação do teor de fibras é um parâmetro relevante para a indústria sucroalcooleira, pois está diretamente relacionado com o processo de rendimento da extração do caldo de cana-de-açúcar, que é a matéria-prima para a produção de açúcar e de etanol. Diversas estratégias quimiométricas foram utilizadas para este estudo de mestrado, tais como planejamento de experimentos e modelos de calibração multivariada com a regressão por mínimos quadrados parciais (PLS, Partial Least Squares). No planejamento de experimentos realizado, foi possível avaliar as melhores condições experimentais da espectroscopia de emissão com plasma induzido por laser (LIBS, Laser Induced Breakdown Spectroscopy) para efetuar medidas nas amostras de bagaço de cana-de-açúcar in natura. Um total de 5327 espectros LIBS foram adquiridos e compuseram a matriz de dados, como variáveis independentes, para a investigação dos modelos multivariados de calibração com PLS. Os valores de referência que correspondem ao teor de fibras, sendo o parâmetro que foi previsto pelo modelo PLS, foram obtidos utilizando o método recomendado pelo Conselho dos Produtores de Cana-de-açúcar, Açúcar e Álcool do estado de São Paulo (CONSECANA). Um melhor modelo PLS foi alcançado por meio da seleção de 119 variáveis com valores de erros quadráticos médios (RMSE, Root Mean Square Error) em % para os conjuntos de treinamento (RMSE of calibration) e de validação (RMSE of validation) de 2,1 de 2,2, respectivamente. Para o método desenvolvido neste estudo de mestrado pode ser evidenciada a possibilidade inédita na determinação do teor de fibras com características tais como: ausência de geração de resíduos tóxicos, redução do uso de energia elétrica e aumento considerável da frequência analítica. / Abstract: The determination of the fiber content is an important parameter to sugar factory because it is directed linked to the yield of process for juice extraction, that is raw material in sugar and ethanol production. Several chemometrics strategies were used in this study such as design of experiments and multivariate calibration models with regression by Partial Least Squares. In the design of experiments, was possible to evaluate the best experimental conditions in Laser Induced Breakdown Spectroscopy to perform the measurements in natura in bagasse sugarcane samples. A total of 5327 LIBS spectra were acquired and composed the data matrix, as independent variables, to investigation of the multivariate calibration models by PLS. The reference values corresponding to the fiber content, the parameter that was predicted by PLS models, were obtained using the method recommended by the sugarcane, sugar and alcohol producers of the São Paulo states (CONSECANA). A better PLS model was achieved through the 119 variables selection with Root Mean Square Error (RMSE) in % to training set (RMSE of calibration) and validation (RMSE of validation) of 2.1 and 2.2, respectively. The developed method in this master's degree study show the inedited possibility in the determination of the fiber content with characteristics such as: no toxic waste generation, less use of electricity and increasing in the analytical frequency. / Mestre

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Antonio Sérgio Spanó Seixas / Banca: Aurora Mariana Garcia de França Souza / Resumo: Com a revolução industrial ocorreu o crescimento do setor têxtil, o qual utiliza uma grande quantidade de água nos processos de tingimento e uma ampla variedade de corantes sintéticos. Uma pequena concentração destes corantes no meio ambiente já pode gerar uma poluição altamente visível e indesejável, provendo alterações nos ecossistemas aquáticos. Dentre os processos de remoção de corantes, a adsorção, biossorção e biodegradação apresentam-se como as técnicas mais vantajosas. A adsorção consiste em um processo de transferência de massa na qual se explora a capacidade de certos sólidos em concentrar determinadas substâncias existentes em soluções líquidas. A biossorção envolve interações físico-químicas entre a superfície celular de microrganismos e corantes através de difusão passiva. A biodegradação, por vez, ocorre através de enzimas produzidas por alguns microrganismos que são capazes de degradar a molécula do corante. De forma a aumentar a eficiência destes processos, a imobilização celular permite a reutilização das células imobilizadas, alta resistência mecânica permitindo que os processos metabólicos se realizem em condições dversas. Portanto, este trabalho propôs a imobilização de Saccharomyces cerevisiae em bagaço de cana ativado para promover a biossorção e biodegradação do corante Acid Black 48 (AB48) em solução aquosa. Para isso, o bagaço de cana de açúcar foi tratado com polietilenoimina (PEI), NaOH e água destilada. Concentrações de 0,25, 0,5 e 1 % de uma suspensão de Saccharomyces cerevisiae foram avaliadas para determinar as melhores taxas de imobilização celular. Uma vez estabelecida a imobilização, foram elaborados ensaios de biossorção/adsorção utilizando Saccharomyces... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Along with the industrial revolution, textile sec.tor growth is inserted. These industries use large amounts of water in dyeing processes and a wide variety of synthetic dyes. A small concentration of these dyes in the environment can generate a highly visible and undesirable pollution and also changes in aquatic ecosystems. Among dye removal processes, adsorption, biosorption and biodegradation are the most advantageous techniques. Adsorption is a mass transfer process in which exploits certain solids ability to concentrate other substances dissolved in liquid solutions. Biosorption involves physicochemical interactions between microorganism cell surface dye molecule through passive diffusion. Biodegradation occurs when enzymes produced by certain microorganisms are capable of breaking the dye molecule. In order to increase the efficiency of these processes, cell immobilization allows reuse of the immobilized cells and enables high mechanical strength in which metabolic processes can take place in adverse conditions. Therefore, this study aims the use of Saccharomyces cerevisiae immobilized in activated sugarcane bagasse to promote Acid Black 48 dye (AB48) biodegradation and biosorption in aqueous solutions. In order to achieve these results, sugarcane bagasse was treated with polyethyleneimine (PEI), NaOH and distilled water. Concentrations of 0.25, 0.5 and 1% of a Saccharomyces cerevisiae suspension were evaluated to determine best cell immobilization rates. Once the immobilization was established, biosorption/adsorption assays were developed using immobilized and free yeast cells and only treated sugarcane bagasse, after 2 hours dye contact at 30°C and at pH 2.50, 4.50 and 6 50. After discoloration rate, dye removal and adsorption capacity were determined, best results were established at pH 2.50, and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Co-orientador: Rubens Monti / Banca: Heloiza Ferreira Alves do Prado / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Sarita Candida Rabelo / Banca: Sandra Helena Cruz / Resumo: Não disponível. / Abstract: Not available. / Doutor

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Rubens Monti / Banca: Célia Maria Araújo Galvão / Resumo: Com a crescente demanda por fontes alternativas de combustíveis, a produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos torna-se uma opção interessante. Esse processo permite o aumento da produção de etanol sem a necessidade de crescimento da área plantada dos cultivares utilizados. Para a produção do etanol celulósico é necessário o fracionamento da biomassa de forma a disponibilizar a maior quantidade de carboidratos possível para o processo de fermentação alcoólica, porém essa biomassa precisa de um pré-tratamento para desorganizar a estrutura recalcitrante do material. Neste sentido, o principal objetivo deste projeto foi avaliar os métodos de pré-tratamentos alcalino, utilizando hidróxido de cálcio, e hidrotérmico, utilizando água, nos bagaços de cana-de-açúcar in natura (obtido diretamente da moenda) e explodido (submetido a explosão a vapor). Foram testados os tempos de 7, 30 e 60 minutos em ambos os tratamentos a uma temperatura de 120 °C em autoclave. Foram realizados planejamentos fatoriais completos a fim de analisar a influência do hidróxido de cálcio e do tempo no desempenho da hidrólise, quantificando a liberação de glicose e açúcares redutores totais (ART). Dessa maneira foram realizadas análises da composição química do bagaço pré-tratado a fim de avaliar uma possível correlação entre as modificações na estrutura do material e a eficiência da hidrólise. Os resultados mostraram que os melhores rendimentos foram obtidos com o bagaço in natura pré-tratado com hidróxido de cálcio em todos os tempos testados, a hidrólise enzimática desse material resultou em um rendimento mais alto, de 3,2 a 4,3 vezes, em comparação com a hidrólise no bagaço in natura sem pré-tratamento. Um novo planejamento foi realizado, delineamento composto central superfície resposta, para determinar as... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the growing demand for alternative sources of fuel, ethanol production from lignocellulosic materials became an interesting option. This process allows the increase of ethanol production without the need of growth of the planted area of the cultivars used. For the production of cellulosic ethanol is necessary to fractionate the biomass to provide the largest possible amount of carbohydrates to ethanol fermentation process, but this biomass needs a pretreatment to disrupt the recalcitrant structure of the material. In this sense, the main objective of this project was to evaluate the methods of alkaline pretreatments, using calcium hydroxide, and hydrothermal,using water, in sugar cane bagasses in natura (obtained directly from the mill) and exploded (subjected to steam explosion). We tested different times (7, 30 and 60 minutes) in both treatments at a temperature of 120 °C in autoclave. Complete factorial designs were performed to examine the influence of calcium hydroxide and hydrolysis time performance by quantifying the release of glucose and total reducing sugars (TRS). Thus were analyzed the chemical composition of the pretreated bagasse to evaluate a possible correlation between changes in material structure and efficiency of hydrolysis. The results showed that the best yields were obtained with the in natura bagasse pretreated with calcium hydroxide at all times tested and the enzymatic hydrolysis increased from 3.2 to 4.3 fold compared to untreated in natura bagasse. A new schedule was conducted, a central composite design surface response, to determine the hydrolysis conditions which lead to maximal glucose release. In this step was done the hydrolysis of in natura bagasse subjected to alkaline pretreatment, with the addition of a nonionic surfactant (Tween 80). The best condition found in this optimization... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Banca: Maria Cristina Teixeira Duarte / Banca: Meire Cristina Nogeura de Andrade / Resumo: A produção de bioetanol e de açucares a partir do caldo de cana gera como um dos subprodutos, o bagaço. Atualmente, esse último, uma biomassa industrial lignocelulósica, pode ser aproveitado para produção de etanol de segunda geração, desde que previamente submetido a processos hidrolíticos para gerar açúcares fermentescíveis. O objetivo deste trabalho foi estimar a produção de bioetanol a partir desta biomassa agroindustrial. Para tanto, foram utilizados os cogumelos Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii e Pycnoporus sanguineus como potenciais fontes produtoras das enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, capazes de hidrolisar o bagaço de cana-de-açúcar. As maiores atividades enzimática observadas para L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus e P. eryngii para lacase foram de 39,23 U-mL ao 25º dia de incubação, 2,5 U-mL e 80 U-mL ao 27º dia de incubação, e 16,45 U-mL ao 15º dia, respectivamente. As enzimas MnP e LiP não apresentaram resultados expressivos. A hidrólise enzimática do bagaço de cana in natura (32,17% de hemicelulose, 52,45% de celulose e 10,62% de lignina) e o bagaço de cana hidrolisado com H2SO4 7,0% (0,20% de hemicelulose, 68,82% de celulose e 25,33% de lignina) foram avaliados para cada conjunto enzimático obtido. Comparado aos demais, as enzimas produzidas pelo P. sanguineus incubado em bagaço in natura apresentaram uma melhor eficiência na conversão dos açúcares, com teor médio de 0,14 g-L de glicose. Embora os baixos teores de glicose determinada nesse trabalho, em relação com a literatura, pode-se afirmar que as enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, demonstraram ter potencial hidrolítico, principalmente para as produzidas pelo fungo P. sanguineus / Abstract: The production of ethanol and sugar from sugarcane juice bagasse is generate byproduct. Currently, the bagasse, an industrial lignocellulosic biomass can be used for production of second generation ethanol, since when submitted to hydrolytic processes generate fermentable sugars. The objective of this study was to estimate the production of bioethanol from this agro biomass. Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii and Pycnoporus sanguineus were used as potential sources producing enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, capable of hydrolyzing the sugarcane bagasse. The highest activity of enzymes, observed for L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus and P. eryngii were to 39.23 U-mL laccase after 25 days of incubation, 2,5 U-mL and 80 U-mL after 27 days of incubation, and 16,45 U-mL on 15 day, respectively. MnP and LiP showed no significant results. The enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse in natura (32,17% hemicellulose, cellulose 52,45% and 10,62% lignin) and bagasse hydrolyzate with 7,0% H2SO4 (0,20% hemicellulose, 68,82% to 25,33% cellulose and lignin) were evaluated for each enzymatic obtained. Compared to others, the enzymes produced by P. sanguineus incubated in sugarcane bagasse showed better efficiency in getting glucose with an average grade of 0,14 g-L. Although low levels of glucose determined in this work, in relation to the literature, it can be stated that the enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, demonstrated good hydrolytic potential, especially for those produced by the fungus P. sanguineus. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-07Bitstream added on 2014-06-13T18:40:03Z : No. of bitstreams: 1 benini_kccc_me_guara.pdf: 2271137 bytes, checksum: d7b1ee7652042a2df58030434d2bbf38 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais provenientes da casca do coco verde e do bagaço de cana de açúcar. O poliestireno de alto impacto (HIPS) foi utilizado como matriz termoplástica, tendo em vista seu baixo custo e sua temperatura de processamento menor que a temperatura de degradação da fibra. Devido à falta de compatibilização química das fibras com a matriz, as fibras lignocelulósicas foram tratadas quimicamente pelos tratamentos de mercerização seguido de branqueamento com clorito de sódio. As fibras nas condições “in natura”, mercerizadas e branqueadas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X, análise termogravimétrica (TGA), análise da composição química e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a caracterização as fibras mercerizadas e branqueadas foram misturadas com o HIPS, nas proporções de 10, 20 e 30% (m/m). As misturas foram realizadas em um misturador termocinético e, em seguida, foram injetadas para a confecção de corpos de prova de tração e flexão. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de análise térmica, ensaios mecânicos de tração e flexão, exposição ao intemperismo acelerado, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Os tratamentos químicos proporcionaram a redução de alguns componentes amorfos das fibras, causando alterações na superfície das mesmas. A adição das fibras tratadas quimicamente à matriz de HIPS proporcionou aumento nos módulos elásticos em tração e em flexão dos compósitos sem alterar suas respectivas resistências mecânicas. A exposição ao intemperismo provocou a redução das propriedades mecânicas dos compósitos afetando mais intensamente as fibras naturais. Foi possível obter materiais mais rígidos e menos deformáveis, com até 30% (m/m) de fibras, que apresentaram... / In this work we developed polymer composites reinforced with natural fibers from green coconut husks and sugar cane bagasse. High impact polystyrene was used as the thermoplastic matrix, considering its low cost and processing temperature which is below the fiber degradation temperature. Due to lack of chemical compatibility between fiber and matrix, the lignocellulosic fibers were chemically treated by mercerization followed by bleaching with sodium chlorite. The untreated, mercerized and bleached fibers were characterized by of X ray diffraction, thermogravimetric analysis (TGA), chemical composition analysis, and scanning electron microscopy (SEM). After characterization, the mercerized and bleached fibers were mixed with HIPS, in ratios of 10, 30 and 30% (w/w). The mixture was performed in a termokinetic mixer and samples prepared by injection molding. The composites were characterized by thermal analysis, tensile testing, aging by accelerated weathering exposure and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the chemical treatments adopted reduced the amount of some amorphous components of the fibers, causing changes in the fibers‟ surface. The addition of chemically treated fibers in the HIPS matrix increased the elastic modulus in tension and flexion of the composite without affecting their mechanical strength. Aging by exposure to weathering caused a decrease of the composites‟ mechanical properties affecting natural fiber reinforced more intensely. It was possible to obtain a more rigid and less deformable material with up to 30% fiber content which was exhibited thermal and mechanical properties viable for applications in which HIPS is used at low cost and where a high ductility is not a necessary characteristic

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-12T14:16:24Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Rafaela Cavalcanti Lira.pdf: 2200155 bytes, checksum: 033c308333c60d90e9ac43c421470f9e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T14:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Rafaela Cavalcanti Lira.pdf: 2200155 bytes, checksum: 033c308333c60d90e9ac43c421470f9e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / FACEPE / A utilização integral dos materiais lignocelulósicos é de grande interesse tanto econômico quanto ambiental. A lignina, depois da celulose, é o segundo mais abundante biopolímero encontrado na natureza e a sua utilização para obtenção de produtos com alto valor agregado, tal como matriz para fertilizante, está inserida no conceito de biorrefinaria. Com base nisso, este trabalho visou a obtenção de celulignina e lignina de bagaço e palha de cana-de-açúcar, para a avaliação da conversão enzimática e potencial aplicabilidade em sistemas de liberação gradual de fertilizantes, respectivamente. As biomassas utilizadas, tanto pré-tratadas como in natura, foram caracterizadas quimicamente e analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A celulignina foi obtida por meio de um pré-tratamento hidrotérmico, realizado em um reator semi-piloto de 20 L a 190 ºC por 10 min para o bagaço e a palha. O pré-tratamento removeu aproximadamente 90% da hemicelulose contida no material in natura (bagaço e palha), apresentado fatores de severidade considerado severos, 4,4 (bagaço) e 5,4 (palha). Para avaliação da conversão enzimática das celuligninas obtidas, utilizou-se 15 FPU/g de celulase e 10 UI/g de β-glicosidase, com e sem a adição do surfactante Tween 20 a 1%. As conversões enzimáticas com a adição de surfactante resultaram em acréscimos de aproximadamente 45% de conversão para o bagaço de cana, entretanto, para a palha não foram obtidos ganhos significativos. Para avaliação da potencial aplicabilidade da lignina como sistema de liberação de fertilizantes, prepararam-se formulações de lignina e ureia. Utilizou-se lignina previamente obtidas pelo processo de deslignificação alcalina e residual da hidrólise enzimática. A liberação in vitro das formulações mostrou que a tendência é que a concentração de lignina na solução chegue a um limite e que mais de 90% da ureia seja completamente solubilizada nas primeiras 24 horas independente da proporção de ureia utilizada e do plasticizante. De acordo com os dados, conclui-se que o pré-tratamento ocasionou mudanças morfológicas nas amostras, resultando em uma maior susceptibilidade à hidrólise enzimática. As formulações lignina/ureia, com a lignina proveniente da deslignificação alcalina, apresentou uma liberação muito alta nas primeiras 24 horas, já nas pastilhas com lignina residual o perfil de liberação foi reduzido para os primeiros 60 dias.

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CorriaAradas_MariaEugenia_M.pdf: 3490416 bytes, checksum: 4d224b5923b975c9b038cbf2ef1da848 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se a avaliação de um forno cerâmico intermitente de chama invertida onde queima-se só bagaço de cana, em substituição total da lenha. Este fato o diferencia de outros fornos testados, em especial pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), nos quais na etapa inicial queimava-se lenha, e o bagaço era submetido á processos de secagem, moagem etc. Esta característica torna mais econômica a queima do bagaço de cana-de-açúcar. Outro aspecto a ser destacado na instalação é a remodelação feita empiricamente pelo proprietário, que aproveita os gases de exaustão do forno em queima para pré-aquecer o forno que vai ser queimado continuamente. A avaliação efetuada permitiu determinar o valor das perdas com o calor sensível dos gases (Q2 = 4 %), que se mostraram muito menores do que os valores obtidos para fornos sem esta recuperação. Foi desenvolvida uma metodologia de avaliação especificamente para fomos intermitentes, baseada na Primeira Lei da Termodinâmica. O processo é dividido em "n" intervalos para os quais determina-se o consumo de combustível e as perdas de calor. A eficiência global é determinada como sendo a relação entre o calor útil total (evaporação da umidade e cozimento dos tijolos), e o consumo de combustível em todo o processo. O ciclo completo demora aproximadamente 90 horas, desde a carga até a descarga dos tijolos. Como resultado obteve-se uma eficiência média de 68 %, valor considerado elevado para um forno deste tipo, queimando biomassa. Os tijolos foram submetidos a ensaios de resistência ã compressão e absorção de água, mostrando que estão dentro das normas estabelecidas / Abstract: In this work the evaluation of a ceramic inverted flame intermittent kiln with total substitution of firewood by in nature sugar cane bagasse (50 % of moisture h.b.) is presented. In this kiln is burned only bagasse, differently from other ones tested by the IPT (Institute of technological research), in which in the initial stage firewood is burned and bagasse was subjected to processes of drying, milling, etc. This characteristic makes more economic bagasse burning. Another aspect to highlight of the installation it is the owner empirically done retrofitting, that use the burning kiln exhaust gases in order to preheat the kiln next to the burned. Our evaluation allowed to determine the value of the losses with the exhaust gases enthalpy (Q2 - 4 %), that resulted much lower than for other ceramic kilns without heat recovery. It was developed a test methodology based on the First Law of Thermodynamics, specifically for intermittent ovens. The process is divided in "n" intervals, for each one of which are determined the fuel consumption and heat losses. The global efficiency is determinated as the relation between the useful total heat (evaporation of the moisture and bricks firing) and the consumption of fuel in the whole process. The complete cycle delays approximately 90 hours, from the load until the discharge of the bricks. As a result an average efficiency of 68 % was obtained, considered a high value this type of kilns burning biomass. The obtained bricks were also subjected to test of resistance to compression and water absorption using bagasse as fuel, in order to determine if they accomplish the established norms / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlivaresGomez_Edgardo_M.pdf: 6764544 bytes, checksum: 671689453428e894e7a71a91f66a2723 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O interesse atual pela gaseificação de biomassa no mundo está baseado em dois aspectos principais: (a) A possibilidade de se desenvolver comercialmente a tecnologia BIG/GT-CC (Biomass Integrated Gasifiers /Gas Turbine-Combined Cycles) que permite diminuiro custo do kW.h desde valores de aproximadamente 8 centavos utilizando a tecnologia convencional (com ciclo Rankine), até valores estimados de 3,8 centavos utilizando a tecnologia BIG/GT-CC de segunda geração (com turbinas a gás mais eficientes) e (b) A sua utilização contribui na melhoria do balanço de CO2, de NOx e de SOx na atmosfera, quando comparado com os combustíveis fósseis. Sem dúvida, o primeiro destes aspectos tomaria a energia obtida a partir da biomassa competitiva com relação à energia obtida a partir dos combustíveis comvencionais. Nesta direção vários projetos estão sendo desenvolvidos em diversos países do mundo, por empresas do setor energético, instituções de pesquisa e grupos de pesquisa a nível de universidades. A Faculdade de Engenharia Agricola-UNICAMP em colaboração com o Departamento de Engenharia Térmica e de Fluídos da Faculdade de Engenharia Mecânica-UNICAMP, desenvolveu o projeto de um protótipo de reator de leito fluidizado de 280 kW de potência térmica visando a gaseificação dos subprodutos da agroindústria sucroalcooleira, o bagaço e a palha da cana-de-açúcar. Para tanto foi necessário desenvolver uma metodologia aproximada de dimensionamento do reator, que embora não considere uma teoria rigurosa constitui uma útil ferramenta prática. O projeto considerou também o dimensionamento do sistema de distribuição do agente de gaseificação (ar), do sistema de alimentação de biomassa e do ciclone da instalação de gaseificação. A construção e montagem da instalação e da estrutura de suporte foi realizada pela TERMOQUIP ENERGIA ALTERNATIVA LIDA, de Campinas, São Paulo. Os primeiros testes a mo e em condições de gaseificação permitiram comprovar as dificuldades e limitações impostas pelo sistema de alimentação (do tipo rosca sem-fim), devido às quais foi praticamente impossível desenvolver os experimentos quando trabalhando com bagaço ("in natura") e palha da cana. Como resultado dos testes realizados utilizando pellets de bagaço de cana, verificou-se um aceitável desempenho energético do reator para a faixa de fator de ar empregada de 0,17 até 0,22. O poder caloófico inferior médio do gás obtido foi de 4 MJ/Nm3,valor considerado bom na gaseificação com ar. Os maiores valores da eficiência a mo e a quente do gaseificador (29,23 % e 33,42% respectivamente) foram obtidos para um valor de 0,22 do fator de ar, não sendo verificado neste ponto seu valor máximo por limitações na operação do reator para maiores valores do fator de ar. Elevados valores das perdas ao meio ambiente são, provavelmente, a principal causa das baixas eficiências. Nestas perdas são consideradas as perdas de energia pelo carbono não gaseificado que permaneceu no leito e as perdas com o alcatrão e os particulados sólidos no gás de saída do ciclone, as quais não foram avaliadas por falta de medidas experimentais. O completamento da avaliação do desempenho do reator é feita com o cálculo das perdas de energia com a entalpia sensível do gás de saída e com o resíduo sólido que sai por baixo do ciclone, cujos valores foram aceitáveis na faixa de fator de ar estudada / Abstract: The present interest in biomass gasification throughout the world is fundamented in two matn aspects: a) the potential for commercial development of the BIG/GT-CC (Biomass Integrated GasifierslGas Turbine-Combined Cycles) technology which allows costs of US$ 0,038/kWh against some US$ 0,08/kWh when utilizing existing the Rankine cycle conventional systems: the use of biomass gasification may contribute to improve the CO2balance and reduce NOx and SOx emissions in the atmosphere because the source of energy utilized is biomass and recovers a carbon which is already present in the biosphere. Several projects are being oriented in this direction throughout the world and are lead by private companies and research groups ITom universities. The School of Agricultural Engineering- FEAGRI ITom the State University of Campinas-UNICAMP, Brazil, in cooperation with the School of Mechanical engineering-FEM/UNlCAMP has developed a prototype of a fluidized-bed reactor to gasify by-products ITomthe sugar-ethanol industry, such as the bagasse and the trash (Ieaves and tops). To implement this research it was necessary to develop a method for sizing the reactor combining practical parameters and a theoretical approach. In this project it was considered also the sizing of other auxiliary systems: the gasifying agent (air) distribution, the biomass feeding, and the cyclone for gas purification. The construction and assembling of the whole installation as well as the structure was conducted by Termoquip Energia Alternativa Ltda, a leading enterprise dedicated to biomass gasifier construction with factory located in Campinas, Brazil. The first "cold" tests in gasification conditions allowed to conflrm the difficulties and limitations imposed by the biomass feeding system (screw type). It was almost impossible to conduct experiments when working with bagasse "in natura" and straw. However, the obtained results when bagasse pellets were used indicated acceptable reactor energy efficiencyfor an air factor in the range of 0.17 to 0.22. The obtained gas low heating value was 4 MJ/Nm3which was considered acceptable for air gasification. The higher reactor "cold" and "hot" efficiencies were 29,23% and 33.42%, respectively.They were obtained for air factors ofO.22. However, it was not possible to obtain higher efficienciesbecause the reactor operating conditions did not allow tests with higher air factors. High energy losses to the environrnent are probably the main cause for low efficiencies. Within these losses are included the non-gasified carbons which IX rernained in the reactor bed and the losses with tar and solids or particulate found in the exiting gas after the cyclone. These losses were not evaluated due to the lack of appropriated experimental equiprnent. The overall thermodynamic evaluation was done calculating the energy losses ITornthe sensible enthalpy ITornthe exiting gas which values were considered acceptable for the studied air-factor / Mestrado / Construções Rurais / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Nelson Eduardo Duran Caballero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:02:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_FranciscoAdaode_M.pdf: 3870739 bytes, checksum: 8b29280a89ca929d036f6d26922403f0 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A enorme quantidade de plásticos sintéticos, anualmente descartada, torna difícil prever um futuro da Humanidade sem uma política global para diminuir o impacto deste tipo de lixo no meio ambiente. Dessa maneira, muitos grupos de pesquisa têm buscado soluções que garantam um desenvolvimento sustentável, onde o Homem e o meio possam conviver sem causar prejuízos entre si. Com este princípio, buscamos neste trabalho o desenvolvimento de blendas biodegradáveis de polímeros naturais, com potencial para substituir alguns dos plásticos convencionais, contribuindo para o binômio produção versus preservação ambiental. Uma biomolécula natural utilizada foi a Lignina, uma macromolécula do bagaço de cana de açúcar, disponível em grande quantidade nos países tropicais como o Brasil. O outro componente da blenda, o copolímero de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) ou PHBV, é um termoplástico natural, biodegradável e biocompatível. Blendas de Lignina: PHBV foram processadas num misturador Haake, e preparadas em várias porcentagens (m/m); isto é: (20:80)%, (40:60)%, (50:50)%; (60:40)%; (80:20)% e (0:100) %, respectivamente. A porcentagem (50:50)% foi escolhida para os estudos de propriedades mecânicas por apresentar boas características de resistência, sendo processada no misturador Haake, extrusora monorosca e injetada para a confecção dos corpos de prova. Foi estudada a biodegradação das amostras, em meio líquido e sólido, por ação dos fungos Trametes versicolor e Phanerochaete chrysosporium. A caracterização da Blenda 50:50% foi feita por infravermelho com transformada de Fourier(FT-IV); Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC); Análise Dinâmico Mecânica (DMA); Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); Análise Elementar e Ressonância Magnética Nuclear de Próton (RMN- H). Através dos resultados pode-se constatar que o material obtido foi susceptível à biodegradação com Trametes versicolor e Phanerochaete chrysosporium e apresenta um bom potencial pela rigidez apresentada para utilização na área de Engenharia, especificamente na área de ciências de materiais / Abstract: The great amount of synthetic polymers discharged every year in the urban solid waste is growing fast and makes difficult to see the future without a global politics to solve this environmental problem. In this way, many groups of researchers are studying solutions that may guarantee a sustainable development, where Man and Environment can live in a good balance. With this principle, the aim of this work was the development of biodegradable blends , using two natural polymers, with potencial to substitute some of those conventional polymers, contributing to the balance Production versus Environment. In this work, we used a natural biomolecule called Lignin, a macromolecule from sugar-cane bagasse that is abundant in tropical countries like Brazil. The other component of the blend was a copolymer of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) or PHBV, a natural biodegradable polyester, from polyhydroxyalKanoates¿ family (PHAs). Blends of Lignin:PHBV were processed in a mechanical mixer and prepared in several percentages (w/w) : (20:80)%, (40:60)%, (50:50)%; (60:40)%; (80:20)% e (0:100) % , respectively. The blend corresponding to (50:50)% was chosen for the studies of mechanical properties for presenting appropriate characteristics for the study, than the other mixtures, being processed in a single screw extruder and injected to obtain ASTM (D 638) specimens for mechanical tests. The samples biodegradation was studied in liquid and solid medium, in the action of Trametes versicolor and Phanerochaete chrysosporium, a kind of fungi. The blend (50%:50%) characterization was done by Infrared spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetric (DSC), Mechanical Dynamic Analysis (DMA); Scanning Electron Microscopy (SEM), Nuclear Magnetic Resonance of Proton (H-NMR,) elementary analysis and Thermogravimetry. Through the results it may be seen that the material obtained is susceptible to biodegradation by Trametes versicolor and Phanerochaete chrysosporium, a kind of whiterot fungi, and it presents a good potential for application in the engineering field / Mestrado / Mestre em Engenharia Química