Orientador: Eleni Gomes / Banca: José Geraldo Nery / Banca: Adriano Aguiar Mendes / Resumo: A produção do biodiesel por meio da transesterificação enzimática, catalisada por lipases, tem a vantagem de gerar biodiesel de melhor qualidade devido à especificidade da catálise, e ainda permite a recuperação de um glicerol mais puro que pode ter diferentes aplicações. Entretanto, o uso da catálise enzimática no processo industrial de produção do biodiesel no Brasil ainda é inviável em função do alto custo das enzimas, requerendo desenvolvimento de tecnologias que reduzam o preço de produção e de aplicação desses biocatalisadores. Com base nestes aspectos, este trabalho teve como objetivo isolar e selecionar fungos filamentosos capazes de produzir lipases com atividade de transesterificação e aplicar estas enzimas na síntese do biodiesel, avaliando ainda as influências das condições de cultivo do microrganismo na produção das lipases. Dentre as 20 linhagens de fungos isoladas, duas apresentaram capacidade de produzir lipases com atividade de transesterificação quando cultivadas por fermentação em estado sólido (FES) em meio de bagaço de cana e farelo de soja (9:1). Nas condições empregadas, a linhagem Acremonium sp. ROG 2.1.9 apresentou atividade de transesterificação com rendimento de 1,5 g de ésteres·100g -1 de óleo de soja e atividade hidrolítica de 3,8 U·mL -1 quando avaliadas pelo método titulométrico e 0,8 U·mL -1 pelo método colorimétrico. Para determinar as condições favoráveis de fermentação, vários substratos foram testados para a cultura desse fungo e produção das lipases com atividade transesterificação, e aquele que proporcionou a maior atividade, utilizando o micélio imobilizado, foi a torta de algodão (sem adição de óleo), seguida pela mistura de bagaço de cana e farelo de soja (9:1) com rendimentos de 4,7 e 4,1 g de ésteres·100g -1 de óleo, respectivamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production of biodiesel by enzymatic transesterification, catalyzed by lipase, has the advantage of produce better quality biodiesel, due to its high specificity and still allows recovery of a purer glycerol which can have several destinations. However, the use of enzymatic catalysis in an industrial production of biodiesel in Brazil is not feasible yet to the high cost of these enzymes, requiring development of technologies that reduce the cost of production and application. Based on these aspects, this study aimed to isolate and select filamentous fungi capable of producing lipase with transesterification activity and apply these enzymes in the synthesis of biodiesel, still evaluating the influences of culture conditions of the microorganism in the production of lipases. Among the 20 strains of fungi isolated, two had the ability to produce lipases with transesterification activity when grown by solid state fermentation (SSF) in the middle of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1). Under these conditions employed the strain Acremonium sp. ROG 2.1.9 showed transesterification activity with a yield of 1.5 g of 100g -1 · esters of soybean oil and hydrolytic activity of 3.8 U · mL -1 when measured by titrimetric method and 0.8 U· ml -1 by colorimetric method, respectively. To determine favorable conditions of fermentation, various substrates were tested for the culture of this fungus and production of lipases with transesterification activity, and one that yielded the highest transesterification activity, using immobilized mycelia, was cottonseed meal (without added oil), followed by mixture of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1) with yields of 4.7 and 4.1 g of esters · 100g -1 oil, respectively. Using the mixture of mycelium immobilized on sugarcane bagasse and soybean meal (9:1), were also evaluated nine solutions with different nitrogen... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A atual matriz energética mundial baseia-se fundamentalmente na utilização de combustíveis fósseis, mas por questões ambientais 9efeito estufa e as emissões de CO2) e econômicas (preço do barril), o petróleo vem sendo substituído por outras formas de energia como os pellets de madeira que possuem grande potencial para suprir as necessidades atuais de energia com menor impacto ambiental. Desta forma, este estudo objetiva comparar as principais características químicas (carbono fixo, voláteis, cinzas, extrativos, lignina e holocelulose) característica físicas (comprimento, diâmetro, densidade a granel, teor de umidade e durabilidade mecânica), característica téricas (poder calorífico superior e inferior, densidade energética e termogravimetria) e as emissões de CO e NOx, desses biocombustíveis, com os padrões de qualidade estabelecidos pelas normas nacionais e internacionais. Foram analisadas quatro procedências de pellets (um de eucalipto e três de pinus), uma amostra de serragem de eucalipto, uma amostra de casca de pinus e uma amostra de cavacos de pinus. Os pellets foram produzidos no Brasil e obtidos diretamente com os produtores em suas embalagens comerciais de venda e efetuadas análises seguindo normas padrões. A amostragem de gás foi realizada utilizando um analisador eletroquímico de gases para a determinação dos teores de monóxido de carbono, dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio presentes nos gases de combustão. Essas análises mostraram que o poder calorífico inferior dos pellets P1, pellets P3 e pellets P$, não atingiram valores mínimos exigidos na norma austríaca, que estabelce valores> 18MJ/kg e alemã que exige valores de 17,5 a 19,5 MJ/kg. Quanto ao teor de umidade, os resultados mostraram que a maioria atingiu este parâmetro de qualidade. A durabilidade mecânica dos pellets P1, pellets P3 e pellets P4 estão abaixo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The current world-wide energy model is based basically on the oil fuel use, but for environment questions (greenhouse effect and CO2 emissions) and economic ( barrel of the price), the oil comes being substituted for other forms of energy as wood pelletsthat it possess great potential to supply the current necessities of energy with lesser environment impact. In such a way, this objective study to compare the main chemistries characteristics (fixed carbonm volatile, ashes, extratives, lignin and holocellulose), physica characteristics (length, diameter , in bulk density, moisture content and mechanical durability), thermal characteristics (heating value, net heating value energy density, thermogravimetric) and the emissions CO and NOx, of this bioenergy with the standards of quality established by the national and international norms. The four analyzed samples had been wooden origin of pellets (onde eucalyptus and three of the pinus), one sample of the sawdust of the eucalyptus, one sample of the pinus bark and one sample the wood pinus chips. The wood pellets were produced in Brazil and gotten directly with the producers in commercial packings, and made analysis regarding standard rules. An electrochemical analyzer of gases... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: Jose Claudio Caraschi / Banca: José Claudio Caraschi / Banca: Claudio de Conti / Banca: Alcides Lopes Leão / Mestre

Orientador: Marco Antônio Martin Biaggioni / Banca: Luis Fernando Nicolosi Bravin / Banca: Osmar de Carvalho Bueno / Banca: João Alberto Borges de Araújo / Banca: Samir Paulo Jasper / Resumo: O Brasil, pioneiro na produção de etanol, tem no Sistema Petrobras, uma experiência de mais de 30 anos no setor de combustível alternativo desde os tempos do Proálcool. Através da distribuidora Transpetro, o país possui uma infra-estrutura de logística que abrange multimodais de transporte, terminais e vias que visam fortalecer o corredor exportador. É uma proposta brasileira à desafiante crise energética que se anuncia para o século XXI, e uma forma de independência ao petróleo. Desta forma, o presente trabalho analisou o fluxo energético considerando rotas atualmente projetadas, em construção ou operantes para o escoamento de etanol da região centro-oeste do Brasil para exportação, mais precisamente, do município de Aparecida do Taboado (MS) até o porto de São Sebastião (SP). Foram selecionadas 12 rotas para a análise contemplando a multimodalidade ou unimodalidade, ou seja, os diversos modais: rodoviário, ferroviário, hidroviário e dutoviário. A 1ª rota estudada (R1), com 988 km percorridos, foi combinada em três diferentes trechos, hidro-duto-rodoviário. A 2ª rota estudada (R2), com 1031 km percorridos, foi combinada também em três diferentes trechos, hidro-duto-ferroviário. A 3ª rota estudada (R3), com 956 km percorridos, foi combinada também em três diferentes trechos hidro-duto-dutoviário. A 4ª rota estudada (R4), com 831 km percorridos, teve um único modal combinado em dois trechos, rodo-rodoviário. A 5ª rota estudada (R5), com 874 km percorridos, foi combinada em dois diferentes trechos, rodo-ferroviário. A 6ª rota estudada (R6), com 799 km percorridos, foi combinada também em dois diferentes trechos, rodo-dutoviário. A 7ª rota estudada (R7), com 920 km percorridos, foi combinada em dois diferentes trechos, ferro-rodoviário. A 8ª rota estudada (R8), com 963 km percorridos, teve um único modal combinado em dois trechos, ferro-ferroviário... / Abstract: The Brazil, pioneer in the production of ethanol, has on the Petrobras System an experience of over 30 years in the alternative fuel industry since the days of Proálcool. Through distributor Transpetro, the country has an infrastructure that encompasses multimodal logistics transportation , terminals and routes aimed at strengthening the export corridor. It is a Brazilian proposal to challenging energy crisis announced for the XXI century, and a way to oil independence. So, this paper analyzed the energy flow considering routes currently designed, under construction or operative to transport ethanol from the Midwest region of Brazil for export, more precisely the city of Aparecida do Taboado (MS) to the port of São Sebastião (SP). The various modes have been selected, Road, rail, waterline and pipeline: 12 routes for analysis contemplating the unimodality or multimodality. The 1st route studied (R1), with 988 km traveled, was combined into three different sections, hydro - duct - highway. The 2nd route studied (R2), with 1031 km traveled, has also been combined into three different sections, hydro - duct - rail. The 3rd route studied (R3), 956 km, has also been combined into three different sections hydro - duct - duct. The 4th route studied (R4) with 831 km traveled, had a single modal combined into two sections, highway - highway. The 5th studied route (R5), with 874 km traveled, was combined in two different sections, highway and rail. The 6th route studied (R6), with 799 km traveled, was also combined in two different sections, highway and duct. The 7th route studied (R7), with 920 km traveled, was combined in two different sections, rail - highway. The 8th route studied (R8), with 963 km traveled, had a single modal combined into two sections, rail - rail. The 9th route studied (R9), with 888 km traveled, was also combined in two different parts, rail - duct. The 10th route studied (R10), 869 ... / Doutor

Orientador: Marco Antonio Martin Biaggioni / Banca: Reni Saath / Banca: Gisela Ferreira / Resumo: O crambe (Crambe abyssinica Hochst) é uma planta oleaginosa promissora para produção de biodiesel, por apresentar elevado teor de óleo em seus grãos. É uma cultura de cultivo totalmente mecanizado, de ciclo relativamente curto, e é uma ótima opção para safrinha por se tratar de uma cultura de inverno. O método de secagem de grãos pode influenciar o rendimento e a qualidade do óleo extraído dos grãos. Dessa maneira o presente trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade dos grãos e óleo de crambe submetidos a diferentes sistemas de secagem. O delineamento utilizado foi inteiramente utilizado com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em testar cinco métodos de secagem (secagem artificial com ar aquecido, secagem artificial com ar não aquecido, secagem em terreiro, secagem em campo e secagem à sombra). As análises de qualidade dos grãos realizadas foram acidez graxa, condutividade elétrica, porcentagem de grãos verdes, teor de clorofila a e b e rendimento de óleo. A extração do óleo foi realizada por prensa mecânica e para verificar a sua qualidade foram realizadas as análises de índice de iodo, viscosidade, massa específica, índice de acidez e teor de água, posteriormente foi realizado a caracterização do biodiesel. Após obtenção dos resultados, os dados foram submetidos à análise de variância, e quando significativo, as médias foram comparadas pelo teste "t" a 5% de significância. Pelos resultados obtidos, foi observado superioridade do sistema de secagem na planta na qualidade dos grãos, os métodos de secagem influenciaram o rendimento do óleo, no entanto não afetaram significativamente sua qualidade / Abstract: The crambe (Crambe abyssinica Hochst) is a promising oilseed plant for biodiesel production, by having high oil content in its grain. It is a culture of fully mechanized cultivation, relatively short cycle, and is a great choice for off-season because it is a winter crop. The method of drying grain may influence the yield and quality of the extracted oil of the grains. Thus the present study aimed to assess the quality of grain and oil crambe submitted to different drying systems. The design was fully utilized with four replications. Treatments consisted of five test drying methods (artificial drying with heated air, artificial drying with unheated air, drying yard, field drying and shade drying). The analyzes were performed grain quality fat acidity, electrical conductivity, percentage of green beans, chlorophyll a and b and oil yield. The oil extraction was performed by mechanical press and to verify the quality of the analyzes were performed iodine index, viscosity, density, acid number and water content, further characterization was performed biodiesel. After obtaining the results, the data were subjected to analysis of variance, and when significant, the means were compared by "t" test at 5% significance. From the results, it was observed superiority of the drying system in the plant on grain quality, drying methods influence the yield of oil, but did not significantly affect their quality / Mestre

Orientador: Afonso Lopes / Banca: Gilberto Hirotsugu Azevedo Koike / Banca: Newton La Scala Junior / Resumo: Biodiesel é um combustível obtido por meio da transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais, possui caráter renovável e biodegradável. Em crescente uso, faz-se necessário ampliar as matérias primas disponíveis em várias regiões e estudar o efeito destas novas fontes na maquinaria agrícola. Objetivou-se com o presente trabalho comparar biodiesel de soja com biodiesel de murumuru. Para tanto, avaliou-se desempenho operacional e opacidade da fumaça do trator agrícola. O experimento foi realizado no Departamento de Engenharia Rural, da UNESP/Jaboticabal. As proporções de mistura biodiesel/diesel foram: B0 (0% de biodiesel e 100% de diesel), B5 (5% de biodiesel e 95% de diesel), B15 (15% de biodiesel e 85% de diesel), B25 (25% de biodiesel e 75% de diesel), B50 (50% de biodiesel e 50% de diesel), B75 (75% de biodiesel e 25% de diesel) e B100 (100% de biodiesel e 0% de diesel). Os resultados evidenciaram aumento de 15,85 e 9,59% no consumo específico de combustível comparando B0 a B100 de soja e de murumuru, respectivamente. A opacidade da fumaça reduziu 26,10% e 53,54 quando se trabalhou com biodiesel de soja e murumuru, respectivamente. A opacidade de B100 de murumuru foi 19,81% menor que B100 de soja / Abstract: Biodiesel is a fuel obtained by transesterification of vegetable oils and animal fats, has renewable and biodegradable character. In growing use, it is necessary to expand the raw materials available in various regions and to study the effect of these new sources in agricultural machinery. The objective of this work was to compare soybean biodiesel and murumuru. For this, was evaluated the operational performance and smoke opacity of the tractor. The experiment was conducted at the Department of Rural Engineering, UNESP/Jaboticabal. The mixing ratios of biodiesel/diesel were B0 (0% of biodiesel and 100% of diesel), B5 (5% of biodiesel and 95% of diesel), B15 (15% of biodiesel and 85% of diesel), B25 (25% of biodiesel and 75% of diesel), B50 (50% of biodiesel and 50% of diesel), B75 (75% of biodiesel and 25% of diesel) and B100 (100% of biodiesel and 0% of diesel). The results showed an increase of 15,85% and 9,59% in specific fuel consumption compared B0 to B100 of soybean and murumuru, respectively. The opacity of the smoke decreased 26,10% and 53,54%when working with biodiesel of soybean and murumuru, respectively. The opacity of B100 of murumuru was 19.81% less than B100 of soybean / Mestre

Orientador: Marco Antonio Martin Biaggioni / Banca: Samir Paulo Jasper / Banca: Celso Fernandes Joaquim Junior / Resumo: O crambe, devido a sua riqueza em óleo vegetal é uma ótima opção para a produção de biodiesel. O armazenamento é prática fundamental para a qualidade fisiológica do grão. As embalagens utilizadas devem ajudar a diminuir a velocidade do processo de deterioração, mantendo a qualidade do grão. Diferentes combinações de práticas de manejo e condições ambientais afetam a capacidade de armazenamento de grãos em silo bolsa e sacaria, proporcionando maior preservação da matéria prima para a extração do óleo. Dessa maneira, o presente trabalho tem como objetivos avaliar a qualidade do grão e do óleo de crambe submetido a diferentes condições de armazenamento, visando à produção de biodiesel. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, fatorial triplo, com dois tipos de embalagens, três condições de ambiente e três períodos de armazenamento e com três repetições. As análises de qualidade dos grãos foram teor de água, acidez graxa, condutividade elétrica, cor e rendimento de óleo. As análises de qualidade do óleo foram: índice de iodo, viscosidade, massa específica, índice de acidez e teor de água. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de "t" à 5% de probabilidade. Os resultados apontam que a embalagem hermética resistiu às influências do armazenamento e manteve a qualidade dos grãos e do óleo, o tempo de 12 meses apresentou níveis inseguros de qualidade e o ambiente câmara climatizada apresentou evidencias de deterioração em todos os quesitos avaliativos, nas embalagens e bolsa hermética e sacaria convencional. / Abstract: The crambe, due to its richness in vegetable oil is a great option for the production of biodiesel. Storage is essential for the physiological quality of the grain practice. Packaging used should help slow the process of deterioration, maintaining grain quality. Different combinations of management practices and environmental conditions affect the ability of grain storage silo bag and sacks, providing greater preservation of raw material for the extraction of oil. Thus, this study aims to evaluate the quality of grain and crambe oil under different storage conditions, aiming at the production of biodiesel. The experimental design was completely randomized, triple factorial, with two types of packaging, three environmental conditions and three storage periods, with three replications. Analysis of grain quality were water content, fat acidity, electrical conductivity, color and oil yield. The analysis of oil quality were: iodine value, viscosity, density, acid value and water content. The results were subjected to analysis of variance and means were compared by the "t" test at 5% probability. The results show that the hermetic packaging resisted the influences of storage and kept the quality of grain and oil, the time 12 months had unsafe levels of quality and climatic chamber environment showed evidence of deterioration in all evaluative questions, packaging and bag and conventional hermetic sacks. / Mestre

Orientador: Marcos Augusto de Lima Nobre / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Daniela Russo Leite / Resumo: As blendas ternárias etanol/biodiesel/óleo de soja têm como objetivo reduzir a utilização do diesel e expandir nichos da matriz energética. No entanto, é necessária a análise da miscibilidade entre os componentes, etanol, óleo de soja e o biodiesel através da construção de um diagrama de fases ternário das blendas e a caracterização da interação entre eles para propor a melhora em suas características. O diagrama obtido apresentou uma região de imiscibilidade e outra com miscibilidade entre os componentes, característico de misturas entre dois pares miscíveis: biodiesel-etanol e biodiesel-óleo de soja e um par parcialmente miscível: etanol-óleo de soja. Os componentes das blendas contêm moléculas distintas em suas composições e em distintas frações relativas, o que permite diferentes propriedades. De particular interesse é a detecção do fenômeno de interação entre as moléculas de etanol, óleo de soja e do biodiesel. Neste sentido, as propriedades das blendas como o volume molar e parâmetros elétricos e dielétricos podem não ser regidas por simples regras de mistura, o que foi confirmado por propriedades de excesso que evidenciam interações intermoleculares, verificadas por picnometria, caracterização estrutural, elétrica e dielétrica das blendas ternárias. As técnicas de caracterização devem ser sensíveis às mudanças composicionais e ao caráter polar dos compostos presentes. A técnica de picnometria apresentou resultados que confirmam a existência de propriedades de excesso, verificadas pelos valores negativos de volume molar de excesso nas blendas. A caracterização estrutural das blendas ternárias é realizada por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho forneceu informações das ligações químicas, através de bandas de absorção de grupos funcionais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The ternary blends of ethanol/biodiesel/soybean oil aim to reduce the use of diesel and expand niches of the energy matrix. However, it is necessary to analyze the miscibility between components ethanol, soybean oil and biodiesel by constructing a phase diagram of the ternary blends and characterization of the interaction between them to propose improvements in their characteristics. The diagram obtained has a region of miscibility and miscibility with other components, characteristic of miscible blends of two pairs: biodiesel, biodiesel and ethanol, soybean oil and partially miscible pair: ethanol soybean oil. Like diesel, the components of the blends contain different molecules and their compositions in different fractions on, allowing different properties. Of particular interest is the detection of the phenomenon of interaction between molecules of ethanol, soybean oil and biodiesel. In this sense, the properties of the blends as the molar volume and electrical and dielectric parameters can not be governed by simple mixing rules, which was confirmed by excess properties that show intermolecular interactions, verified by pycnometry, structural, electrical and dielectric of ternary blends. The characterization techniques should be sensitive to compositional changes and the polar character of the compounds present. The technique picnometry presented results confirm the existence of excess properties, verified by negative values of excess molar volume in the blends. The structural characterization of ternary blends is carried out by vibrational absorption spectroscopy in the infrared region of the chemical bonds information provided through absorption bands characteristic functional groups of molecules present in the ternary blend components. The evolution of the position of absorption bands demonstrated interactions... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Arnaldo Alves Cardoso / Banca: Bernardino Ribeiro de Fiqueiredo / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Lilian Rothschild Franco de Carvalho / Banca: Maria de Fátima Andrade / Resumo: Os compostos nitrogenados reativos e o ozônio desempenham funções importantes na atmosfera, atuando na mobilização de nutrientes, na cadeia oxidativa e neutralização atmosférica. Neste trabalho foram avaliados os comportamentos dos principais compostos de nitrogênio (NH3, NO e NO2) e O3 presentes na atmosfera da região central do Estado de São Paulo. Nessa região, a produção de combustível a partir da cana-de-açúcar é a principal fonte antrópica de gases e partículas para a atmosfera. Enquanto o biocombustível apresenta balanço zero para o ciclo biogeoquímico do carbono (em termos de produção de CO2), o mesmo não acontece com o elemento nitrogênio. Neste caso há aumento da disponibilidade de nitrogênio reativo no ambiente, pois a sua mobilização ocorre pelo uso do biocombustível e principalmente nas etapas de sua produção. O processo se inicia com o plantio da cana-de-açúcar e a aplicação de nitrogênio no solo como fertilizante. O nitrogênio é então emitido para a atmosfera principalmente na forma de NOx e NH3. Esses gases também são emitidos durante a colheita, entre abril e outubro (estação seca), quando a palha da cana-de-açúcar é queimada. A análise dos resultados mostrou claramente uma variabilidade sazonal para NO, NO2 e O3, cujas concentrações na estação seca praticamente dobraram em relação à estação chuvosa (novembro a março). O aumento da concentração de NOx na estação seca foi relacionado à acidez atmosférica e à intensificação da produção de O3 observadas neste período. Já as concentrações médias de NH3 não apresentaram variação significativa comparando as estações seca e chuvosa. Contudo, os resultados indicaram duas fontes diferentes de NH3 para a atmosfera ao longo do ano: 1) queima de biomassa durante a estação seca e, 2) o uso de fertilizantes durante a estação chuvosa...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Reactive nitrogen compounds and ozone play a critical role in the atmosphere, influencing nutrient mobilization, oxidative chain and atmospheric neutralization. During this study, the behaviour of major reactive nitrogen compounds (NH3, NO and NO2) and O3 were evaluated in the atmosphere of the central region of São Paulo State. In this region, the production of fuel from sugar cane is the main anthropogenic emission source of gases and particulate matter to the atmosphere. While biofuels can offer clear environmental advantages in relation to the biogeochemical carbon cycle, this is not true for nitrogen. There is a net gain of active nitrogen to the environment because it is mobilized during biofuel use and especially during of the stages of biofuel production. The process starts at sugar cane plantation where nitrogen is applied to soil as a fertilizer. The nitrogen is then released into the atmosphere principally as NH3 and NOx (NO+NO2). Substantial emissions are released during the harvest, between May and October (dry season), when the crop is burned. The results clearly showed a seasonal trend of NO, NO2 and O3, with dry season mean concentrations almost doubling relative to the rainny season (November to March). The increase of NOx concentration during the dry season was associated with an observed increase in atmospheric acidity and O3 production. NH3, however, showed no significant variation in mean concentration seasonally. Nevertheless, the results indicated two very different NH3 sources into the atmosphere during the year; 1) biomass burning during the dry season and, 2) fertilizer application during the rainny season. The diurnal behaviour of NOx and O3 also showed a positive correlation with sugar cane production activities in the region. Maximum NOx concentrations were recorded during the night in the dry season, when sugar cane is burned. Consequently high O3 concentrations...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maurício Boscolo / Banca: Cícero Wellington Brito Bezerra / Banca: Márcia Cristina Bisinoti / Resumo: A procura por combustíveis alternativos tem se tornado atrativa para substituição do petrodiesel visando benefícios ambientais e econômicos. Seguindo essa tendência, o biodiesel, um combustível renovável e biodegradável, pode ser produzido por reação de transesterificação a partir de ácidos graxos de óleos vegetais e gorduras. Contudo, para que este tipo de reação aconteça com bom rendimento é necessário a utilização de catalisadores, que podem ser homogêneos ou heterogêneos. Neste contexto, o presente trabalho envolve a preparação por co-precipitação de hidromagnesitas (Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O) e hidrotalcitas (Mg6Al2CO3(OH) 16·4H2O) modificadas com diferentes cátions (Ca2+, Zn2+, Cu2+, Ba2+, Ag+, Ti4+ e Nb5+) empregadas como precursores de óxidos catalisadores (calcinados a 450, 600 e 800°C), e a avaliação de seus potenciais catalíticos na síntese de biodiesel etílico. Estes precursores (hidromagnesitas e hidrotalcitas) são de fácil obtenção em laboratório e tem baixo custo de produção. Os materiais precursores e os seus respectivos óxidos foram caracterizados por TGA, XRD, FTIR-ATR, BET e Acidez(adsorção de butilamina) e alcalinidade(adsorção de CO2 ). Os materiais de referência foram óxidos derivados de hidromagnesita e hidrotalcita sem modificações. A síntese de biodiesel foi conduzida a 120oC por 12 h usando 20% (m/m) de catalisador por massa de óleo de soja, e a proporção dos reagentes de 1:20 (mol/mol) de óleo de soja/etanol. Os ésteres alquílicos foram quantificados por GC-FID. A reação de transesterificação catalisada pelo óxido de referência derivado de hidromagnesita teve rendimento de 40%, enquanto que a catálise com o óxido modificado com 20% de Ca2+ alcançou 80% de conversão dos ácidos graxos, e apresentou o maior tamanho de cristalito determinado por XRD e maior relação alcalinidade/acidez. A reação catalisada com o óxido de referência derivado de... / Abstract: The search for alternative fuels has become attractive to replace of petroleum diesel aiming environmental and economic benefits. Following this trend, biodiesel, a renewable and biodegradable fuel, can be produced by transesterification reaction as from fatty acids as vegetable oil and fat. However, for this king reaction happens in good the use of catalyst is required, which can be homogeneous or heterogeneous. In this context, this work involves the preparation of co-precipitation hydromagnesites (Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O) and hydrotalcites (Mg6Al2CO3(OH) 16·4H2O) modified with different cations (Ca2+, Zn2+, Cu2+, Ba2+, Ag+, Ti4+ e Nb5+) appointed as precursors of the catalysts oxide (calcined at 450, 600 and 800°C), and evaluation of their potential catalytic in ethyl biodiesel synthesis. These precursors (hydromagnesites and hydrotalcites) are readily available in the laboratory and they have low production cost. The precursor materials and their respective oxides were characterized by TGA, XRD, FTIR-ATR, BET, acidity(butylamine adsorption) and basicity(CO2 adsorption). The reference materials were hydromagnesites and hydrotalcites unchanged derivative oxides. The biodiesel synthesis was conducted at 120oC for 12 h using 20% (m/m) catalyst to soybean oil mass, and the proportion of reactants 1:20 (mol/mol) of soybean oil/ethanol. The alkyl esters were quantified to GC-FID. The transesterification reaction catalyzed with reference oxide derivative of hydromagnesite had 40% yield while catalysis with the modified oxide with 20% Ca2+ reached 80% conversion of fatty acids, and presented the highest crystallite size determined by XRD and higher relative basicity/acidity. The reaction catalyzed with reference oxide derivative of hydrotalcite converted 12% of the fatty acids, while their modification with 20% Ca2+ reached 89% yield, beyond the higher basicity compared to other catalysts materials / Mestre

As propriedades de pellets de biomassa utilizados como combustíveis são essenciais para o desempenho em processos termoquímicos, tais como combustão, gaseificação e pirólise. Estas propriedades podem afetar aspectos relacionados ao transporte, estocagem, manuseio, conversão de energia, emissões de gases no meio ambiente, bem como variáveis a serem controladas durante o processo de pelletização, influenciando diretamente o consumo de energia e os custos para a sua produção. Este trabalho apresenta um estudo realizado em uma indústria brasileira de produção de pellets de bagaço de cana-de-açúcar para determinação das principais propriedades do produto final e das variáveis do processo de produção. O objetivo deste trabalho é caracterizar, dentro do processo de pelletização, as principais propriedades físicas, químicas e mecânicas da matéria prima e do produto final, bem como conhecer os fluxos de massa, o consumo de energia e os custos envolvidos em cada etapa do processo. Como primeira parte dos resultados, concluiu-se que as propriedades de pellets de bagaço de cana-de-açúcar analisadas, tais como diâmetro, comprimento, umidade, densidade, durabilidade, quantidade de finos, poder calorífico, elementos químicos e teor de cinzas, não estão em total conformidade com outros trabalhos científicos realizados e com normas internacionais de comercialização e de qualidade de pellets de biomassa. Em segundo lugar, pôde-se conhecer a taxa de consumo de matéria prima e de produção de pellets, o consumo de energia e os custos envolvidos em cada etapa do processo de produção como secagem, moagem e pelletização. Por fim, foi encontrada uma função matemática em que o consumo de energia e os custos de produção crescem de maneira exponencial com a variação de umidade da matéria prima. / Properties of pellets used as biomass fuels are essential to the performance of thermochemical processes, such as combustion, gasification and pyrolysis. These properties can affect aspects related to transportation, storage, handling, power conversion, emissions into the environment as well as variables to be controlled during the pelletizing process, directly influencing the energy consumption and production cost. This paper presents a study in a Brazilian industry of sugarcane bagasse pellets in order to determine the main properties of pellets and process variables. The objective of this work is to characterize within the pelletizing process the main physical, chemical and mechanical properties on the raw material and final product, as well as knowing the mass flows, energy consumption and cost involved in each step of the process and its variations. As the first part of the results, it was conclude that the properties of the sugarcane bagasse pellets analyzed as diameter, length, moisture, density, durability, amount of fine, calorific value, chemical elements and ash content are not full compliance with other scientific work and international marketing standards and quality pellets biomass. Secondly, one can know the rate of material consumption and production of pellets, energy consumption and costs for each step of the production process as drying, grinding and pelletizing. Finally, a mathematical function in which the power consumption and production costs grow exponentially with the variation of moisture of the raw material entry was found.