Resumo: Foram realizados ensaios experimentais para estudo da hidrodinâmica da fluidização de misturas de biomassa e material inerte. As amostras de biomassa consistiram em restos de madeira originados do corte das árvores e da preparação da madeira, de origens diferentes, sem um padrão uniforme de tamanho e forma; e o material inerte empregado para a fluidização destas foi areia de diâmetros e densidades diferentes. Os materiais foram estudados individualmente quanto ao diâmetro e à velocidade de mínima fluidização (umf). Foram fluidizadas misturas de 0,5; 1,0; 1,5; 2,6 e 5,3% em massa de biomassa. Os experimentos foram conduzidos em uma coluna cilíndrica de vidro de 15,3 cm de diâmetro e 70 cm de altura. O diâmetro característico (dp.Ø) dos dois tipos de biomassa empregados foi obtido indiretamente utilizando os dados experimentais de perda de carga da biomassa em leito fixo e aplicando a equação de Ergun. A umf da biomassa foi prevista teoricamente pelo balanço de forças no leito. Para o material inerte e para as misturas a umf foi determinada pela aplicação de métodos gráficos aos dados experimentais da fluidização destes e por modelos matemáticos de previsão da umf encontrados na literatura. Nas duas situações os modelos teóricos subestimaram os valores da umf encontrados experimentalmente. Os resultados mostraram comportamentos bem diferentes para cada amostra de biomassa. A biomassa formada por partículas mais longas e finas, com maior teor de umidade e maior densidade apresentou aumento da perda de carga com o aumento da quantidade de biomassa enquanto leito fixo e após o início da fluidização a tendência da perda de carga foi diminuir ao aumentar-se a quantidade de biomassa. Para a biomassa formada por partículas de menor comprimento e maior largura, com menor teor de umidade e menos densas, durante todo o procedimento verificou-se o aumento da perda de carga com a diminuição da quantidade de biomassa. Além disso, também foi avaliada a influência da segregação das partículas e do procedimento de fluidização e de defluidização na umf.

Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Banca: José Antonio Perrella Balestierii / Banca: Maurício Araújo Zanardi / Banca: José Adilson de Castro / Banca: Eduardo Osório / Resumo: Esse trabalho tem como objetivo estudar a utilização da biomassa em substituição parcial ao carvão mineral utilizado no processo de fabricação do ferro gusa em altoforno, assim como, a sua influência na qualidade do coque. Este estudo foi desenvolvido em quatro fases, sendo elas: 1ª FASE: Foram utilizados nas misturas de carvão a sacarose, o melaço e o carvão da casca de coco em percentuais de 5% a 75%. Os resultados de qualidade das misturas e dos coques produzidos mostram uma forte influência da biomassa na qualidade para os níveis de participação acima de 5,0%, inviabilizando a mistura desses materiais no carvão. 2ª FASE: Foram utilizados nas misturas de carvão um segundo grupo de biomassas cujo percentual variou de 2% a 6%. Os resultados de qualidade tanto das misturas quanto dos coques produzidos em escala piloto foram aceitáveis para as misturas com 2,0% de participação das biomassas. 3ª FASE: Nessa fase foi feita a avaliação do efeito da biomassa na eficiência de queima das misturas de carvão injetadas em altos fornos. Os resultados indicaram um aumento da eficiência de queima para as misturas com maior teor de matéria volátil. 4ª FASE: Foi realizada a avaliação da qualidade do coque produzido em escala industrial utilizando as misturas dos carvões minerais com as biomassas com participação de 3%, 4% e 6%. Os resultados da qualidade dos coques obtidos em escala industrial ficaram compatíveis com os resultados obtidos em escala piloto. A substituição em até 2,0% do carvão mineral por carvão de biomassa não afetou a qualidade do coque produzido nas baterias, onde em uma empresa siderúrgica do porte da CSN é possível obter uma redução de consumo de carvão mineral em torno de 50 mil toneladas por ano e conseqüentemente uma redução no custo de fabricação do ferro-gusa no alto-forno. / Abstract: This work has as purpose to study the use of biomass as partial replacement to the coal used during the process of pig iron manufactured in blast furnace. This study was developed in four phases, namely: 1st PHASE: The coal blend with sucrose, molasses, and the charcoal from coconut peel were elaborated and testes in percents from 5 to 75%. The results of quality from mixes and the coke produced show a strong influence of the biomass on the quality for the participation level higher than 5.0%, making infeasible the mix of these materials into the coal in elevate percents. 2nd PHASE: In the coal blend, a second group of biomasses was used, which percent varied from 2% to 6%; The quality results both of mixes and coke produced in pilot scale were acceptable for the addition level of 2,0%. 3rd PHASE: It was elaborated the evaluation of the biomass effect in the burn efficiency for the coal mixes injected in blast furnaces. The results indicated an efficiency increase of burn for the mixes with high content of volatile matter. 4th PHASE: The coke production was performed in industrial scale using coal blends with the biomasses with participation in up to 6.0%. The quality results of coke obtained in industrial scale were compatible with the results obtained in pilot scale. The replacement in up to 2.0% of the coal by biomass charcoal did not affect the coke quality produced on the batteries, where, in steel industry company with CSN's size, it is possible to obtain by means of coal replacement by biomass charcoal a reduction of 50 thousand tons/year in the consumption of coal and therefore, a reduction on the manufacturing cost of pig iron in the blast furnace. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-03Bitstream added on 2014-06-13T20:07:41Z : No. of bitstreams: 1 boloy_ram_me_guara.pdf: 852285 bytes, checksum: 3d68d1d5284176beefa383dfd4da2a9d (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Na atualidade, estão sendo desenvolvidas diversas tecnologia que aproveitam os recursos renováveis com a finalidade de gerar energia e diminuir emissão de poluentes ao meio ambiente. Entre essas tecnologia podemos citar a gaseificação, composta de métodos de conversão da biomassa em um gás combustível pobre. Nese caso, a biomassa deve ser gaseificada e condicionada para produzir gás de síntese que pode acionar um motor de combustão interna (MCI). A utilização do processo de gaseificação integrado a um MCI é uma opção atraente para emprego em comunidades isoladas, visto que oferece a possibilidade de obter calor por recuperação (água quente) e energia elétrica no conjunto motor/gerador de forma independente. Este trabalho tem como objetivo avaliar tecnicamente, economicamente e ecologicamente um gaseificador de biomassa tipo downdraft, integrado a um sistema de geração de energia em pequeno porte, através do desenvolvimento de um software na plataforma Delphi. O estudo permite conhecer através do balanço de energia, os parâmetros energéticos envolvidos em cada volume de controle considerado no estudo (Gaseificador, Trocador de Calor, Motor de Combustão Interna). A análise econômica considera todos os custos fixos e variáveis envolvidos para a geração de eletricidade no conjunto motor/gerador de 5 kWe acionado por gás de síntese e os investimentos capitais em cada equipamento do sistema (gaseificador, conjunto motor/gerador e trocador de calor). Os cálculos permitem determinar os custos de geração de gás de síntese, água quente e eletricidade, e também a receita anual esperada. A análise ecológica consideraos fatores de emissões obtidos pela combustão do gás de síntese no MCI. Estes fatores foram comparados considerando a combustão da gasolina, do diesel e do biodiesel, permitindo analisar se o sistema de gaseificação de biomassa integrado a um MCI é ecologicamente viável. / Nowadays, as result new systems in more efficient technological versions have beem developed for minimize pollutant emissions as wood gasification. Biomass gasification consisting of conversion methods of the biomass into poor fuel gas (syngas), in this case a syngas is used in internal combustion engine (ICE) for electrical produce. The use of biomass gasification associated into ICE makes the systems attractive for used in isolated communities because allows to independently. The aim of this work is made software to allow technical, economical and ecological studies of a owndraft gasifier integratedinto ICE. The technical study allows know alls parameters involve in which considered volume control (Gasifier, Heat Exchager, ICE). The economical study allows know eletricity cost production, syngas cost production, hot water cost production and expected annual saving considering alls fix cost involve to electrical generation in ICE. The ecological study depends on the environmental impact caused by CO2 SO2 NOx and particulate material (PM) emissions. The emissions factors obtained from syngas burn in internal combustion engines is compare to emissions factors obtained from gasoline burn, biodiesel, natural gas burn and diesel burn, allowing analyze ecological feasibility of gasifier/ice system.

O café é um produto agrícola importante sendo uma das bebidas mais consumidas no mundo todo. Os resíduos obtidos durante o seu preparo (borra) são nutricionalmente ricos contendo muitos compostos bioativos com propriedades antioxidantes e, devido a seu uso em grande escala, são produzidos em toneladas e não têm até o momento um uso nobre, sendo considerado um produto residual. Neste trabalho, realizou-se o estudo da borra residual do café (Coffea arabica L.) através da pirólise, como alternativa para utilizar a borra residual de café como biomassa, fonte renovável de energia ou matéria prima para a indústria. O bio-óleo produzido (rico em ácidos, ésteres graxos, hidrocarbonetos, fenóis, cetonas, e compostos nitrogenados) foi submetido a um fracionamento com solventes pressurizados, como forma de isolar os componentes principais e de maior valor agregado. Usou-se a cromatografia gasosa mono dimensional e bidimensional abrangente, com clara vantagem para a segunda técnica, como forma de caracterização deste material. Concluiu-se que o processo de fracionamento facilitou a identificação dos constituintes, em especial isolando os componentes graxos (ácidos e ésteres) das frações de maior interesse como hidrocarbonetos, fenóis e cetonas, indicando a possibilidade de uso deste resíduo com vistas à aplicação industrial de seus subprodutos. / Coffee is the most important agricultural product being one of the most consumed beverages in the world. The residues obtained during its preparation (coffee grounds) are nutritionally rich containing many bioactive compounds with antioxidant properties and, due to its use on a large scale, are produced in tons and do not have a noble use, being considered a waste product. The goal of this work was to study the coffee grounds (Coffea arabica L.) by pyrolysis as an alternative to using this biomass as a renewable energy source or raw material for industry. The bio - oil produced (rich in fatty acids, fatty esters, hydrocarbons, phenols, ketones and nitrogen compounds) was subjected to fractionation with pressurized solvents as a way to isolate the main and the higher value-added components. It was used mono dimensional and comprehensive two-dimensional gas chromatography, with a clear advantage for the second technique, in order to characterize this material. It was concluded that the fractionation process facilitated the identification of the constituents, in particular aftere the isolation of tge fatty compounds (acid and esters), producing fractions of greater interest as hydrocarbons, phenols, ketones, indicating the potential use of this residue with a view to industrial application byproducts.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, Instituto de Biologia, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-11-12T16:03:24Z No. of bitstreams: 1 2014_HelderAndreyRochaGomes.pdf: 1336642 bytes, checksum: fb6d409bf2cb5a16450071db8f68805a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-14T14:37:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_HelderAndreyRochaGomes.pdf: 1336642 bytes, checksum: fb6d409bf2cb5a16450071db8f68805a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-14T14:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_HelderAndreyRochaGomes.pdf: 1336642 bytes, checksum: fb6d409bf2cb5a16450071db8f68805a (MD5) / As holocelulases compreendem as enzimas que atuam na degradação dos polissacarídeos da parede celular vegetal, e apresentam várias aplicações em processos que empregam a biomassa vegetal como matéria-prima. Neste trabalho, Penicillium fellutanum foi cultivado, por 7 dias, em 6 diferentes fontes de carbono lignocelulósicas: casca de maracujá, casca do grão de soja, piolho de algodão sujo, engaço de bananeira, bagaço de cana-de-açúcar e casca de laranja. Cultivos de 15 dias nos mesmos substratos e mais uma composição de piolho de algodão, casca de soja e casca de laranja (1:1:1) foram avaliados quanto à presença de complexos pela técnica de BN-PAGE. Os extratos brutos foram pesquisados quanto às atividades de mananase, xilanase, pectinase, carboximetilcelulase (CMCase) e avicelase. O isolado de P. fellutanum demonstrou a capacidade de secretar holocelulases nas fontes de carbono avaliadas, e o perfil de enzimas secretadas foi influenciado pela fonte de carbono. Também foram detectados complexos putativos em todos os cultivos avaliados, sendo a presença de alguns deles específica em função do substrato lignocelulósico utilizado. O extrato bruto de cultivos de 5 dias em piolho-de-algodão sujo foram concentrados por ultrafiltração, e a atividade de mananase presente na fração concentrada foi parcialmente purificada por cromatografia de exclusão molecular (S100) e troca iônica (QFF) e caracterizada. Foram detectadas duas enzimas na fração semi-purificada, de tamanhos entre 45 e 66 kDa. As enzimas apresentaram atividade máxima a 55°C e 65°C, e em pH de 3,5. A atividade enzimática foi fortemente inibida pelos íons Cu2+, Ag+, Fe3+ e Hg2+, e ativada por Na+, Ca2+ e K+. A atividade enzimática não foi afetada pela maioria dos compostos fenólicos empregados, e foi fortemente ativada em presença de ácido ferúlico. Os valores de Km e Vmáx foram 1,16±0,21 mg/mL e 0,312±0,015 U.I/mL, respectivamente. Os complexos protéicos detectados serão posteriormente identificados. A atividade de mananase parcialmente purificada a partir de cultivos em piolho-de-algodão sujo demonstrou potencial para aplicação como aditivo em rações animais, em função de seu caráter ácido. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Holocellulases comprise a group of enzymes involved in degradation of plant cell wall polysaccharides, and they have several applications in processes employing plant biomass as feedstock. In this work, Penicillium fellutanum was growth during seven days in six different lignocellulosic carbon sources: passion fruit peel, soybean hull, dirty cotton gin waste, banana stalk, sugarcane bagasse and orange peel. Fifteen days cultures on the same substrates plus a composition of dirty cotton gin trash, soybean hulls and orange peel (1:1:1) were evaluated for the presence of complexes through BN-PAGE technique. Crude extracts were screened for mannanase, xylanase, pectinase, carboxymethylcellulase (CMCase) and avicelase activities. The strain of P. fellutanum was able to secrete holocellulases on evaluated carbon sources and the profile of secreted enzymes was influenced by the carbon source. Putative complexes were also detected in all cultures evaluated, and their presence was dependent on the lignocellulosic substrate used. Five days cultures on dirty cotton gin trash were concentrated by ultrafiltration, and mannanase activity present in the concentrated fraction was partially purified by size exclusion chromatography (Sephacryl S-100) and ion exchange (QFF) and characterized. Two enzymes of sizes between 45 and 66 kDa were detected in semi-purified fraction. The enzymes showed maximum activity at 55°C and 65°C and pH 3.5. The activity was strongly inhibited by Cu2+, Ag+, Fe3+ and Hg2+, and activated by Na+, Ca2+ and K+. The activity was not affected by most of the phenolic compounds employed, and interestingly was strongly activated in the presence of ferulic acid. Km and Vmax values were found to be 1.16 ± 0.21 mg / mL and 0.312 ± 0.015 IU / mL, respectively. The protein complexes detected will be subsequently identified. Partially purified mannanase activity from cotton gin waste crude extracts demonstrated potential for application as additive in animal feed, due to its acidic character.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2010-04-27T14:31:22Z No. of bitstreams: 1 2009_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 1013116 bytes, checksum: cd0b178dd24651706098cde8f08f4df6 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-30T22:19:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 1013116 bytes, checksum: cd0b178dd24651706098cde8f08f4df6 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-30T22:19:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 1013116 bytes, checksum: cd0b178dd24651706098cde8f08f4df6 (MD5) Previous issue date: 2009-02 / Na atual conjuntura energética mundial a biomassa apresenta-se como uma das poucas fontes capazes de suprir a crescente demanda frente à polêmica diminuição na oferta dos combustíveis fósseis, além das explícitas vantagens ambientais diante das alarmantes mudanças climáticas em curso no planeta. Contudo, esta fonte renovável possui características gerais que prejudicam seu uso direto como combustível. O alto teor de umidade, o baixo poder calorífico, a granulometria irregular, o baixo teor de carbono fixo associado ao alto teor de matérias voláteis, todas estas propriedades juntas tornam a biomassa um combustível heterogêneo de baixa qualidade. No intuito de padronizar e aumentar essa qualidade foram desenvolvidos diversos processos, entre eles a torrefação. A torrefação é um processo de conversão termoquímico que se caracteriza pelas temperaturas relativamente baixas (de 200C a 300C) e pelas reações essencialmente endotérmicas. Nesta faixa de temperatura a hemicelulose é o componente mais degradado. Este tratamento térmico garante a padronização e o aumento das qualidades energéticas da biomassa, mantendo em média, 90% do conteúdo energético e 70% da massa iniciais. Nesta pesquisa buscou-se avaliar os efeitos da torrefação nas principais propriedades energéticas (poder calorífico, densidade energética e análise química imediata) assim como outras propriedades que têm relação com o uso energético da biomassa (rendimento gravimétrico, densidade aparente e módulo de ruptura). Para tanto foi realizada a torrefação da madeira de Eucalyptus grandis sob três tratamentos distintos (T2 220C, T3 250C e T4 280C). As propriedades da madeira torrificada foram analisadas e comparadas com as propriedades da testemunha (T1), madeira seca a 0% de umidade, além das comparações entre os tratamentos. Os resultados indicaram mudanças estatisticamente significativas para todos os tratamentos. No entanto o T2 causou alterações pouco representativas, tornando-o mais interessante para a termorretificação da madeira. O T3 e o T4 provocaram mudanças expressivas nas características energéticas da madeira. Em função dos resultados e das condições de tratamento o T3 apresenta-se como o mais adequado para o condicionamento energético da biomassa. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / At the current energetic situation in the world biomass shows up as one of the few sources capable of supplying the growing demand up against the controversial supply reduction of fossil fuels besides the explicit environmental advantages in front of the alarming climate changes happening in the planet. However this renewable resource has general characteristics that affect its direct use as fuel. The high moisture content, the low calorific value, the heterogeneous granulometry, the low fixed carbon content associated with the high volatile material content, all these properties together make biomass an irregular fuel with low quality. In order to standardize and increase this quality several processes have been developed, among then there is torrefaction. Torrefaction is a thermochemical conversion process that stands out for the relatively low temperatures (200C to 300C) and for the endothermic reactions. At this temperature range hemicelluloses are the most degraded component of wood. This thermal treatment assures the standardization and the increase of the energetic characteristics of biomass, supporting in average 90% from the energetic and 70% from the mass initials contents. This research aimed to evaluate the effects of torrefaction at the principals energetic properties (high calorific value, energetic density and immediate chemical analysis) as well as others properties that have a relationship with the energetic use of biomass (gravimetric yield, apparent density and rupture module). In order to achieve this goal there was conducted the torrefaction of Eucalyptus grandis wood at three distinguished treatments (T2 220C, T3 250C, T4 280C). The properties of torrefied wood were analysed and compared with the witness properties (T1), dried wood at 0% of moisture content, beyond the comparisons among the treatments. The results indicated significant statistical changes for all treatments. Nevertheless T2 caused very few changes, making it more interesting for wood thermorectification. T3 and T4 have provoked expressive changes in woods energetic characteristics. Due to the results and the treatments operational conditions it can be assumed that T3 is the most efficient method for energetic conditioning of biomass.

Tese (doutorado)—Univerdidade de Brasília, Instituto de Química, 2009. / Submitted by wiliam de oliveira aguiar (wiliam@bce.unb.br) on 2011-07-01T19:14:23Z No. of bitstreams: 1 2009_GraceFerreiraGhesti.pdf: 40627230 bytes, checksum: beeda116f0157ce134d319a1995125c6 (MD5) / Rejected by Raquel Viana(tempestade_b@hotmail.com), reason: Oi, Quando o item se encontra em um formato que não dá para copiar o resumo e o Abstract devemos proceder da seguinte maneira: *Imprimir somente as páginas do resumo e do abstract; *Pedir para uma das pessoas responsáveis pela digitalização scanear e salvar como word; *Verificar se o programa não "leu" nenhuma palavra errada; *Copiar e colar nos campos. Atenciosamente, Raquel Viana on 2011-07-03T20:57:13Z (GMT) / Submitted by wiliam de oliveira aguiar (wiliam@bce.unb.br) on 2011-07-04T14:53:27Z No. of bitstreams: 1 2009_GraceFerreiraGhesti.pdf: 40611901 bytes, checksum: 2fb4636330510f2d7a20a8d3dd57c847 (MD5) / Approved for entry into archive by Elna Araújo(elna@bce.unb.br) on 2011-07-05T20:22:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_GraceFerreiraGhesti.pdf: 40611901 bytes, checksum: 2fb4636330510f2d7a20a8d3dd57c847 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-05T20:22:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_GraceFerreiraGhesti.pdf: 40611901 bytes, checksum: 2fb4636330510f2d7a20a8d3dd57c847 (MD5) / Biodiesei pode ser definido como ésteres de cadeias longas derivados de ácidos graxos, oriundos de lipídios renováveis como óleo vegetal (soja, canola, girassol, mamona, etc.) ou gordura animal. Como fonte alternativa de combustível tem se tornado bastante atrativo em relação ao diesel fóssil. As reações de transesterificação e esterificação são os métodos mais utilizados e importantes para se produzir biodiesei. Neste trabalho, as reações de óleo de soja/etanol e do ácido oléico/etanol foram utilizadas para obtenção de èsteres/glicerol e ésteres/água, respectivamente. Com a finalidade de aumentar a conversão da reação, foram estudados catalisadores de diversos tipos, dentre eles básicos, ácidos, zeoliticos e ácidos de Lewis. Devido ao fato da reação catalisada por bases exigir muitos cuidados, a reação catalisada por ácidos tem sido uma alternativa bastante promissora. Considerando-se a corrosividade dos ácidos homogêneos comuns, um dos objetivos do presente trabalho foi estudar catalisadores ácidos ambientalmente recomendáveis. Estes catalisadores apresentam vantagens além de manterem sua atividade catalítica após serem reutilizados. Vários tipos de catalisadores foram preparados, caracterizados, testados e reutilizados na reação, dentre eles, zeólitas USY na sua forma protônica e modificadas com Ce, Ba e Sr. Além disso, um novo material, (M[OS03C12H25]x-nH20)1 onde M = Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm e Gd, o qual em diferentes condições reacionais apresentou excelentes resultados (taxas de reação = 57,4 moi h"1 molcat"1 para o material de Ce). Para os materiais zeoliticos, após cada ciclo de reação, os catalisadores foram analisados e uma correlação foi estabelecida entre a atividade catalítica e a perda de acidez Um dos principais problemas encontrados no estudo ou na aplicação industrial do processo de produção de biodiesei é como medir a conversão de ésteres durante ou após a reação. Neste trabalho, uma nova equação para a quantificação e monitoramento da reação, correlacionando a espectroscopia Raman com a de RMN, e um novo método utilizando reflectância total atenuada horizontal (HATR/PLS) foram desenvolvidos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Biodiesel is defined as esters of long chain fatty acids from renewable resources such as vegetable oils (soybean, rapeseed, sunflower, castor bean, etc) or animal fat. It has been very atíractive as an alternative fuel when compare to fóssil diesel fuel. The transesterification and esterification reactions are the most important and used methods to produce biodiesel. At the present work, reactions involving soybean/ethanol and oleic acid/ethanol were used to obtain esters/glycerol and esters/water, respectively. In order to increase yield reaction, it was studied several types of catalysts, among them, basics, acids, zeolites and Lewis acids. Since reactions catalyzed by bases require much care, the reaction catalyzes by acids has presented as a very promising alternative. Considering the corrosivity of usual homogeneous acids, one of the goals of the present work was to study environmentally friend acid catalysts. As advantages, they can be separated from reagents without neutralization step, besides to keep the catalytic activity after reuses. Several types of catalysts were prepared, characterized. tested and reused on the reaction, among them, USY zeolites in the protonic form, and modified by Ce, Ba and Sr impregnation. Besides, a new material (M[OS03Ci2H25]x-yH20), as M = Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm and Gd, which at different reaction conditions, showed exceilent results (reaction taxes = 57.4 mol h~1 molcat'1 with Ce). For the zeolytic materiais, after each reaction cycle, the catalysts were analyzed and a correlation was established between catalytic activity and acidity loss. One of the main problems found on the study or in the industrial application of production process of biodiesel is how to measure the esters yield during or after the reaction On this work, a new equation to quantify and to monitor the reaction, correlating Raman and NMR spectroscopy, and a new method using horizontal attenuated total reflectance (HATR/PLS) were developed.

Tese (doutorado)–Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Química, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-10-24T13:48:11Z No. of bitstreams: 1 2011_JulianaPetrocchiRodrigues.pdf: 2835889 bytes, checksum: 675ee7621d2fefa4cee2711480bf3354 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2011-10-24T14:32:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_JulianaPetrocchiRodrigues.pdf: 2835889 bytes, checksum: 675ee7621d2fefa4cee2711480bf3354 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-24T14:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_JulianaPetrocchiRodrigues.pdf: 2835889 bytes, checksum: 675ee7621d2fefa4cee2711480bf3354 (MD5) / Neste trabalho, procurou-se estudar as atividades de diferentes catalisadores na reação de hidrocraqueamento e de hidrodesoxigenação de matrizes oleaginosas, para se verificar a influência de diferentes variáveis na composição final do produto. As reações foram realizadas com catalisadores que consistem de diferentes metais platínicos (Rh, Ru e Pt) em diversos suportes. Foram testados catalisadores magnéticos já preparados e caracterizados em estudos anteriores e, ainda, catalisadores sintetizados no laboratório, suportados em sílica e alumina. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por difração de raios X, determinação da composição química por ICP-AES, determinação de área superficial pelo método BET, quimissorção de H2 e NH3, termogravimetria e espectrometria de infravermelho. Foi estudada a influência da pressão, do suporte e da composição química de diferentes materiais graxos para a conversão em hidrocarbonetos. Os produtos foram analisados por espectroscopia de infravermelho, índice de acidez e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. O melhor catalisador avaliado foi o Pt/Al2O3, com reações realizadas a 400 ºC e 25 atm de pressão de H2. Foram produzidos hidrocarbonetos com baixos índices de acidez, indicando uma diminuição do teor de compostos oxigenados. Verificou-se que maiores pressões de H2 favorecem a formação de hidrocarbonetos e que suportes mais ácidos tornam a desoxigenação mais efetiva devido à interação metal-oxigênio. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we studied the catalytic activity of different catalysts in the hydrocracking and hydrodeoxygenation of fats and oils and to evaluate the influence of different variables in the final product. The reactions were performed with different catalysts consisting of platinum metals (Rh, Ru and Pt) supports. Indeed, Magnetic catalysts synthesized and characterized in previous works as well as new materials prepared in this work were tested under different conditions. The new materials were characterized by X-ray diffraction, chemical composition by ICP-AES, surface area by BET, chemisorption of H2 and NH3, thermogravimetry and infrared spectroscopy. It was evaluated the influence of the support, pressure, and chemical composition of different fatty materials in the conversion of fatty materials into hydrocarbons. The products were analyzed by infrared spectroscopy, acid value and gas chromatography coupled with mass spectrometry. The best esult was obtained in the presence of Pt/Al2O3, at 400 º C and 25 atm of H2. Hydrocarbons were produced with low acidity, indicating a decrease in oxygenate content. It was found that the formation of hydrocarbons are favored by higher H2 pressures and the surface acidity of the support, probably due to more effective metal-oxygen interaction.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-02-27T15:57:19Z No. of bitstreams: 1 2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-02-27T20:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-27T20:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Esse trabalho de mestrado teve o objetivo de estudar o efeito do uso de altas pressões aplicadas ao processo de carbonização de biomassa em reator de leito fixo. Foram realizados testes a pressão atmosférica para comparação. Foram processados serragem de eucalipto, casca de pinhão-manso e casa de arroz. A variação mássica foi medida e registrada ao longo do tempo de reação com o aumento da temperatura de aquecimento. Os experimentos foram realizados em um reator especialmente modificado para operar pressurizado. As modificações consistiram da adaptação de uma entrada para a resistência elétrica em cartucho como fonte de aquecimento, acoplamento de uma bóia salva-vidas que possibilitasse a flutuação do reator em um banho d’água e foi construindo um vaso com tampa para a contenção da biomassa e melhor distribuição do calor. Antes dos experimentos com cargas de biomassa foi realizado um teste de aquecimento para verificar se o reator suportaria as temperaturas propostas nos ensaios. Também foi realizado um ensaio de flutuação para que, através do Principio de Arquimedes, o equipamento flutuasse diminuindo o seu peso e tornando possível observar a variação mássica da biomassa durante o processo. As três biomassas processadas foram processadas em testes em pressão atmosférica e com taxa de aquecimento de 15 e 20ºC/min e tempo de residência de 55 minutos e três testes com serragem de eucalipto submetido a pressões de 2, 5 e 7 bar, taxa de aquecimento de 15 e 20ºC/min e tempo de residência de 95 minutos. Nos ensaios encontraram-se as médias das variações mássicas, de 300 g a 129 g, da serragem de eucalipto, 300 g a 123 g, da casca de pinhão-manso e, 300 g a 114 g, da casca de arroz, esses resultados foram em pressão atmosférica. Os experimentos realizados com serragem de eucalipto, em regimes de alta pr essão, obtiveram-se as médias das variações mássicas de 300g a 150g com pressão de 2 bar, 350g a 164,85g com pressão de 5 bar e 400g a 181,20g com pressão de 7 bar. Os rendimentos a pressão atmosférica ficaram na faixa de 38 a 43% de carvão vegetal e as carbonizações em regimes de alta pressão aumentaram o rendimento em 7% com pressão de 2 bar, de 4,1% com pressão 5 bar e de 2,3% com pressão de 7 bar. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This master research aimed to study the high pressure effect applied to biomass carbonization in a fixed bed reactor. Eucalyptus sawdust, jatropha and rice husks were processed. Mass change was measured and logged during reaction time with heating temperature increasing. Experiments were carried out in a specially modified reactor to operate with pressure. It was adapted an electrical heating system, an air container to keep the reactor up in the water, and a crucible with cover to keep the biomass sample with better heat distribution. Before starting the experiments with biomass samples a heating test was performed to check the reactor behavior at different temperatures. Also, a floating assay was done to apply the Archimedes Principle. The reactor with lower weight in water became possible to measure the mass variation during processing. The three biomass samples resulted in tests at normal pressure and 15 and 20ºC/min as a heating rate with residence time of 55 minutes. Another three tests with sawdust under pressure of 2, 5, and 7 bar, heating rate of 15 and 20ºC/min and residence time of 95 minutes. During atmospheric experiments the mass changed from 300 g to 129 g, for sawdust; from 300 g to 123 g, for jatropha rusks, and from 300 g to 114 g, for rice rusks. The experiments at higher pressures with sawdust presented the following mass changes; from 300 g to 150 g at 2 bar; from 350 g to 164,85 g at 5 bar; and from 400 g to 181,20 g at 7 bar. The charcoal yields at atmospheric pressure were in the range of 38 to 43%, and high pressure carbonization raised the yield in 7% at 2 bar; 4,1% at 5 bar; and 2,3% at 7 bar. ______________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Cette thèse de Master a eu le but d'étudier l'effet des hautes pressions appliquées au processus de carbonisation de la biomasse dans le réacteur à lit fixe. Les essais ont été effectués à la pression atmosphérique pour la comparaison. Pours les essais ont été traitées les sciures de bois d’eucalyptus, l'écorce du jatropha curcas et du riz. La variation de la masse a été mesuré et enregistré tout au long du temps de réaction avec l’augmentaion de la température de chauffage. Les expériences ont été effectuées dans un réacteur spécialement modifiés pour fonctionner sous pression du réacteur. Les modifications consistait de l'adaptation d'une entrée à la résistance électrique de la cartouche comme source de chaleur, accouplage d’une bouée de sauvetage pour permettre à la flottaison du réacteur dans un bain d'eau et pendant ce temps a été mis une casserole avec un couvercle pour contenir la biomasse et une meilleure répartition de la chaleur. Avant les expériences avec des charges de la biomasse a été effectué un essai de chauffage pour vérifier si le réacteur résistérait à des températures proposées dans les tests. Un test de flottaison a été également fait à travers le principe d'Archimède, avec l'équipement flottant tout en diminuant son poids et permettant d'observer la variation du contenu de la biomasse au cours du processus. Les trois traités de la biomasse ont été traitées dans les essais à la pression atmosphérique et avec une vitesse de chauffage de 15 et 20 º C / min et le temps de séjour de 55 minutes et trois essais avec de la sciure d’eucalyptus sous la pression de 2, 5 et 7 bar, vitesse de chauffage 15 et 20 ° C / min et le temps de séjour de 95 minutes. Dans les tests, ont été constaté les moyennes des variations de la masse de 300 g 129 g de sciure de bois d’eucalyptus, 300 g à 123 g, l'écorce de Jatropha, et 300 g à 114 g de l’écorce du riz, ces résultats ont été sous pression atmosphérique. Les expériences avec la sciure d’eucalyptus, dans les régimes à haute pression, on a obtenu les moyennes de variations de la masse de 300g à 150g avec une pression de 2 bars, l'350g 164,85 g avec une pression de 5 bars et 400g de 181,20 g à la pression 7 bar. Les résultats à la pression atmosphérique était de l'ordre de 38 à 43% de charbon de bois et les carbonisations dans les régimes à haute pression a augmenté le résultats de 7% avec une pression de 2 bar, 4,1% avec 5 bars de pression et de 2,3 % avec une pression de 7 bar.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasíla, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-08-19T14:09:40Z No. of bitstreams: 1 2013_VanduiFranciscodeSiqueiraDantas.pdf: 765695 bytes, checksum: 5c77ec1f74d29368d1a88591933debe4 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-02T15:04:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_VanduiFranciscodeSiqueiraDantas.pdf: 765695 bytes, checksum: 5c77ec1f74d29368d1a88591933debe4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-02T15:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_VanduiFranciscodeSiqueiraDantas.pdf: 765695 bytes, checksum: 5c77ec1f74d29368d1a88591933debe4 (MD5) / O Brasil por apresentar grandes dimensões cultiváveis, solos e condições climáticas adequadas afigura-se como um dos maiores fornecedores de matérias primas para a produção de bioenergia, ocupando o terceiro lugar. Dentre as biomassas disponíveis para este fim os resíduos agrícolas ocupam lugar de destaque, por ser o Brasil um grande produtor de grãos. Diante do exposto o presente trabalho teve como objetivo analisar o potencial energético dos resíduos da cultura do milho e do epicarpo do pinhão manso. Foram coletados o sabugo, a palha, as folhas e o caule cultivados em Brasília-DF na Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília do milho e o epicarpo proveniente de cinco acessos (107, 133, 169, 190 e 259) cultivados em Planaltina-DF na Embrapa Cerrados. Foram determinados a densidade básica, a densidade energética, o poder calorífico, os teores de material volátil, cinzas e carbono fixo e para os resíduos do milho a massa seca por hectare e o carbono fixado. Os resultados mostram que os quatro tipos de resíduos da cultura do milho podem ser utilizados na geração de energia. Mas dentre eles, há uma superioridade do caule e da folha, na produção de biomassa e na fixação de carbono, produzindo juntos em torno de 70% da biomassa total. No entanto quando se analisa o potencial energético por unidade de volume a palha da espiga se destaca com mais que o dobro da densidade energética do caule e da folha. Desta forma mesmo tendo um teor de cinzas maior que o caule e o sabugo a palha da espiga produz mais energia por unidade volumétrica. Comparada a cultura do pinhão manso, os resíduos da cultura do milho podem superar em 10 vezes a produção de epicarpo, no entanto a produção de energia por unidade de volume é muito semelhante aquela apresentada pelos resíduos do milho e estão na casa de 1000.000kcal/m3. O presente estudo mostra uma semelhança entre as características estudadas dos cinco acessos considerados, no entanto, pela análise pode-se observar uma superioridade do acesso 190 com maior produção de energia por unidade volumétrica, maior poder calorífico e um dos menores teores de cinzas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil is a country with great availability of arable areas, as well as adequate soil and weather conditions, standing out as the world’s third greatest bioenergy production raw material supplier. Once Brazil is a great crop producer, agricultural waste plays a major role among the available kinds of biomass. Considering the information above, the aim of this study is to analyze the energetic potential of maize culture waste, as well as that of the Barbados nut epicarp (jatropha curcas L.). For this purpose, corncob, husk, leaves, and stalk samples were collected from plants grown in Brasilia – DF (Brazil) at the University of Brasilia Experimental Farm (Fazenda Água Limpa – FAL). Barbados nut epicarp samples were collected from five entries (107, 133,169,190, and 259), cultivated in Planaltina – DF, at Embrapa Cerrados Farm. Analyses were carried out to determine amounts of basic density, energetic density, heating power, volatile matter percentage, ashes and fixed carbon; and for maize waste, the amount of dry mass per hectare and settled carbon were also analyzed. Results have shown that the four types of maize waste are suitable for energy generation. However, stalk and leaves have presented superior performance regarding biomass production and carbon settling, producing about 70% of the total biomass amount. Nevertheless, when energetic potential per volume unit is analyzed, ear husk stands out displaying more than twice the energetic density amount presented by stalk and leaves. Thus, even presenting an ash content bigger than those of stalk and corncob, maize husk produces more energy per volumetric unit. In comparison with Barbados nut culture, maize culture wastes can exceed in 10 times Barbados nut epicarp productive performance, though its energy production per volume unit is quite similar to that presented by maize wastes and is around 1,000,000 kcal/m3. The results of the study have shown some similarity among the five entries studied; however, it was possible to observe a superiority of entry 190, which showed higher energy production per volumetric unit, higher heating power, and one of the smallest ash contents registered.