Made available in DSpace on 2014-06-12T15:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5620_1.pdf: 8916043 bytes, checksum: 669ed68c15dd8910790b9473691f2d57 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na ausência de um sistema imune adaptativo propriamente dito, os cnidários se valem de uma série de mecanismos bioquímicos e celulares que coletivamente compreendem sistemas da imunidade inata e são utilizados para o reconhecimento de micro-organismos, tanto parasitas quanto simbiontes. O objetivo do presente trabalho foi investigar se precursores gênicos relacionados a três polipeptídios envolvidos na resposta inata (CTL: lectina do tipo C, MBL: lectina ligante de manose e C3: componente 3 do sistema complemento) seriam expressos em Palythoa caribaeorum. Tendo como base dados moleculares descritos na literatura para os cnidários Nematostella vectensis, Pocillopora damicornis, Acropora millepora e Swiftia exserta, foram utilizadas duas estratégias metodológicas distintas para responder tal proposição: (1) síntese direta de cDNA a partir do RNAm e amplificação dos homólogos por RT-PCR e (2) construção de uma biblioteca de cDNA para propagação e resgate dos precursores completos (full length cDNAs). Ao todo, foram obtidos 11 produtos de RT-PCR (cDNAs amplificados), dos quais um se refere a um segmento similar a um domínio do receptor de imunoglobulinas das células NK (KIR), encontrado em gorilas. A presença de um domínio semelhante a KIR em P. caribaeorum sugeriria a existência de formas alternativas de imunidade antecipatória em cnidários. Tão importante quanto esse achado foi a obtenção de amplicons de CTL. Dessa forma, os níveis de expressão de transcritos de CTL foram comparados entre colônias sadias e doentes (em processo de branqueamento) de P. caribaeorum. Os resultados para o ensaio de expressão diferencial mostraram que a CTL teve uma expressão aumentada entre 63,2 e 65,5% nas colônias branqueadas, o que sugere um possível papel na resposta ao branqueamento, uma vez que essas moléculas participam do processo de reconhecimento celular. Esse resultado pode ser interpretado de duas formas: o aumento na transcrição de CTL após o branqueamento seria uma tentativa de proteção imediata contra patógenos ou estaria envolvido no recrutamento de novos simbiontes. Como um todo, o estudo de moléculas polipeptídicas da imunidade de cnidários é de importância considerável. Não somente fornece dados sobre a ancestralidade e evolução das reações imunes, mas também serve de base para uma série de aplicações de caráter científico e biotecnológico, que vão desde o monitoramento e conservação de espécies marinhas até estudos voltados ao tratamento e cura de doenças que acometem vertebrados superiores

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-05-18T11:25:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 505920 bytes, checksum: c3fb234ecbecb2ba6c5abe3ad9ea8f27 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T11:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 505920 bytes, checksum: c3fb234ecbecb2ba6c5abe3ad9ea8f27 (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / A polpa kraft é a mais utilizada para a produção de pasta branqueada. Existem muitos estudos para melhorar a capacidade de polpação da madeira e a capacidade de branqueamento com base na química da madeira, na modificação do processo e na utilização de aditivos, por exemplo. Por outro lado, ainda há oportunidades para melhorar a base do processo em seu melhor controle, uma vez que muitas fábricas de celulose não prestam atenção em alguns parâmetros de processos importantes, tais como o álcali efetivo residual (AER), que apresentam uma variação considerável entre fábricas de celulose e em muitos casos dentro de uma única fábrica de celulose . Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da AER no rendimento de polpação, bem como a capacidade de branqueamento e resistência da polpa. Foi investigada o AER nas concentrações de 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 e 14g / L para a produção de polpa de eucalipto no número kappa 17 +- 0,5. A pasta foi branqueada pela sequência OD* (EP) D visando alvura de 90% ISO. Os principais resultados foram: (1) com menor AER maior o rendimento de polpação; (2) com menor AER maior o teor de hemicelulose da polpa; (3) apesar da variação do conteúdo químico da polpa, a branqueabilidade não foi afetada pela variação do AER; e (4) apesar dos menores valores de AER produzirem polpas de melhores refinabilidade, as propriedades de resistência mecânica das mesmas não apresentou clara tendência frente a variação do AER. / The kraft process pulp is most used for producing bleached pulp. There are many studies for improving the wood pulpability and bleachability based on wood chemistry, process modification, and use of additives for example. On the other hand, there is still opportunities for improving the process base on its better control, since many pulp mills does not pay attention in some important processes parameters such as residual effective alkali (REA) which present a considerable range variation among pulp mills and even inside a unique pulp mill in many cases. In this way, this paper aimed to evaluate the impact of the REA in the pulping yield, as well as pulp bleachability and strength. It was investigated the REA in the concentrations of 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14g/L for producing eucalypt pulp at kappa number 17. The pulp was bleached by the sequence OD*(EP)D aiming 90% ISO brightness. The main finding were: (1) as lower the REA as higher the pulping yield; (2) as lower the REA as higher the pulp hemicellulose content; (3) in spite of the pulp chemical content variation, the bleachability was not impaired by the REA variation; and (4) on the other hand the pulp strength was positively impaired by the higher hemicellulose content in the pulps.

Orientadores: Jose Vicente Hallak D'Angelo, Roger Josef Zem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_AlexandreAugustode_M.pdf: 1431250 bytes, checksum: 071f09bc36a20d1058f5dcaef7eb20e6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Na indústria de papel e celulose há uma grande preocupação sobre o consumo crescente de água fresca e também quanto ao volume de efluentes a serem tratados, pois estão estritamente ligados às limitações de expansões do processo, devido a restrições ambientais e capacidade da planta. O objetivo principal deste trabalho é estudar a viabilidade técnica de se usar o efluente gerado nas máquinas de papel, água branca, nas prensas de lavagem do branqueamento, visando uma redução no consumo de água fresca nestes equipamentos. Foi realizado um estudo de caso do processo de produção da Ripasa S.A. Celulose e Papel, uma indústria de papel e celulose localizada em Limeira (Estado de São Paulo). Nesse processo é gerada uma taxa de cerca de 700 m3/h de água branca e devido às propriedades físico-químicas deste efluente, especialmente seu conteúdo de matéria orgânica e sua alta dureza, não é possível a reutilização total dessa água na etapa de branqueamento sem causar problemas operacionais como incrustações em tubos e entupimento das telas. Assim, neste trabalho, um balanço de massa na unidade de branqueamento da Ripasa foi desenvolvido em uma planilha eletrônica, para avaliar a possibilidade de reduzir o consumo de água fresca usando-se uma fração do volume da água branca para a lavagem da polpa nessa etapa do processo. Para tanto algumas propriedades físico-químicas da corrente de água branca e de outras correntes do processo de branqueamento foram determinadas, tendo-se como a mais importante a análise de matéria orgânica. As concentrações máximas de alguns elementos não processáveis (NPE) como Si, Ca, Mn e Fe também foram determinados para estabelecer alguns parâmetros para permitir essa integração de processo, considerando-as como restrições operacionais. Os resultados obtidos mostraram que é possível reduzir aproximadamente 13% do consumo de água fresca, tendose como principais restrições a concentração de matéria orgânica seguida da concentração de Ca presentes na água branca. É importante dizer que esta integração de processo não só contribui para a redução no consumo de água fresca, mas também para a redução do volume dos efluentes gerados no processo / Abstract: In pulp and paper mills there is a great concern about the increasing consumption of fresh water and also the great volume of effluents that need to be treated, since they are represent limitations to new process expansions, due to environment restrictions and plant capacity. The aim of this work is to study the technical viability of using the effluent stream generated in the paper machines, called white water, in the washing presses of bleaching stages, seeking for a reduction in the consumption of fresh water in these equipments. A case study was performed, using industrial data of a real pulp and paper mil!. In its process, white water is produced at a rate of about 700 m3/h and the physical-chemical properties of this effluent, mainly its organic material content and hardness, do not allow its complete reuse in the bleaching process, without causing operational problems like fouling in tubes and clogging in the screens. So, in this work, a material balance of the bleaching unit was developed in an electronic spreadsheet in order to evaluate the possibility to reduce the consumption of fresh water in the washing presses, using a portion of the white water effluent stream. To accomplish the objective proposed, some physical-chemical properties of white water stream and other process streams were determined experimentally, and the most important one is organic material analysis. The maximum concentration of some non-process elements like Si, Ca, Mn and Fe that could accumulate in the process were also determined in order to establish some parameters to perform process integration, considering these concentrations as operational restrictions. The results obtained have shown that it is possible to reduce approximately 13% of fresh water consumption and the main restrictions to this reduction is organic material content and concentration of Ca in white water stream. It is also important to say that this process integration not only contributes to reduce fresh water consumption but also helps to reduce the volume of effluents generated in the process / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Este trabalho teve como objetivo estudar o desempenho das madeiras de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Acacia mearnsii para a produção de celulose kraft pelos processos convencional e Lo-Solids® e avaliar a influência de dois níveis de deslignificação no desempenho dos processos de polpação e branqueamento e nas propriedades das polpas branqueadas. Amostras de cavacos de ambas as espécies, com 6 anos de idade, foram analisadas quanto a densidade básica, composição química e morfologia das fibras. Após isso, os materiais foram submetidos a polpação kraft pelos processos convencional e Lo-Solids®, objetivando a obtenção de polpa celulósica com dois níveis de deslignificação para cada amostra em cada processo: números kappa de 18 e 15. As polpas celulósicas foram branqueadas na sequência Pré-O2 A/D Eop D P, visando alvura final de 89,5 ± 0,5% ISO, e tiveram suas características físico-mecânicas e morfológicas avaliadas. Os resultados mostram que a madeira de A. mearnsii é mais densa, possui menor proporção de lignina e maior teor de extrativos totais que a madeira de E. grandis x E. urophylla. As fibras da madeira de eucalipto possuem maior comprimento, largura e diâmetro do lúmen, além de menor espessura de parede. No processo de polpação, a madeira de A. mearnsii é aquela que demanda maior carga alcalina e fator H para atingir determinado grau de deslignificação, apresentando maior consumo alcalino. Apesar disso, essa espécie é a que resulta em maiores rendimentos. A comparação entre os processos de polpação mostra que o Lo-Solids® demanda menor carga alcalina e fator H que o processo convencional, resultando em menor consumo alcalino, maiores rendimentos e polpas com maior viscosidade e menor teor de ácidos hexenurônicos. Porém, a pré-deslignificação com oxigênio é mais eficiente para polpas do processo convencional. Já o consumo de reagentes no processo de branqueamento é maior em polpas de acácia e naquelas com menor grau de deslignificação. As polpas branqueadas de A. mearnsii e do processo Lo-Solids® demandam menor energia de refino, apresentam características físico-mecânicas superiores, maior população fibrosa e menor área ocupada por vasos se comparadas às polpas de E. grandis x E. urophylla e do processo convencional, respectivamente. / The objective of this work was to evaluate the performance of the woods of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Acacia mearnsii for the kraft pulp production on conventional and Lo-Solids® processes and to verify the impact of two delignification levels on the bleaching process and on the characteristics of bleached pulps. Samples of wood chips of both species, with 6 years-old, had their basic density, chemical composition and fibers morphology evaluated. After that, the materials were submitted to kraft pulping on conventional and Lo-Solids® processes, with the objective of achieve two delignification levels for each sample on each process: kappa numbers 18 and 15. The pulps were bleached on Pre-O2 A/D Eop D P sequence to 89,5 ± 0,5% ISO final brightness and had their physical-mechanical and morphological characteristics evaluated. The results shows that the wood of Acacia mearnsii is denser, presents lower proportion of lignin and higher content of extractives than the wood of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. The fibers of eucalyptus wood have higher length, width, thickness and lumen diameter, and lower wall thickness than acacias fibers. On the pulping process the wood of Acacia mearnsii demands higher alkali charge and H Factor to achieve some delignification degree, presenting higher alkali consumption. Nevertheless, this species presents the highest yields. The comparison between the pulping processes shows that the Lo-Solids® demands lower alkaline charge and H Factor than the conventional process, which results in lower alkaline consumption, higher yields and pulps with better viscosity and lower hexenuronic acids content. However, the oxygen delignification is more efficient for pulps from conventional process. The reagents consumption through the bleaching is higher on Acacias pulps and pulps with lower initial delignification degree. The bleached pulps of Acacia mearnsii and pulps from Lo-Solids® process demand lower refining energy to achieve the same drainability, presents better physical-mechanical characteristics, higher fiber population and lower area occupied for vessels than Eucalyptus pulps and pulps from conventional process, respectively.

Este trabalho teve como objetivo verificar a influência da produtividade e da idade sobre a qualidade da madeira proveniente de clone híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla para produção de polpa celulósica braqueada. Utilizou-se madeira de um único clone proveniente de áreas com elevada produtividade, média de 33 m3 ha-1 ano-1, onde os solos eram argilosos e de áreas com baixa produtividade, média de 17 m3 ha-1 ano-1, sendo estes solos arenosos. Nos dois tipos de solos foram avaliadas árvores com idades de 4, 5, 6 e 7 anos, proveniente de povoamentos florestais do estado do Pará - Brasil. Para cada amostra foram utilizadas 10 árvores com diâmetros médio do povoamento. Os materiais foram avaliados com relação a densidade básica, composição química e desempenho frente ao processo kraft de polpação. Os cozimentos foram realizados a 166°C com 60 min de aquecimento, 85 min de cozimento e carga de álcali variável de acordo com a necessidade de cada material para obtenção de kappa 18±0,5. Os resultados obtidos mostraram que a densidade básica da madeira aumentou em função da idade, variando de 0,510 a 604 g cm-3 com 4 e 7 anos, respectivamente;essa maior densidade em idades mais elevadas é explicada pela maior proporção de madeira adulta, em relação a madeira juvenil. A quantidade de extrativos totais também aumentou em função da idade variando de 4,9 a 5,7% com 4 e 7 anos, respectivamente. A quantidade de lignina não apresentou diferença significativa e variou entre 29,26 e 29,72%. As amostras provenientes de solos argilosos apresentaram maior rendimento depurado (50 a 52%), e requereram menor carga de álcali (21 a 24,5% de álcali ativo) para o mesmo nível de deslignificação (kappa 18±0,5); para as amostras de solos arenosos a carga de álcali foi de 21,5 a 25% e rendimento de 48 a 51%. As polpas celulósicas oriundas de materias de solos argilosos apresentaram menor quantidade de ácidos hexenurônicos e maior viscosidade, além de apresentarem melhores propriedades físico-mecânicas, como volume específico, resistência ao ar, índices de tração, rasgo e estouro. As madeiras provenientes de área com elevada produtividade apresentaram melhor qualidade para produção de polpa celulósica em relação a área de baixa produtividade. / This study aimed to determine the influence of productivity and age on wood quality from hybrid clones of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla for bleached pulp production. The material considered were collected in areas with high productivity, an average of 33 m3 ha-1 year-1, clay soils and low-productive areas, an average of 17 m3 ha-1 year-1, sandy soils. In both types of soils, we evaluated trees aged 4, 5, 6 and 7 years, from forest stands from the state of Pará Brazil. For each sample were used 10 average trees (diameter). Materials were evaluated for chemical composition, basic density and performance in relation to the kraft pulping process. The cooking was performed at 166°C with 60 min heating, 85 min cooking and alkali charge varying according to the needs of each material to obtain kappa number of 18±0.5. Results showed that the basic density of wood increases with age, ranging from 0.510 to 604 g cm-3 with 4 and 7 years, respectively. This increased density in older ages is possibly explained by the higher proportion of mature wood, in relation to juvenile wood. The total amount of extractives also increased with age varying from 4.9 to 5.7% with 4 and 7 years, respectively. The amount of lignin was not significantly different ranging from 29.26 to 29.72%. Samples from clay soils had a higher yield of pulp (50 to 52%), and required lower alkali charge (21 to 24.5% active alkali) to the same level of delignification (kappa number 18±0.5); for samples from sandy soil alkali charge was 21.5 to 25% and yield of 48 to 51%. Pulp from material derived from clay soils had less hexenuronic acid and higher viscosity, which is justified by the lower alkali applied. In addition, also presented better physical and mechanical propert ies such as specific volume, air resistance, tensile, tear and burst index. Wood from an area of high productivity showed better quality for pulp production over an area of low productivity, for consuming a smaller amount of chemical charge to the same kappa number, higher pulp yield, pulp with higher viscosity and better physical and mechanical properties.

Alguns dos chamados processos oxidativos avançados (POA) foram aplicados após um processo biológico anaeróbio no tratamento de efluentes do processo industrial de branqueamento da polpa celulósica, visando a aumentar a biodegradabilidade desses efluentes e remover compostos tóxicos, de modo a permitir que um posterior tratamento biológico possa ser mais eficiente e atender às regulamentações ambientais. Para que esse objetivo fosse alcançado, as seguintes etapas de tratamento foram realizadas: processo biológico realizado em reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), visando à redução inicial da carga orgânica do efluente, seguido de aplicação de um dos POA: 'O IND.3', 'O IND.3'/'H IND.2'O IND.2', 'O IND.3'/UV, UV, 'H IND.2'O IND.2', 'H IND.2'O IND.2'/UV e 'O IND.3'/'H IND.2'O IND.2'/UV, visando a aumentar a biodegradabilidade dos compostos recalcitrantes encontrados no efluente do primeiro tratamento biológico e diminuir a toxicidade. No tratamento biológico, a biomassa anaeróbia se adaptou facilmente à água residuária. Dessa forma, o reator atingiu a estabilidade e apresentou eficiências de remoção de DQO e AOX adequadas para esta etapa da pesquisa (média de 50%), satisfazendo o objetivo de promover uma redução inicial da matéria orgânica de fácil degradação presente nessa água residuária. Com relação aos POA, foi concluído que todos os processos testados provocaram modificações na biodegradabilidade do efluente do RAHLF. O processo 'O IND.3'/UV, realizado em meio neutro, foi considerado o mais eficiente, provocando um aumento de biodegradabilidade de 160%, após 45 minutos de oxidação com uma concentração de ozônio de 1155 mg/L. Através da análise de AOX, observaram-se também degradações médias dos compostos organoclorados maiores que 95% para todos os processos testados. Os resultados gerais mostram a importância e a vantagem de se utilizar um POA como complemento de um tratamento biológico para efluentes de baixa biodegradabilidade, provocada pela presença de compostos recalcitrantes e tóxicos. / Some advanced oxidation processes (AOP) were applied after an anaerobic process for the treatment of bleaching effluents from a kraft pulp mill, aiming the increase of the effluent biodegradability and the removal of toxic compounds, in a way that a further biological treatment could be more efficient to attain the environmental regulations. A horizontal anaerobic imobilizaded sludge reactor (HAIS) was used as the anaerobic treatment in order to reduce the effluent initial organic load. The AOP used were 'O IND.3', 'O IND.3'/'H IND.2'O IND.2', 'O IND.3'/UV, UV, 'H IND.2'O IND.2', 'H IND.2'O IND.2'/UV and 'O IND.3'/'H IND.2'O IND.2'/UV. These AOP were not applied only to promote a further degradation of the remaining COD from the HAIS reactor, but in order to increase the effluent biodegradability and eliminate AOX or other toxic compounds from this effluent. In this way, the AOP would provide an effluent with characteristics to be easily treated by a further and final biological process. In the biological process, the anaerobic biomass was fast adapted to the wastewater. The HAIS reactor reached the stability and had efficiency in COD and AOX removals of approximately 50%, satisfying the aim of promoting an initial reduction in the easy-to-degrade organic matter presented in the bleaching effluents. All the tested AOP promoted modifications in de HAIS effluent biodegradability. The 'O IND.3'/UV at pH 8 was the more efficient process, achieving an increase of 160% on the biodegradability of the HAIS effluent after 45 minutes of oxidation and an ozone concentration of 1155 mg/L. By the AOX analyses, it was observed average degradations of the organochlorine compounds higher than 95% for all the AOP tested. The general results show the importance and the advantage of using an AOP as a complement of a biological treatment process for the degradation of effluents with low biodegradability, due to the presence of recalcitrant and toxic compounds.

O presente estudo analisou a influência de clones do híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com densidades básicas e cargas de álcali ativo diferentes, no processo de polpação e branqueamento. As características e propriedades das polpas não-branqueadas, licor preto residual, branqueamento, morfologia e propriedades físico-mecânicas das polpas branqueadas foram analisadas para avaliar os efeitos dos fatores clone e carga de álcali ativo. As polpações foram realizadas aplicando-se cargas de álcali ativo de 12,5%, 13,5% e 14,5%. Em seguida, as polpas não-branqueadas foram submetidas a uma pré-deslignificação com oxigênio e branqueadas através da seqüência D0EOPD1. As polpas branqueadas foram refinadas em moinho PFI e analisadas quanto às resistências físico-mecânicas. Os resultados obtidos indicam que a madeira do clone G-31 apresentou menor densidade básica e teor de holocelulose, e maiores teores de extrativos totais e lignina Klason comparativamente à madeira do clone C-41. Os clones mostraram rendimentos bruto e depurado semelhantes. O clone G-31 produziu polpa com menor número kappa na menor carga alcalina e polpa com maior número kappa na maior carga alcalina revelando uma importante interação significativa clone x álcali ativo. Os fatores álcali ativo, clone e interação clone x álcali ativo tiveram influências nos parâmetros avaliados na polpação. Os licores residuais dos clones apresentaram valores semelhantes de pH, teor de sólidos solúveis, densidade e álcalis residuais. O clone G-31 consumiu mais álcali ativo residual. O fator que exerceu maior influência nestes parâmetros foi a carga de álcali ativo. O branqueamento mostrou para o clone G-31 maior eficiência na prédeslignificação com oxigênio e menor número kappa. A viscosidade intrínseca da celulose branqueada e a alvura foram mais elevadas para o clone C-41. O aumento da carga alcalina reduziu ligeiramente a alvura do clone G-31 e elevou a alvura do clone C-41. Os fatores álcali ativo, clone e interação clone x álcali ativo tiveram influências nos parâmetros avaliados no branqueamento. A fibra da polpa branqueada do clone G-31 apresentou, significativamente, maiores comprimento, espessura da parede, índice de enfeltramento, fração parede e índice de Runkel; e menores diâmetro do lume, coeficiente de flexibilidade e "coarseness". O menor valor de "coarseness" mostrou fibras mais leves na polpa do clone G-31. O fator clone exerceu a maior influência nas propriedades físicas e mecânicas da polpa branqueada. A polpa branqueada do clone G-31 apresentou, significativamente, menor número de revoluções no moinho PFI para atingir o índice de tração de 70 N.m/g, baixo grau Schopper Riegler para atingir este nível de tração e gerou folhas com valores mais elevados de volume específico e opacidade. Estas características e propriedades permitiram concluir que a polpa do clone G-31 foi a mais atrativa e indicada para a fabricação de papéis de imprimir e escrever. A polpa branqueada do clone C-41 apresentou valores mais elevados de volume específico aparente e ascensão capilar Klemm quando analisadas sem refino. Estas propriedades foram mais evidentes nas cargas alcalinas mais elevadas. A polpa do clone C-41 mostrou características mais favoráveis para a fabricação de papéis para fins sanitários. / The present study has analyzed the influences of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrid clones with different specific gravity and active alkali charges in the bleaching and pulping process. The characteristics and properties of unbleached pulp, residual black liquor, bleaching, bleached fiber morphology and bleached pulp physical-mechanical properties were analyzed to evaluate the effects of the active alkali charge and clone factors. The pulping were realized applying active alkali charges of 12,5%, 13,5% and 14,5%. Then, the unbleached pulps were submitted to an oxygen delignification and bleached with the sequence D0EOPD1. The bleached pulps were refined using PFI mill and the physical-mechanical properties were analyzed. The results showed that G-31 wood clone presented lower specific gravity and holocellulose content and higher total extractives and Klason lignin contents when compared to C-41 wood clone. Both of them showed similar pulp yield total and screening. The G-31 clone produced pulp with lower kappa number in the lowest alkaline charge and pulp with higher kappa number in the highest alkaline charge showing an important significant interaction between clone and active alkali. The factors active alkali, clone and clone x active alkali interaction influenced in the evaluated parameters in the pulping. The clones residual black liquor showed similar values of pH, soluble solids content, density and residual alkalis. The G-31 clone consumed more residual active alkali. The factor that exerted the highest influence in these parameters was the active alkali charge. The bleaching showed that the G-31 clone has higher efficiency in the oxygen delignification and lower kappa number. The bleached pulp viscosity and brightness were higher for C-41 clone. The increase in the alkaline charge reduced slightly the G-31 clone brightness and elevated the C-41 clone brightness. The factors active alkali, clone and clone x active alkali interaction influenced in the bleaching parameters evaluated. The fiber of the G-31 bleached pulp showed, significantly, higher length, wall thickness, felting index, wall ratio and Runkel index, and lower lumen diameter, flexibility coefficient and coarseness. The lowest value of coarseness showed lighter fibers in the G-31 pulp. The factor clone exerted the highest influence in the physical and mechanical properties of the bleached pulp. The G-31 bleached pulp showed, significantly, lowest revolutions number in the PFI mill to reach tensile index of 70 N.m/g, low Schopper Riegler degree to reach this tensile index and generated sheets with higher values to bulk and opacity. These characteristics and properties allow to conclude that G-31 pulp was the most attractive and indicated to produce printing and writing papers. The bleached pulp of C-41 clone showed higher values of bulk and capillarity Klemm when analyzed without refining. These properties were more evident in the highest alkaline charges. The C-41 pulp showed characteristics more favorable to the production of tissue papers.

A proposta desta pesquisa foi avaliar a aplicação do processo oxidativo avançado (POA), peróxido de hidrogênio (\'H IND.2\'O IND.2\') e radiação ultravioleta (UV), como pós-tratamento de um reator anaeróbio utilizado para tratar efluentes de branqueamento de indústrias de celulose kraft. O principal objetivo do pós-tratamento químico foi aumentar a biodegradabilidade e a remoção de compostos recalcitrantes nos efluentes. O tratamento biológico foi realizado por meio de reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), em escala de bancada, seguido pelo tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV dos efluentes. As doses do agente oxidante variaram de 50 a 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e as aplicações de energia pela lâmpada de radiação ultravioleta foram variadas, principalmente, de 3,8 a 15,0 kWh por \'M POT.3\' de efluente tratado. Desta forma, amostras de efluentes foram coletadas de duas indústrias brasileiras de celulose kraft branqueada, originando respectivamente duas fases experimentais. Na primeira fase, o RAHLF apresentou boa estabilidade de operação, obtendo adequadas eficiências de remoção de DQO (61 ± 3%), COT (69 ± 9%), \'DBO IND.5\' (90 ± 5%) e AOX (55 ± 14%). Todavia, não ocorreu boa remoção dos compostos de absorbância na \'UV IND.254\'. Além disso, houve aumento de constituintes da lignina do afluente para o efluente do RAHLF. Por sua vez, o pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV no efluente anaeróbio proporcionou eficiência de remoção variada nos parâmetros DQO (0 a 11%), \'UV IND.254\' (16 a 35%), lignina (0 a 29%) e AOX (23 a 54%). Em relação a melhoria da biodegradabilidade, todas as dosagens de \'H IND.2\'O IND.2\' estudadas promoveram aumento na relação \'DBO IND.5\'/DQO. Para uma relação \'DBO IND.5\'/DQO média inicial igual a 0,09, correspondente ao efluente do RAHLF, o maior aumento obtido foi de 131% aplicando 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e 7,5 kWh/\'M POT.3\'. O tratamento conjugado biológico e químico foi necessário para atingir ao padrão europeu de emissão de AOX (< 0,4 kg AOX por tonelada de polpa de celulose seca produzida). Na segunda fase, o RAHLF apresentou alguns problemas operacionais, tais como entupimento nas conexões e quebras do reator de vidro, pelo possível aumento da carga orgânica volumétrica aplicada presente nos efluentes coletados na segunda indústria de celulose. O pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV mostrou menor desempenho nessa fase experimental, o que pode ser explicado também pelo maior teor de matéria orgânica residual, lignina, alcalinidade e íons cloretos ainda remanescentes nos efluentes tratados biologicamente. Visando complementar os estudos, testes em reatores aeróbios nos efluentes do RAHLF, tratados e não tratados pelos processos \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, foram avaliados. Os resultados demonstraram que os melhores resultados (menor tempo de aeração necessário para atingir a mesma concentração dos parâmetros avaliados) foram alcançados pelos reatores que receberam efluentes previamente tratados pelo POA. Uma avaliação simplificada do custo operacional associado com a aplicação do tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, em escala plena, indicou um custo de R$ 1,87 por \'M POT.3\' de efluente tratado. / The purpose of this research was to assess the application of the advanced oxidation processes (AOP), hydrogen peroxide (\'H IND.2\'O IND.2\') and ultraviolet radiation (UV), as post-treatment for an anaerobic reactor used to treat bleaching effluents from kraft pulp mills. The main objective of the chemical post-treatment was to increase the biodegradability and remove recalcitrant compounds from the wastewater. The biological treatment was performed in a fixed bed anaerobic horizontal reactor (FBAHR), in bench scale, followed by \'H IND.2\'O IND.2\'/UV treatment of the effluents. The oxidizer dosage varied from 50 to 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L while the energy applied by the UV lamp ranged, mainly, from 3.8 to 15.0 kWh per \'M POT.3\' of treated effluent. This way, wastewater samples were collected from two brazilian bleached kraft pulp mills thus the results were reported as two different experimental phases. In the first phase the FBAHR showed good operational stability and reached the expected removal efficiencies for COD (61 ± 3%), TOC (69 ± 9%), \'BOD IND.5\' (90 ± 5%) and AOX (55 ± 14%). However, the anaerobic treatment did not provide good removal of compounds indicated by \'UV IND.254\' absorbency. Furthermore, there was an increase of lignin from the affluent to effluent of the FBAHR. In its turn the \'H IND.2\'O IND.2\'/UV post-treatment provided a wide range of removal depending upon the dosage: COD (0 to 11%), \'UV IND.254\' (16 to 35%), lignin (0 to 29%) and AOX (23 to 54%). Regarding to the improvement in biodegradability, all dosages of \'H IND.2\'O IND.2\' applied in this work promoted an increase in the \'BOD IND.5\'/COD ratio. For an average initial \'BOD IND.5\'/COD ratio equal to 0.09, which corresponds to the FBAHR effluent, the greatest increase was 131% with 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L and 7.5 kWh/\'M POT.3\'. It was necessary to couple the anaerobic and the oxidative treatment to reach the current European allowable AOX emission load (< 0.4 kg AOX per ton of produced dried cellulose pulp). During the second phase of the experiments, the FBAHR had operational problems as plugging of the tubes and cracking of the reactor wall that may be partially attributed to the higher organic load applied, as the effluents from the second mill were stronger. The AOP post-treatment also had lower performance during this experimental phase, which may be explained by the higher concentration of the organic matter, lignin, alkalinity and chloride ions, still present in the biologically treated effluents. To complete the experiments samples from effluents of the FBAHR and AOP process were submitted to aerobic assays. By tests done in aerobic reactors in the FBAHR effluents, treated and non-treated by the processes \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, it was verified that the best results, shorter aeration time requirement to reach the same concentration of the evaluated parameters, were obtained from reactors that received previously treated by AOP effluents. A simplified evaluation of the operational cost associated with the use of the tested AOP, in full scale, indicated a cost of R$ 1.87 per \'M POT.3\' of treated effluent.

O impacto da oxidação com ozônio na transformação de compostos orgânicos de elevada massa molar (HMW) para o aumento da biodegradabilidade dos efluentes da indústria de celulose e papel foi investigado sob diferentes doses de ozônio. Os experimentos foram realizados utilizando-se os efluentes primário e de extração alcalina de duas indústrias de celulose sob dois valores iniciais de pH (12 e 7). Utilizou-se um reator em escala de laboratório equipado com um difusor de bolhas finas para a aplicação do ozônio. Os resultados revelaram o potencial da aplicação de ozônio como uma etapa de tratamento anterior ao processo biológico convencional. Para o efluente primário, a aplicação de 0,70 mg\'O IND.3\'/mL efluente elevou a razão DBO5/DQO de 0,18 para 0,35 e foi alcançada uma remoção de cor na ordem de 87%. Para o efluente de extração alcalina da indústria Howe Sound, a razão DBO5/DQO foi elevada de 0,07 para 0,15 (pH inicial 12) e para 0,20 (pH inicial 7) e obteve-se uma remoção de cor por volta de 44% com a aplicação de 0,80 mg\'O IND.3\'/mL efluente. Para o efluente de extração alcalina da indústria Catalyst Paper, obteve-se uma remoção de cor por volta de 78% e a razão DBO5/DQO foi elevada de 0,07 para 0,16 após a aplicação de uma dose de ozônio de 0,80 mg\'O IND.3\'/mL efluente. Essas modificações foram alcançadas por uma redução nas frações de elevada massa molar durante a aplicação de ozônio. Para o efluente primário, observou-se uma elevada redução da faixa de maior massa molecular ( > 2kDa) após a aplicação de 0,72 mg\'O IND.3\'/mL efluente. Alcançaram-se 85% e 61% de remoção da faixa superior a 5 kDa para os efluentes de extração alcalina da indústria Howe Sound sob pH inicial 7 e 12, respectivamente, com a aplicação de cerca de 0,72 mg\'O IND.3\'/mL efluente. A faixa de maior massa molar ( > 10 kDa) dos efluentes de extração alcalina da indústria Catalyst Paper foi removida com a aplicação de aproximadamente 0,80 mg \'O IND.3\'/mL efluente. O papel do ozônio molecular disponível sob pH neutro parece ser de fundamental importância quando o objetivo é a redução dos compostos de elevada massa molecular. / The impact of ozone oxidation in transforming high molecular weight (HMW) organic compounds in order to improve the biodegradability of pulp and paper effluents was investigated under different ozone doses. The experiments were conducted uppon a primary treated effluent and an alkaline bleach plant effluent taken from two pulp mills. The effluents were investigated under different initial pH (7 and 12). Ozone was applied using a semi-batch reactor equipped with fine bubble diffuser. The results showed the potential for using ozone as a pre-treatment to the conventional biological process. Applying 0.70 mg\'O IND.3\'/mLww to the primary treated effluent enhanced the ratio of BOD5/COD was from 0.18 to 0.35 and decreased the colour by 87%. The ratio of BOD5/COD was increased from 0.07 to 0.15 (initial pH 12) and to 0.20 (initial pH 7) and colour was reduced by 44% after applying 0.80 mg\'O IND.3\'/mLww to the alkaline bleach effluent from Howe Sound\'s mill. A similar behavior was observed after 0.80 mg\'O IND.3\'/mLww was applied to the alkaline bleach effluent from Catalyst\'s mill. The ratio of BOD5/COD was increased from 0.07 to 0.16 and the effluent colour decreased by 78%. These changes were primarily driven by reductions of the HMW fractions of the effluent during ozonation. Organics with molecular range higher than 2 kDa were completely removed from the primary treated effluent. Aproximately 85% and 61% of the organics higher than 5 kDa were removed from the Howe Sound\'s alkaline bleach effluent under initial pH 7 and 12, respectively, after applying 0.72 mg\'O IND.3\'/mLww. Organic compounds with molecular weight higher than 10 kDa were completely removed from the Catalyst\'s alkaline bleach effluent after applying 0.80 mg\'O IND.3\'/mLww. Molecular ozone available under neutral conditions seems to play an important role when the removal of the high molecular weight organic compounds is the main objective.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6271.pdf: 1816121 bytes, checksum: 358e1c3f7d194a552db21ddb44f4761c (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / In general, the chemical processes can be represented using mathematical models, in the case of lumped systems include ordinary differential equations, or, partial differential equations, when distributed parameter systems using methods is necessary in both cases numerical resolution in these models, with the purpose to simulate, analyze and control the process. The implementation of control systems in chemical processes, brings with it many advantages, among these, the improvement and stability in production rates, ensuring product quality and the possibility of a safe operation of the process. Thus, in the last 30 years, different control methodologies were developed, one of the most used techniques, the Model Predictive Control Based on. Its success is due to the fact that this type of control accepts constraints on input variables and process output, determining the future of this movement, while optimizing an objective function can lead to the output of the process until the desired set point. The objective of this project is to implement the Model Predictive Controller with Nonlinear (CPNL ) for a reactor pulp bleaching by the use of chlorine dioxide, whose mathematical model is comprised of partial differential equations, thus being a model parameter distributed. Implementation of the controller, the plant is discretized by the Finite Difference Method and the process model is solved with the technique of Orthogonal Collocation. The integration of the resulting ordinary differential equations systems is performed by the method of Runge-Kutta. The Predictive Controller was compared with a Controller Proportional-Integral (PI). Studies have shown that CPNL has better performance, with faster response and values of the Integral Absolute Error (IAE) and Integral Square Error (ISE) smaller than those calculated for the PI controller. / Em geral, os processos químicos podem ser representados mediante modelos matemáticos que, no caso dos sistemas de parâmetros concentrados, incluem equações diferenciais ordinárias, ou então, equações diferenciais parciais, quando são sistemas de parâmetros distribuídos, sendo necessário nos dois casos o uso de métodos numéricos na resolução destes modelos, com a finalidade de simular, analisar e controlar o processo. A implementação de sistemas de controle em processos químicos, traz consigo múltiplas vantagens, entre essas, a melhora e a estabilidade nas taxas de produção, a garantia da qualidade do produto e a possibilidade de uma operação segura do processo. Desta forma, nos últimos 30 anos, foram desenvolvidas diferentes metodologias de controle, sendo uma das técnicas mais empregadas, o Controle Preditivo Baseado no Modelo. Seu sucesso se deve ao fato de que este tipo de controle aceita restrições nas variáveis de entrada e saída do processo, determinando os movimentos futuros deste, além de otimizar uma função objetivo para conseguir levar a saída do processo até o Set-Point desejado. Assim, o objetivo deste projeto é implementar o Controlador Preditivo com Modelo Não Linear (CPNL ) para um reator de branqueamento de celulose, mediante o uso de dióxido cloro, cujo modelo matemático está constituído por equações diferenciais parciais, sendo assim, um modelo de parâmetros distribuídos. Na implementação do controlador, a planta é discretizada, mediante o Método das Diferenças Finitas e o modelo do processo é resolvido com a técnica de Colocação Ortogonal. A integração dos sistemas de equações diferenciais ordinárias resultantes é realizada mediante o método de Runge- Kutta. O Controlador Preditivo foi comparado com um Controlador Proporcional-Integral (PI). Os estudos mostraram que o CPNL possui melhor desempenho, apresentando uma resposta mais rápida e valores da Integral do Erro Absoluto (IAE) e a Integral do Erro Quadrático (ISE) menores que os calculados para o controlador PI.