Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T09:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcioWagnerda_M.pdf: 1218438 bytes, checksum: eceeeda826d1358b20dfb5259a2bbf6f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O processo de recobrimento de microgrânulos em Leito Fluidizado Pulsado-Rotativo (LFPR) foi investigado através da realização de experimentos de revestimento de celulose microcristalina (MICROCEL). Foi analisada e discutida a influência da carga de partículas, freqüência de pulsação da corrente gasosa, vazão de suspensão, pressão de atomização e temperatura de secagem sobre a eficiência de recobrimento, crescimento relativo em massa e índice de aglomerados. O principal objetivo do desenvolvimento do trabalho foi avaliar o desempenho e o comportamento do processo de recobrimento de microgrânulos em um equipamento de leito fluidizado com alimentação pulsada da corrente gasosa, frente a um equipamento de leito fluidizado convencional, cujo comportamento é amplamente descrito na literatura. Para a investigação do processo de recobrimento foi utilizada uma suspensão polimérica à base de Eudragitâ, e partículas de MICROCEL com diâmetro na faixa de 0,25 a 0,42 mm. O crescimento relativo médio das partículas foi de 3,63 %. Os experimentos foram realizados segundo técnicas de planejamento experimental, em que as análises dos resultados experimentais obtidos foram realizadas através da Metodologia da Superfície de Resposta. A análise dos efeitos das variáveis sobre as variáveis de resposta do processo foram utilizadas na construção de um modelo empírico, visando, quando possível, a predição do comportamento do processo. A análise dos modelos obtidos foi realizada através da análise de variância (ANOVA). As variáveis independentes analisadas foram: vazão de suspensão (Ws), pressão de atomização (Pat), temperatura do ar (Tar), carga de partículas no leito (M) e freqüência de pulsação (f). Todas a variáveis operacionais foram avaliadas em três diferentes níveis. Os resultados obtidos indicam que o leito fluidizado pulsado-rotativo é um equipamento adequado ao processo de recobrimento de microgrânulos, para as condições avaliadas, com grandes vantagens em relação ao equipamento de leito fluidizado convencional, destacando-se a redução na formação de aglomerados / Abstract: The coating process of microgranules in a Rotative-Pulsed Fluidized Bed was investigated through the accomplishment of microcrystalline cellulose (MICROCEL) coating experiments. The influence of particle load, gaseous stream pulsation frequency, suspension flow rate, pressure of atomization and drying temperature on the coating efficiency, relative growth and agglomeration index were analyzed and argued. The main objective of this work development was the evaluation of the performance and the behavior of microgranule coating process in fluidized bed equipment with beaten feeding of the gaseous stream, front a conventional fluidized bed equipment, which behavior is widely described in literature. For the inquiry of the coating process, a polymeric suspension of EudragitÒ and MICROCEL particles with diameter range of 0.25 ¿ 0.42 mm were used. The average relative growth of particles was of 3.63 %. The experiments were carried out according experimental planning techniques, where the obtained experimental results analyses had been carried through the Response Surface Methodology. The analysis of the effect of the independent variable on the process answer variables had been used in the construction of an empirical model, aiming to predict the process behavior, when possible. The analysis of the obtained models was carried out using the variance analysis (ANOVA). The independent variable used had been: suspension flow rate (Ws), atomization pressure (Pat), air temperature (Tar), bed particle load (m) and pulsation frequency (f). Results obtained shown that Rotative-Pulsed Fluidized Bed is an adequate equipment to be used in microgranules coating process in the evaluated operational conditions showing great advantages when compared to conventional fluidized bed, highlighting the agglomerate formation reduction / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universadade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:47:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romero_RafaelleBonzanini_D.pdf: 28876791 bytes, checksum: 2296e157df643bcd91224ad26360f6ce (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nanocompósitos de biopolímeros com silicatos lamelares podem ser desenvolvidos para criar uma nova classe de materiais eco-friendly, podendo contribuir para aplicações inovadoras de polímeros. Esses materiais têm despertado grande interesse, devido principalmente à facilidade de obtenção, bem como às suas propriedades químicas, físicas e mecânicas. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de acetato de celulose pelos métodos de intercalação em solução e no estado fundido, onde os efeitos de diferentes solventes, de agentes modificadores da argila e de condições de processamento foram investigados nas suas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e mecânicas. No método de intercalação em solução, os resultados obtidos indicaram que a dispersão e delaminação da argila são alcançadas somente quando ocorreram interações favoráveis entre o solvente, a argila e o polímero. Neste caso, os nanocompósitos apresentaram melhores propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas em relação ao acetato de celulose puro. No método de intercalação no estado fundido, os resultados obtidos evidenciaram a intercalação do acetato de celulose entre as lamelas da argila, promovida pela afinidade química favorável entre o polímero, o plastificante e a argila. Além disso, as estruturas intercaladas foram parcialmente delaminadas sob ação do cisalhamento imposto durante o processo de extrusão, resultando em nanocompósitos com partículas intercaladas e também esfoliadas. Devido a estas características, os nanocompósitos obtidos apresentaram propriedades mecânicas e de barreira superiores às apresentadas pelo acetato de celulose puro. Baseado nos dois métodos investigados neste trabalho, pode-se concluir que a escolha apropriada dos aditivos e das condições de preparação é extremamente importante para promover interações favoráveis entre as partículas de argila e o polímero, que por sua vez são necessárias para a desejada melhora nas propriedades finais desses materiais / Abstract: Nanocomposites of bio-based polymers with layered silicates can be used to create new eco-friendly materials, and can open ways towards the innovative applications of polymers. These materials are interesting, mainly due to their easy preparation, as well as their chemical, physical and mechanical properties. Cellulose acetate nanocomposites was prepared in this work by using solution and melt intercalation methods, where the effect of the different solvents, clay modified agents and processing conditions were investigated in terms of their structural, morphological, thermal and mechanical properties. The obtained results, in the solution intercalation method, showed that the dispersion and delamination of the clay were reached only when favorable interactions were promoted between the solvent, clay and polymer. In this case, the nanocomposites presented enhanced thermal and dynamic-mechanical properties in relation to the pure cellulose acetate. The results obtained in the melt intercalation method showed the intercalation of the cellulose acetate chains into the silicate platelets, which was promoted by the favorable chemical affinity between the polymer, plasticizer and clay. Apart from this, the intercalated structures were partially delaminated by the shearing imposed during the extrusion process, resulting in nanocomposites formed by intercalated as well as exfoliated clay particles. Due to these characteristics, the nanocomposites presented enhanced mechanical and barrier properties compared to pure cellulose acetate. Based on the two methods investigated in this work, it can be concluded that the appropriate choice of additives and preparation conditions of preparation is extremely important to promote favorable interactions between the clay particles and the polymer, that in turn are necessary for the desired enhancement in the final properties for these materials / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciencias Quimicas

O conceito de sustentabilidade tem sido discutido em âmbito mundial e influenciado de modo crescente as decisões de mercado nos mais diversos países. As nações, os governos, as corporações, os gestores e os cidadãos tiveram suas posturas e questionamentos ampliados sob os pontos de vista econômicos, sociais e ambientais. A propagação de uma geração verde não somente afetou questões ambientais como também transformou as informações de enfoque sustentável em importantes direcionadores ao mercado. Em meio a este cenário, as corporações dos mais diversos segmentos passaram a ter de criar mecanismos de comunicação com toda sua gama de interessados, de maneira a consolidar suas posturas e divulgar práticas responsáveis em toda a sua cadeia produtiva e operacional. Ao mesmo tempo em que as entidades priorizam geração de riqueza ao acionista, a influência do conceito de sustentabilidade impulsionou os gestores a justificarem os meios para se chegar ao lucro, desde a extração da matéria-prima até a expedição dos produtos acabados. Observava-se, neste contexto, que começam a surgir as primeiras distinções entre as empresas. Face à indagação sobre quem faz mais e as condições necessárias para isso, surgiu o objetivo deste trabalho: investigar o nível de responsabilidade socioambiental das empresas do setor de papel e celulose. Haverá a apuração do nível de aderência das empresas do setor de papel e celulose ao modelo de relatório de sustentabilidade da Global Reporting Initiative - GRI; e a confrontação deste nível de aderência com informações financeiras apresentadas pelas companhias da amostra, como faturamento, endividamento, custo da dívida e eficiência na geração de recursos, visando verificar se é possível estabelecer relação entre estas variáveis. Das empresas afiliadas à Associação Brasileira de Papel e Celulose - Bracelpa, sete possuem relatório de sustentabilidade e dados financeiros disponíveis para o público, razão pela qual foram tomadas como elementos deste estudo. A presente pesquisa tem como base de informações os Relatórios Anuais de Sustentabilidade analisados nos período de 2007 e 2008, bem como os Relatórios de Administração dos mesmos períodos. Além dos relatórios mencionados, também foram extraídas informações dos websites das companhias. Trata-se de uma pesquisa de natureza exploratória-descritiva realizada com base em análise documental. Concluiu-se que as relações previstas não foram confirmadas pelo conjunto dos elementos que compuseram a amostra e, ainda que as empresas selecionadas tenham apresentado evolução na confecção de seus relatórios, a transparência poderia ser maior. / The concept of sustainability has been discussed worldwide and increasingly influenced by the decisions of the market in different countries. Nations, governments, corporations, managers and citizens have had their positions and questions under the expanded views of economic, social and environmental. The spread of a \"green\" generation has affected not only environmental issues but also become the focus of development information important drivers in the market. In this scenario, corporations of several segments have been given to establish mechanisms of communication with all its range of stakeholders, to consolidate their positions and disseminate responsible practices throughout their supply chain and operational. While the controllers give priority to wealth creation for shareholders, the influence of sustainability spurred managers to justify the means to get to profit from the extraction of raw materials to shipment of finished products. It is observed, in this context, that begin to appear the first distinctions between companies. Faced with the question of who does it more and the necessary conditions for this, came the objective of this work: to investigate the level of environmental responsibility of companies in the pulp and paper. There will be the determination of the level of compliance of companies in the pulp and paper model of the sustainability report of the Global Reporting Initiative - GRI, and the confrontation of this level of compliance with financial reporting by companies of the sample, such as billing, debt, cost of debt and efficiency in the generation of resources to verify whether it is possible to establish the relationship between these variables. Of companies affiliated to the Brazilian Association of Pulp and Paper - Bracelpa, seven have sustainability report and financial data available to the public why it was taken as evidence of this study. This research is based on information from the Annual Reports Sustainability analyzed the period 2007 and 2008 and the Annual Reports s of the same periods. In the reports mentioned, were also extracted information from the websites of companies. This is a search for exploratory-descriptive study based on documentary analysis. It was concluded that the contemplated have not been confirmed by all the elements that made up the sample and, although the selected companies have made progress in making their reports, transparency could be higher.

A necessidade básica de corte de têxteis nos formatos convenientes ao posterior das peças dentro da indústria da confecção determinou o desenvolvimento dos diversos tipos de processos de corte atualmente existentes. Estes processos podem ser classificados em três grupos principais: corte mecânico, corte por laser e híbrido mecânico-térmico. O corte mecânico, que se utiliza de um agente de corte tal como faca, serra, prensa, etc., é de longe o mais empregado, devido principalmente seu baixo custo. Embora perfeitamente adequado para uma grande variedade das aplicações existentes, possui limitações específicas. O corte mecânico é adequado para cortes simultâneo de várias camadas de tecidos sobrepostas embora a velocidade de corte seja baixa. O processo de corte por laser tem sua principal vantagem na ausência de forças de corte sobre o material, permitindo um corte preciso. Além disso, permite altas velocidades de avanço. Suas principais desvantagens são o preço do equipamento e a impossibilidade de corte de várias camadas sobrepostas de tecido. O corte mecânico-térmico tem emprego bem mais limitado e consiste na degradação do material através do contato de uma ferramenta aquecida. Para têxteis tem sido usado até agora para seccionamento reto. A proposta aqui apresentada é de um novo processo de corte de têxteis apropriado ao retalhamento de tecidos dispostos em camadas sobrepostas que emprega um processo híbrido de degradação térmica do material combinada à ação mecânica de gumes de corte. Este processo consiste na utilização de uma fresa de topo eletricamente aquecida, que em decorrência da pequena área da seção transversal do circuito elétrico no comprimento de corte, da elevada resistividade elétrica do seu material e do valor elevado da corrente elétrica que o atravessa, tem a temperatura nesta região bastante elevada devido ao calor gerado pelo efeito Joule. Esta energia será absorvida pelo meio material que circunda a ferramenta, provocando a degradação localizada das fibras têxteis. Uma campânula cobre a região do contato entre a ferramenta e o tecido e em seu interior é injetado gás nitrogênio como forma de criar-se uma atmosfera inerte que iniba a combustão do tecido. O mecanismo de corte pode então ser sucintamente descrito como uma degradação térmica do material seguido da remoção mecânica dos seus resíduos pelas arestas de corte da ferramenta. Apropriado para o corte de várias camadas de tecido sobrepostas, sua maior vantagem está em sua capacidade de corte de figuras complexas que apresentem curvaturas bastante acentuadas. A combinação de um processo mecânico com o de degradação térmica permite que as forças de corte sejam baixas, garantindo desse modo a precisão do corte. Uma das áreas que possivelmente se beneficiaria deste tipo de equipamento seria o de confecção de roupas infantis, que utiliza extensivamente o recorte de figuras estampadas. Inicialmente pensado para o corte de têxteis de fibras naturais observou-se que o emprego acarretava a impregnação das peças com um persistente odor de queimado, o que se constitui uma restrição ao emprego do processo em artigos de vestuário e do lar. Contudo, no caso de têxteis sintéticos foi observado um desempenho bastante apreciável e que tenha como limitação apenas a soldagem das peças sobrepostas, o que pode ser evitado com a introdução de folhas de papel entre elas. Dos resultados obtidos no processo de corte observou-se que o seu desempenho é comparável a de outras tecnologias já estabelecidas, realçando-se que este processo pode ser certamente otimizado com o emprego de dispositivos que o levem a operar nas condições de maior rendimento e de outras medidas que diminuam as restrições atuais. / The basic necessity of cutting textiles into convenient forms for later processing within the confection industry has determined the various cutting methods in existence. These processes may be classified in three principle groups: mechanical cutting, laser cutting and hybrid mechanical-thermal cutting processes. Mechanical cutting, in which knives, saws, presses, etc. are employed, is by far the most used, due principally to the low costs involved. Although perfectly adequate for wide variety of applications, it possesses specific limitations. Mechanical cutting is adequate for straight cuts or of not very pronounced curvature and is efficient for over-layed simultaneous cuts, although the cutting velocity is low. The laser cutting process has as its principal advantage the lack of cutting forces on cut the material. As well as high advance speeds. The principal disadvantages are the price of the equipment and the impossibility of cutting various layers of material at the same time. Mechanical-thermal cutting is much less used and consists of the degradation of the material on contact with the heated cutter. The proposal here presented is of a new process of textile cutting of overlaid layers of material through the use of a hybrid process of thermal degradation of the material combined with the mechanical action of the cutting-edges. This process consists of the use of an electrically heated vertical mill which, as a result of the small cross-section of the electrical circuit formed by the length of the cut, the high resistivity of the material and of the electrical current that runs through it, possesses a high temperature in this region due the Joule effect. This energy is absorbed by the material that touches the cutting surface provoking the localized degradation of the textile fibers. A bell form covers the region of contact between cutter and material and nitrogen is injected into this space, being an inert gas that inhibits combustion of the material. The mechanism of the cut may thus be described as the thermal degradation of the material followed by the mechanical removal of the material and its residues by the tool cutting edges. Suitable for the cutting of various layers of material, the major advantage of this method is its capacity of cutting complex forms that include accentuated curvatures. The combination of mechanical process with thermal degradation permits low cutting forces, thus guaranteeing the precision of the cut. One area of use that could possibly benefit from this type of equipment is the confection of children and infant clothing, which makes extensive use of the cutting of printed designs. Initially intended for the cutting of natural textile fibers, the method is restricted to use for articles for home use due to the persistent burn odor observed during tests. For synthetic textiles was observed a good performance although occurs the edge welding of over-Iayed pieces. This may be evicted by the introduction of paper sheets between the fabric layers. The results of the tests show the performance of this process is comparable with others established technologies. However this process may be optimized with the use of devices that make the equipment to operate in the conditions of high efficiency and others that reduce the current restrictions.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-08T19:10:01Z No. of bitstreams: 1 Karine_Dassoler2017.pdf: 1003941 bytes, checksum: f29baeb8bacac3432cb09c39d7db0b18 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T19:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karine_Dassoler2017.pdf: 1003941 bytes, checksum: f29baeb8bacac3432cb09c39d7db0b18 (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Paper is an extremely versatile material that, by possessing chemical, physical and mechanical unique properties, can have several applications such as writing and printing, newspaper production, sanitary papers, packaging, among others. Wood is the main raw material used in the paper industry and only 40 and 50% of its total initial mass is applied in paper production. The most explored wood fiber in this sector is eucalyptus and Brazil has the largest surface area planted with trees. This monoculture has caused several environmental impacts, such as extreme dependence on agrochemicals and high consumption of water, typical of the species, which are worsened since eucalyptus is not a native Brazilian tree. It is extremely important the development of technologies that search for sustainable solutions and reduce these environmental impacts. Several studies have been carried out using alternative raw materials for paper manufacture. The results have shown that is possible to replace wood without major changes in the process and equipment already used. Wheat has significant importance in the global agricultural economy, since it is the second most-produced cereal. The wheat husk or bran is the grain part that is not used for milling flour production. It is a byproduct of the milling industries rich in cellulose and hemicellulose. Thus, this study aimed at using wheat bran as raw material for paper production by soda process. Three tests were performed, the first using a H-Factor of 800 and an alkali concentration of 14%, the second and the third using 15 minutes of time with alkali concentrations of 12% and 16%, respectively. The best operating condition was with an alkali concentration of 12% and cooking time of 15 minutes. In this condition, pulp yield was 35.08% and it was possible to produce paper in a proportion of up to 50% ratio of wheat bran pulp combined with eucalyptus pulp. It was possible to maintain the physical-mechanical properties in the paper produced, which is an alternative that causes less environmental impact during the production process and avail an agroindustrial residue. / O papel é um material extremamente versátil que, por possuir propriedades químicas e físico-mecânicas únicas, pode ter diversas aplicações: escrita e impressão, produção de jornais, papéis sanitários, embalagens, entre outras. A madeira é a principal matéria-prima utilizada na indústria papeleira e apenas 40 a 50% de sua massa total inicial é aproveitada na produção de papel. A fibra madeireira mais amplamente explorada no setor é o eucalipto, sendo que o Brasil abriga a maior área superficial plantada com essa árvore. Diversos são os impactos ambientais que essa monocultura causa, como a extrema dependência de agroquímicos e o elevado consumo de água, característico da espécie, os quais são agravados pelo fato de o eucalipto não ser uma árvore nativa brasileira. É de vital importância o desenvolvimento de tecnologias que busquem soluções sustentáveis e diminuam esses impactos. Diversos trabalhos vêm sendo realizados com o uso de matérias-primas alternativas para a fabricação de papel e os resultados mostram que é possível substituir a madeira sem grandes alterações no processo e equipamentos já utilizados. O trigo tem significativo peso na economia agrícola global, pois é o segundo cereal mais produzido no mundo. A parte do grão que não é destinada à moagem para produção de farinha é conhecida como casca ou farelo de trigo: um subproduto das indústrias moageiras, rico em celulose e hemicelulose. O objetivo deste trabalho foi utilizar o farelo de trigo como matéria-prima para produção de papel por meio do processo soda. Três ensaios foram realizados, o primeiro em função do Fator H de 800 e uma concentração de álcali de 14%, o segundo e o terceiro em função do tempo de 15 minutos com concentrações de álcali de 12% e 16%, respectivamente. A melhor condição operacional foi com uma concentração de álcali de 12% e tempo de cozimento de 15 minutos. Nesta condição, o rendimento da polpa foi de 35,08% e foi possível a produção de papel numa proporção de até 50% de polpa de farelo de trigo combinada com polpa de eucalipto. Foi possível a manutenção das propriedades físico-mecânicas no papel produzido, sendo este uma alternativa que causa menor impacto ambiental durante o processo produtivo e aproveita um resíduo agroindustrial.

O presente trabalho visou o estudo da modificação química da celulose de linter (obtida de fonte de rápido crescimento e considerada a celulose de maior pureza isolada de fontes vegetais) através da sua derivatização em meio homogêneo, buscando-se a obtenção de materiais com características bem definidas e via um método que apresente boa reprodutibilidade. Dentre os derivados de celulose, os acetatos têm importância industrial significativa. No presente trabalho, acetatos de celulose obtidos no sistema de solvente cloreto de lítio/dimetilacetamida (LiCl/DMAc), com diferentes graus de substituição (GS) foram caracterizados através de 1H NMR, espectroscopia na região do infravermelho, viscosimetria e análises térmicas (DSC e TG). Através de métodos quantitativos aplicados às curvas termogravimétricas pode-se obter parâmetros cinéticos relacionados à decomposição térmica como a energia de ativação (Ea). Os resultados para os acetatos mostraram que conforme o GS aumenta, aumenta o grau de substituição de C2 e C3, e observa-se também aumenta Ea. Acetatos de celulose com diferentes GS foram utilizados para a obtenção de filmes a partir do mesmo sistema de solvente. Visando à obtenção de biocompósitos, filmes de acetatos de celulose com diferentes porcentagens de celulose foram preparados. Nestes filmes, os acetatos são considerados como matriz e a celulose como reforço, se tendo como pressuposto que as cadeias de celulose formarão agregados em solução, os quais serão mantidos nos filmes, atuando então como reforço. Este pressuposto é baseado em resultados de trabalhos anteriores, assim como estudos reológicos feitos no presente trabalho, que mostram que as cadeias de celulose se agregam, mesmo a baixas concentrações. Estes materiais foram caracterizados via difração de raios X, análises térmicas (DSC, TG e DMTA), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), solvatocromismo, dentre outras. A eliminação dos solventes após a obtenção dos filmes é um fator importante a ser considerado, e os resultados mostraram que o processo escolhido não leva a presença residual dos solventes utilizados. As imagens de MEV indicaram que fibras de celulose nos filmes de biocompósitos no geral não são visíveis em escala microscópica. Este resultado é promissor, pois sugere que as fibras de celulose podem estar presentes em escala nanométrica, já que para alguns filmes a ação como reforço foi observada, através da melhora em algumas propriedades. Ainda, a rugosidade dos filmes de biocompósitos foi alterada com a presença de celulose conforme mostram os resultados de AFM. Os resultados de DMTA indicaram que uma baixa porcentagem de celulose (5% de celulose) no filme de acetato de celulose com GS 0,8, foi suficiente para a ação como reforço ser observada, sugerindo que cadeias de celulose interagiram preferencialmente entre si, gerando estruturas supramoleculares de cadeias agregadas quando ainda no meio solvente (LiCl/DMAc), as quais permaneceram na preparação dos filmes. No entanto, para o filme obtido a partir de um GS maior (GS 1,5), o efeito de reforço da celulose nos filmes de biocompósitos ocorre apenas para a maior proporção de celulose (15% de celulose). Os resultados de ensaio à tração mostraram que dependendo da aplicação, ou seja, a necessidade de filmes mais resistentes à tração e maior rigidez, estes podem ser empregados. Adicionalmente, filmes de celulose e quitosana foram preparados no sistema de solvente NaOHaq./tiouréia. Nestes filmes, considera-se a quitosana como matriz e a celulose como agente de reforço. Acredita-se que as cadeias de celulose prefiram interagir entre si, gerando \"domínios\" de cadeias de celulose. Por este motivo, o termo biocompósito foi empregado também para estes filmes. Estes materiais foram caracterizados via difração de raios X, análises térmicas (DSC, TG e DMTA), biodegradação, sorção de umidade, microscopia de força atômica (AFM), dentre outras. Os resultados de difração de raios X mostram que o sistema de solvente não altera significativamente a cristalinidade dos filmes, comparativamente aos materiais de partida. As análises térmicas empregadas (TG e DSC) mostraram que a estabilidade térmica é alterada devido a presença dos dois polissacarídeos nos filmes de biocompósitos. O estudo de biodegradação dos filmes de biocompósitos em solo simulado mostrou que a velocidade de biodegradação está relacionada à proporção das regiões não cristalinas, que são mais acessíveis à água e aos microrganismos, isto é, quanto maior o valor de índice de cristalinidade, menor será a velocidade de biodegradação. Importante ressaltar que o comportamento destes filmes em relação à biodegradação está também relacionado com a morfologia apresentada pelos filmes. A análise de AFM mostrou que o aumento da proporção de quitosana nos filmes de biocompósitos leva a maiores valores de rugosidade. Os resultados obtidos para os filmes de quitosana, celulose e biocompósitos (quitosana/celulose), assim como para os filmes de acetato de celulose, celulose e biocompósitos (acetato de celulose/celulose) se mostraram promissores. / This work was aimed at studying the chemical modification of linters cellulose extracted from a source of rapid growth and considered the most pure cellulose from vegetable sources. Derivatization was carried out in a homogeneous medium to obtain materials with well-defined properties via a reproducible method. Here cellulose acetate was obtained with various degrees of substitution (DS) using the lithium chloride/dimethylacetamide system (LiCl/DMAc), being characterized with 1H NMR, infrared spectroscopy, viscometry measurements and thermal analysis (DSC and TG). The thermogravimetric curves were analyzed quantitatively, which allowed the determination of kinetics parameters for the thermal decomposition, including the activation energy (Ea). Ea and the substitution at C2 and C3 increased with increasing DS. Cellulose acetates with distinct DS were obtained in the form of films using the solvents mentioned above. Furthermore, biocomposite films were prepared with different contents of cellulose, in which the acetates were considered as matrices and the cellulose was the loading material. It is assumed that the cellulose chains form aggregates in solution, which will be preserved in the films, thus acting as reinforcement. This hypothesis was based on previous work and confirmed here with rheological data. We show that the cellulose chains are aggregated even at low concentrations. These films were characterized using X-ray diffraction, thermal analysis (DSC, TG and DMTA), size exclusion chromatography (SEC), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy. No residual solvent was present after film preparation. The SEM images indicated that the cellulose fibers in the biocomposite films are not visible at the microscopy scale, thus suggesting the presence of cellulose nanofibers. This is promising due to the possible enhancement in the mechanical properties, which was actually observed with a threshold percentage of only 5% of cellulose with DS 0.8. The cellulose chains apparently interacted among each other, generating supramolecular structures with aggregated chains in the LiCl/DMAc solvent. The film roughness investigated with AFM was altered by the presence of cellulose in the composite film. For the film obtained with cellulose acetate with GS 1.5, the effects from cellulose as reinforcement were only observed with higher content of cellulose (15%). According to the stress-strain tests, the films may be employed in applications requiring rigid, mechanically resistant materials. Cellulose/chitosan films were also prepared using NaOHaq./thiourea as solvent, in which chitosan served as the matrix. As in the biocomposite with cellulose acetate, the cellulose chains formed domains. The films were characterized using X-ray diffraction, thermal analysis (DSC, TG and DMTA), biodegradation tests, humidity sorption isotherms and AFM. The solvent did not affect the crystallinity of the sample, according to the XRD data. Through thermal analysis, it was inferred that the thermal stability was affected by the presence of chitosan in the biocomposite films. The study of biocomposite film degradation in a simulated soil showed that the rate of biodegradation is associated with the crystalline regions of the sample, which are more accessible to the water and the microorganisms. In other words, the higher the crystallinity the lower the biodegradation rate is. It is worth mentioning that the biodegradability also depends on the film morphology. The analysis of AFM images indicated that the film roughness increased with the content of chitosan. The results obtained with the films made with chitosan, cellulose and biocomposites (chitosan/cellulose), as well as for the films from cellulose acetate and cellulose acetate/cellulose, are promising.

Este trabalho aborda o estudo do comportamento mecânico e térmico do nanocompósito híbrido de polipropileno com uma argila brasileira bentonítica do Estado da Paraíba (PB), conhecida como \"chocolate\" com concentração de 1, 2 e 5 % em massa com a adição de 1 e 2 % em massa de celulose proveniente de papel descartado. Foi utilizado nesse nanocompósito o agente compatibilizante polipropileno graftizado com anidrido maleico PP-g-AM com 3 % de concentração em massa, através da técnica de intercalação do fundido utilizando uma extrusora de dupla-rosca e, em seguida, os corpos de prova foram confeccionados em uma injetora. O comportamento mecânico foi avaliado pelos ensaios de tração, flexão e impacto. O comportamento térmico foi avaliado pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). A morfologia dos nanocompósitos foi estudada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A argila, a celulose e os nanocompósitos híbridos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR). Nos ensaios mecânicos de tração houve um aumento de 11 % na tensão máxima em tração e 15 % no módulo de Young, para o nanocompósito com argila, PPA 5 %. No ensaio de impacto Izod, o nanocompósito com argila, PPA 2 % obteve um aumento de 63 % na resistência ao impacto. Para o nanocompósito híbrido PPAC 1 % houve aumento de 8 % na tensão máxima em tração e para o nanocompósito híbrido PPAC 2 % houve aumento de 14 % na resistência ao impacto. / This work concerns to the study of the mechanical and thermal behavior of the hybrid polypropylene nanocomposite with a Brazilian bentonite clay from State of Paraíba (PB), known as \"Chocolate\" in concentrations of 1, 2 and 5 % by weight with addition of 1 and 2 % in weight cellulose discarded bond paper. The compatibilizer agent based on maleic anhydride grafted polypropylene, known as PP-g-MA, was added at 3 % weight concentration through the melt intercalation technique using a twin-screw extruder, and afterwards, the specimens were prepared by injection process. The mechanical behavior was evaluated by strength, flexural strength and impact tests. The thermal behavior was evaluated by the differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). The morphology of the nanocomposites was studied by the technique of scanning electron microscopy (SEM). The clay, cellulose and the hybrid nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and infrared spectroscopy (FTIR). Results of mechanical tests showed an 11 % and 14 % increase in the tensile strength and Young\'s modulus, respectively, for the nanocomposite PPA 5 % with clay. The nanocomposite PPA 2 % with clay obtained a 63 % increase in strength Izod impact test. The hybrid nanocomposite PPAC 1 % obtained an 8 % increase in tensile strength. In the Izod impact test, the hybrid nanocomposite PPAC 2 % obtained 14 % increased in the impact strength.

Orientadores: Fabiana Fantinatti Garboggini, Suzan Pantaroto de Vasconcellos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:10:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kimura_GiselleKobata_M.pdf: 1372257 bytes, checksum: 0fad6fec65eb0d479d24daeddec4aeef (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Bactérias e fungos têm sido largamente explorados devido às suas habilidades em produzir uma grande variedade de enzimas, entre elas, as celulases que se destacam devido ao seu potencial em degradar materiais lignocelulósicos em açúcares fermentáveis, que podem então ser convertidos, por exemplo, em biocombustíveis. O presente trabalho visou a bioprospecção de bactérias isoladas a partir do processo de compostagem realizado pela Fundação Parque Zoológico de São Paulo (FPZSP), quanto à produção de enzimas celulolíticas, além da caracterização taxonômica das linhagens de interesse. Para tanto, os micro-organismos oriundos do processo de compostagem da FPZSP foram isolados, preservados e caracterizados macroscopicamente. Dentre as linhagens isoladas, 168 foram testadas numa triagem qualitativa para a produção de celulases, obtendo-se 135 micro-organismos com potencial celulolítico evidenciado pela formação de halos de hidrólise em meio de cultura contendo carboximetilcelulose. Destes, 10 linhagens apresentaram halos translúcidos com diâmetros entre 1,3 cm e 1,9 cm, as quais foram avaliadas quanto a atividade celulotíca em ensaios quantitativos monitorados durante 7 dias, em duas condições de pH distintas: 4,8 e 7,4. Os melhores tempos de incubação verificados foram de sete e cinco dias para os valores de pH 4,8 e 7,4, respectivamente. Em seguida, foram selecionados linhagens para os ensaios de delineamento experimental e otimização das atividades enzimáticas. No planejamento P&B, a melhor atividade celulolítica verificada foi de 3,6392 FPU/mL obtida a partir da linhagem FPZSP 143, no pH 4,8. Esta linhagem foi então selecionada e o planejamento do tipo Delineamento Composto Central Rotacional ¿ DCCR aplicado, promovendo dessa maneira, um aumento 0,4574 FPU/mL em relação ao experimento do planejamento anterior. Posteriormente, o experimento foi validado e o resultado máximo alcançado para atividade celulolítica da linhagem FPZSP 143 foi de 4,6435 FPU/mL. Cinco linhagens selecionadas com atividade celulolítica foram identificadas por análise de sequências do gene RNA ribossomal 16S como membros do gênero Bacillus, bactérias frequentemente encontradas em ambientes da compostagem e que tem sido largamente reportada como produtoras de enzimas celulolíticas. O processo de compostagem demonstrou ser um ambiente em potencial para a produção de celulases de interesse para diversos ramos da indústria, sendo os representantes do gênero Bacillus os melhores produtores de enzimas celulolíticas. Embora as bactérias tenham sido isoladas de um ambiente com pH em torno de 7,4, há um potencial para a produção de celulases em pH mais ácidos, evidenciando sua aplicabilidade em diferentes condições. Essa característica torna-se relevante quando se leva em consideração os processos industriais, onde uma condição diferente e específica é exigida em cada processo, tornando as enzimas celulolíticas oriundas de processo de compostagem grandes aliadas no desenvolvimento e otimização de processos industriais / Abstract: Bacteria and fungi have been extensively explored due to their ability to produce a variety of enzymes, including the cellulases that stand out because of their potential to degrade lignocellulosic materials to fermentable sugars, which can then be converted, for example, in biofuels. The present work aimed bioprospecting of bacteria isolated from the composting process conducted by Fundação Parque Zoológico de São Paulo (FPZSP), for the production of cellulolytic enzymes and the taxonomic characterization of strains of interest. For both, the microorganisms derived from the composting process of FPZSP were isolated, preserved and characterized macroscopically. Among the isolates, 168 were tested for production in a qualitative screening of cellulases, obtaining 135 cellulolytic microorganisms with potential evidenced by the formation of halos of hydrolysis in culture medium containing carboxymethylcellulose. These, 10 strains showed translucent halos with diameters between 1.3 cm and 1.9 cm, which were evaluated for activity in cellulolytic quantitative assays monitored for 7 days under two different pH conditions: 4.8 and 7.4. The best times of incubation recorded were seven and five days to pH 4.8 and 7.4, respectively. Then, strains for testing experimental design and optimization of enzymatic activities were selected. In Planning P&B, the best cellulolytic activity verified was 3.6392 FPU/mL obtained from FPZSP 143, at pH 4.8. This strain was selected and the DCCR applied, thus promoting an increase of 0.4574 FPU/mL compared to the previous experiment planning. Subsequently, the experiment was validated and the maximum score achieved for cellulolytic activity FPZSP 143 strain was 4.6435 FPU/mL. Five strains with cellulolytic activity were identified by sequence analysis of the 16S ribosomal RNA gene as members of the genus Bacillus, bacteria frequently encountered in composting environments and has been widely reported as producing cellulolytic enzymes. The composting process proved to be a potential environment for the production of cellulases of interest for various branches of industry, being the representatives of the genus Bacillus the best producers of cellulolytic enzymes. Although bacteria have been isolated from an environment with a pH around 7.4, there is a potential for the production of cellulases in more acidic pH, indicating their applicability in different conditions. This feature becomes important when one takes into account the industrial processes, where a different and specific condition is required in each case, making the cellulolytic enzymes derived from composting process a good allied in developing and industrial process optimization / Mestrado / Microbiologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Marcos Akira dÁvila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T17:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nista_SilviaVazGuerra_M.pdf: 12755531 bytes, checksum: ed049fb5fccf4416e7f0b8a0290222af (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este projeto foi desenvolvido em duas fases, usando a tecnologia de eletrofiação. A primeira fase foi dedicada a obtenção de membranas eletrofiadas com acetato de celulose, as quais formaram nanofibras que foram carregadas com Sulfato de gentamicina, na segunda fase, para estudos da liberação controlada deste fármaco. Na primeira fase as membranas de nanofibras de Acetato de Celulose, chamadas de nanomembranas, foram produzidas utilizando-se quatro misturas de solventes (Acido Acético/Água (75:25 m/m), Acetona/Água (85:15 m/m), Dimetilacetamida (DMAc)/Acetona (1:2 m/m), Dimetilacetamida/Acetona/Água (32/63/5 m/m)). Usando a ferramenta de planejamento de experimentos (DOE), foram definidos os melhores parâmetros para preparação das membranas nanoestruturadas, em cada sistema de solvente. Três variáveis, sendo a distância entre a agulha e o coletor, a concentração de acetato de celulose na solução e a tensão aplicada, em dois níveis (alto e baixo), foram estudadas em cada sistema. As respostas avaliadas para obtenção da melhor condição, em cada caso, foram o diâmetro médio da fibra obtida e aspecto da membrana formada. Foi realizado também, no sistema de solvente Acido Acético/Água (70:30 m/m), um comparativo entre fiação horizontal, utilizando-se uma taxa de alimentação controlada por uma bomba de infusão, e um sistema vertical onde o fluxo era governado pela gravidade e viscosidade da solução. Um estudo da influencia da taxa de alimentação no diâmetro e aspecto da membrana também foi realizado. Todas as soluções foram avaliadas quanto a sua viscosidade, tensão superficial e condutividade elétrica. Nas soluções de cada sistema de solvente, que apresentaram a melhor condição de processabilidade e melhor membrana, foi realizada uma avaliação do comportamento reológico com a construção de uma curva de Viscosidade versus Taxa de cisalhamento. As melhores membranas obtidas para cada sistema de solvente foram submetidas a um teste de Citotoxicidade para confirmar a biocompatibilidade e sua independência com os resíduos dos solventes utilizados. Na segunda fase utilizaram-se as melhores condições obtidas para cada sistema de solvente e incorporou-se o fármaco Sulfato de Gentamicina em duas concentrações 6 e 60% em massa com base no acetato de celulose. Observou-se a influencia da concentração do fármaco no processo de eletrofiação, no aspecto da membrana formada bem como no diâmetro da nanofibra obtida. A melhor membrana obtida nesta etapa foi produzida a partir do sistema de solventes DMAc/Acetona/Água. As condições de processo utilizadas foram 1 ml/h de vazão, 10 cm de distância entre agulha-coletor e 15 kV de tensão e concentração de acetato de celulose de 15%. Este sistema apresentou-se como um processo bastante viável, não havendo alteração na qualidade da membrana e no processo com a variação da concentração do fármaco. À membrana obtida nestas condições, foi adicionado 50% do fármaco e realizado um teste de liberação com o objetivo de verificar o perfil de liberação do mesmo. Foi realizado um comparativo entre o perfil de liberação desta membrana com o de outras membranas preparadas por casting e com recobrimento de HPMC, Eudragit® L100 e nanofibra eletrofiada de acetato de celulose. O melhor perfil obtido, onde ocorreu uma redução no efeito burst, foi com a membrana revestida com nanofibra, onde foi obtido um ganho de liberação de 9 horas em relação às demais. A melhor membrana obtida também foi submetida a uma análise microbiológica, onde se verificou que o fármaco não perdeu suas propriedades com o processo de eletrofiação / Abstract: This project was developed in two phases, using the technology of electrospinning. The first phase was devoted to obtaining electrospun membranes with cellulose acetate, which formed nanofibers that were loaded with Gentamicin sulphate, in the second phase, for the studies of this drug release. In the first step, these membranes were composed of electrospun nanofibers made of cellulose acetate, here called nanomembranes, using four solvents mixtures (acetic acid/water (75:25 w/w) acetone/water (85:15 w/w), dimethylacetamide(DMAC)/acetone (1:2 w/w), DMAc/acetone/water (32/63/5 w/w). Using the tool for design of experiment (DOE), the best parameters for preparation of nanostructured membranes in each solvent system were fixed. Three variables, such as the distance between the needle and the collector, the concentration of cellulose acetate in solution and the applied voltage, in two levels (high and low), were used in each system. The responses evaluated to obtain the best condition, in each case, were the average diameter of the fiber obtained and the aspect of the membrane formed. In the solvent system formed by acetic acid/water (70:30 w/w), a comparison was carried out between horizontal electrospinning, using an infusion pump to control the feed rate, and a vertical system, whose flow was governed by both gravity and viscosity of the solution. A study of the influence of feed rate on the diameter and aspect of the membranes was done. The viscosity, surface tension and electrical conductivity of all solutions were evaluated. For each system of solvent used, the best parameters of processing ant the best membrane aspect obtained were the chosen for the studies of the rheological behavior of the system by plotting a curve of Viscosity versus Shear rate. The best membranes obtained, for each mixture of solvent used, were submitted to a cytotoxicity test to confirm their biocompatibility and if the residues of any solvent could influence on this test. In the second step of the project, the best conditions obtained for each solvent system were used to electrospun the membranes loaded with gentamicin sulfate in two concentrations, i.e. 6 and 60 wt%, based on cellulose acetate. We observed the influence of the drug concentration in the electrospinning process, as well as the aspect of the membrane formed and the diameters of the nanofibers formed. The best membranes obtained in this step were produced using the solvent system DMAC/acetone/water. The process conditions used were 1 ml/h flow rate, 10 cm distance between needle-collector, 15 kV voltage and 15% cellulose acetate concentration in the solution. This system proved to be a quite feasible process, with no change in the membrane aspect or in the process, for several drug's concentration. To the membrane obtained in these conditions, 50% of the drug was added and the profile of its delivery was observed. A comparison of the releasing profile was also done among this membrane and other membranes prepared by casting and by coating with HPMC, Eudragit ® L100 and electrospun nanofibers of cellulose acetate. The best delivery profile obtained was the membrane coated with nanofiber of acetate solution in DMAC/acetone/water since there was a reduction in the burst effect and a gain in the releasing of 9 hours over the others. The best membrane obtained was also submitted to a microbiological analysis, in which it was verified that the drug did not lose its function during the electrospinning process / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T22:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GislaineAparecidada_D.pdf: 8502840 bytes, checksum: 0026476b7a0b7fe61d0404d32e456792 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado