Submitted by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-02-24T18:43:36Z No. of bitstreams: 1 ROSA_Wesley_2016.pdf: 8516860 bytes, checksum: ee5a7fd54adf8975660601cc883291f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-02-24T18:43:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ROSA_Wesley_2016.pdf: 8516860 bytes, checksum: ee5a7fd54adf8975660601cc883291f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-02-24T18:43:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ROSA_Wesley_2016.pdf: 8516860 bytes, checksum: ee5a7fd54adf8975660601cc883291f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T18:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROSA_Wesley_2016.pdf: 8516860 bytes, checksum: ee5a7fd54adf8975660601cc883291f2 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Não recebi financiamento / The need to obtain biomaterials in order to reduce environmental impacts has been the focus of research groups in recent years, and cellulose, a dominant component at most forms of plants is a promising resource because of its abundance. In order to improve the ability processing, the chemical modification of cellulose has been widely studied. Among the most important reactions of cellulose are: etherification, esterification, acetylation and oxidation; being cellulose acetate, viscose, nitrocellulose and cellulose ethers, the main cellulose derivatives. The chemical modification with isocyanates presents some unique properties, such as absence of by-products and chemical stability of the urethane group. In this work we were synthesized gels obtained by modified cellulose acetate (CA) with a degree of substitution (DS) 2,5 by crosslinking, with 4,4' - Diphenylmethane diisocyanate (MDI) in stoichiometry of 1:1, in homogeneous by varying the humidity and the homogenization time. For characterization were used the following techniques and tests: vibrational infrared absorption spectroscopy (Fourier Transform Spectrometer - FTIR), size exclusion Chromatography (SEC), molecular absorption spectrophotometry UV-VIS, density determining of the gels by pycnometry, determination of the coefficient swelling, determination of cross-links by Flory-Rehner theory, thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM). Crosslink density results showed that the gel synthesized in the absence of moisture suffered greater crosslinking with an average number of repeat units between the crosslinking points of about 1000 times lower. The potential applications of these gels were tested, by using than as stationary phase in size exclusion chromatography, having been assessed its efficiency in the fractionation and separation of natural and synthetic polymers. Results showed the effectiveness of the gel as stationary phase on separation of polymers, opening up a range of opportunities, taking into consideration the simplicity of the process and lower costs attributed to it. / A necessidade de se obter biomateriais na tentativa de reduzir impactos ambientais tem sido o foco de grupos de pesquisa nos últimos anos e, a celulose, um componente dominante na maioria das formas de plantas, é um recurso promissor devido à sua abundância. A fim de melhorar a capacidade de processamento, a modificação química da celulose tem sido amplamente estudada. Dentre as reações mais importantes da celulose estão: eterificação, esterificação, acetilação e oxidação; sendo o acetato de celulose, viscose, nitrocelulose e éteres de celulose, os principais derivados da celulose. A modificação química com isocianatos apresenta algumas propriedades únicas, como ausência de produtos secundários e estabilidade química do grupo uretano. Nesse trabalho foram sintetizados géis obtidos por meio da modificação de Acetato de Celulose (AC) com grau de substituição (GS) 2,5 através da reticulação com 4,4' - Difenilmetano Diisocianato (MDI), na estequiometria 1:1, em meio homogêneo, variando a umidade e o tempo de homogenização. Para caracterização foram utilizadas as seguintes técnicas e ensaios: espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrofotometria de absorção molecular UV-VIS, determinação de densidade dos géis por picnometria, determinação do coeficiente de intumescimento, determinação de ligações cruzadas pela teoria de Flory-Rehner, termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resultados da densidade de ligações cruzadas mostraram que o gel sintetizado na ausência de umidade sofreu uma maior reticulação, com um número médio de unidades de repetição entre os pontos de reticulação cerca de 1000 vezes menor. As aplicações potenciais desses géis foram testadas como fase estacionária em cromatografia de exclusão por tamanho, tendo sido avaliada sua eficiência no fracionamento e separação de polímeros naturais e sintéticos. Resultados mostraram a eficácia do gel como fase estacionária na separação de polímeros, abrindo uma gama de oportunidades, levando-se em consideração a simplicidade do processo e os baixos custos a ele atribuídos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1791563 bytes, checksum: f9a04c8f80a4b485931431376bcbeb4a (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / Sistemas de tratamento de efluentes de fábricas de celulose recebem efluentes que variam com os processos de produção, mas poucos estudos tem sido realizados para avaliar o desempenho do biorreator durante diferentes campanhas de produção. Neste trabalho, analisou-se o comportamento do sistema de lodos ativados de uma fábrica de celulose kraft durante trocas de produção entre polpa kraft não-branqueada (UKP) e branqueada (BKP) de pinho radiata. Observou-se que predominaram flocos médios a grandes no biorreator com relação alimento/microrganismo (F/M) entre 0,2 e 0,4 para efluente de UKP e entre 0,6 e 0,8 para efluente BKP. Dentre os microrganismos eucariontes, predominaram tecamebas durante o tratamento do efluente UKP devido à menor DQO nesse efluente, mas a falta de fósforo no sistema levou ao aumento de ciliados livre natantes. Após uma parada prolongada, foi necessário sete dias para o biorreator atingir 91% de remoção de DQO durante o tratamento de efluente UKP, e após troca de produção para polpa BKP essa remoção caiu para apenas 71%, indicando a maior facilidade de tratar o efluente UKP. Os menores valores de sólidos suspensos totais nos efluentes UKP e BKP foram encontrados quando o índice volumétrico de lodo variou de 60 a 90 g/ml. / Los sistemas de tratamiento de efluentes de celulosa reciben efluentes que solo tienen las variaciones propias de los procesos de celulosa, sin embargo pocas veces se puede evaluar el desempeño de un bioreactor ante cambios del tipo de producto de la planta de celulosa. En este trabajo se analiza el comportamiento de la planta de efluentes cuando la planta de celulosa cambia su producción entre pulpa no blanqueada (UKP) y blanqueada (BKP) de Pino Radiata en un proceso kraft, encontrándose que el bioreactor predominan los floculos medianos y grandes con relación F/M entre 0,2 a 0,4 para efluente de pulpa UKP y 0,6 a 0,8 para efluente de pulpa BKP, pero efluente de pulpa UKP el tipo de microorganismos predominantes son tecamebas debido al menor DQO. Sin embargo ante un déficit de fosforo en el sistema, en la población de microorganismos aumentan los ciliados libres. Después de una detención prolongada, se ha determinado que el bioreactor requiere siete días para alcanzar niveles de remoción de DQO cercanos al 91% al producir pulpa UKP y al cambiar a producción de pulpa BKP, esta decae valores entorno del 71%, lo cual indica que es más fácil tratar efluente de pulpa UKP. Además los menores valores de sólidos totales en el efluente de pulpa UKP y BKP se alcanzan cuando el índice volumétrico de lodo (IVL), está entre 60 y 90 g/ml.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1134701 bytes, checksum: 187983c0bf93f016a9580bab2e8e7d7c (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / The bleaching washing process in Suzano Papel e Celulose (Mucuri-BA) s -fiberline 2 utilizes condensate from evaporation 2, which contains high COD load. This laboratory study was designed to verify the influence of evaporation condensate COD load and chlorine dioxide consumption in pulp bleachability, in A/DEpDP. Four simulations were performed and industrial condensate from Suzano s Mucuri unit and two other Pulp Plants (A and B) were utilized. The influence of DDW filtrate, both diluted and concentrated, in contrast to condensate, was also evaluated. On the condensate characterization, COD content on Suzano s sample (2910.8 ppm) was eight times higher than the values of Plants A and B (263.3 and 339.2 ppm, respectively) and the methanol content was 74.0% of COD s value. Analysis showed that 98.16% of the pulp s COD variation could be explained by the condensate COD load used to wash the pulp. Simulations 1 and 2 evaluated the bleachability influence of the following condensates: Suzano, Plants A and B, and Suzano s optimized. Suzano s sample, with greater condensate and pulp COD values, presented greater bleachability difficulty, where this variation can be attributed to the COD load of the pulp entering the bleach plant. COD influence on pulp viscosity was not significant. Finally, in order to achieve a final brightness of 89.7% ISO, there was an active chlorine consumption reduction equivalent to 1.3; 0.9 and 1.8 kg/tsa for Plant A, B and Suzano optimized respectively, when compared to Suzano s sample consumption. Simulation 4 evaluated the influence of washing the pulp with condensed and filtrates (diluted and concentrated) that were collected from the DDWs. Washing the pulp with filtrate affected pulp bleachability negatively, increasing Ep kappa number and interfering with brightness development in all bleaching stages. Moreover, there was an increase in active chlorine consumption of 5.0 and 13.0 kg/ADT, for the samples washed with diluted and concentrated filtrates, respectively, when compared with the consumption for pulp washed with condensate, to achieve final pulp brightness equivalent to 89.0% ISO. Thereby, it is possible to infer that the use of washer filtrates is not economically attractive, given the increase in active chlorine consumption in the bleaching step. / O processo de branqueamento na linha de fibras 2 da Suzano Papel e Celulose (Mucuri-BA) utiliza condensado da evaporação 2 com elevado teor da DQO para a lavagem da polpa pré-branqueada. Neste estudo foi analisado, em laboratório, a influência da DQO do condensado no consumo de cloro ativo e parâmetros de branqueabilidade da polpa, na sequência A/DEpDP. Foram realizadas quatro simulações, nas quais foram utilizados condensados industriais da Suzano e duas outras fábricas do Setor (Fábricas A e B). Também foi avaliada a influência de filtrados diluído e concentrado, coletados no lavador DDW, em comparativo à utilização de condensado. Na caracterização dos condensados foi observado que o valor de DQO da amostra Suzano (2910,8 ppm) é oito vezes superior aos valores das Fábricas A e B (263,3 e 339,2 ppm, respectivamente) e que para esta amostra a composição de metanol equivale a 74,0% do valor integral da DQO. Foi observado que 98,16% da variação da DQO da polpa (entrada do branqueamento) é explicada pela DQO do condensado utilizado na sua lavagem. Nas Simulações 1 e 2 foi avaliada a influência dos condensados Suzano, Fábricas A e B e Suzano otimizado, onde observou-se que a amostra Suzano, com maiores valores da DQO do condensado e da polpa, demonstrou maior dificuldade de branqueabilidade. Não foi verificada influência da DQO do condensado nos valores de viscosidade da polpa. Ainda, foi verificada uma redução no consumo de cloro ativo equivalente a 1,3; 0,9 e 1,8 kg/tsa para as amostras da Fábrica A, B e Suzano otimizada, respectivamente, quando comparado ao consumo da amostra Suzano, para atingir uma alvura final de 89,7 %ISO. Por fim, na Simulação 4, onde foi avaliada a influência da lavagem com condensado e filtrados diluído e concentrado, coletados nos lavadores DDW, foi observada que a lavagem da polpa com os filtrados afetou negativamente a branqueabilidade da polpa, aumentando o valor de número kappa no estágio Ep e interferindo nos valores de alvura em todos os estágios de branqueamento. Também, foi verificado um aumento no consumo de cloro ativo, para atingir uma alvura final da polpa equivalente a 89,0 %ISO, inferindo que esta lavagem com filtrados não se viabiliza economicamente.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-14T18:51:54Z No. of bitstreams: 1 ValdicLuizDaSilva_DISSERT.pdf: 3002851 bytes, checksum: a27175bc5e66f1e203ed3d2f6e60d562 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-15T19:22:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ValdicLuizDaSilva_DISSERT.pdf: 3002851 bytes, checksum: a27175bc5e66f1e203ed3d2f6e60d562 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T19:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdicLuizDaSilva_DISSERT.pdf: 3002851 bytes, checksum: a27175bc5e66f1e203ed3d2f6e60d562 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / O aproveitamento sustent?vel de res?duos decorrente da agroind?stria ? atualmente foco de pesquisas, com destaque para o baga?o de cana de a??car (BCA), por ser o res?duo lignocelul?sico produzido em maior volume na agroind?stria brasileira, onde a biomassa residual tem sido aplicada na produ??o de energia el?trica e bioprodutos. Neste trabalho, foi produzida celulose com elevada pureza, a partir do (BCA), por polpa??o soda/antraquinona e, posterior convers?o em acetato de celulose. A celulose comercial Avicel foi utilizada para compara??o. A obten??o do acetato de celulose ocorreu por rea??o de acetila??o homog?nea, modificando-se as vari?veis, tempo reacional, em horas, (8, 12, 16, 20 e 24) e temperatura, em ?C, (25 e 50). Os espectros de FTIR indicaram bandas caracter?sticas id?nticas para os materiais celul?sicos, o que demonstra a efici?ncia da separa??o por polpa??o. A caracteriza??o da celulose e do acetato obtidos ocorreu por espectroscopia de infravermelho (FTIR), difra??o de raios X (DRX), an?lises termogravim?tricas (TG/DTG/DSC), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e determina??o do grau de substitui??o (GS) para o acetato de celulose, para confirma??o da acetila??o. Os tempos reacionais ?timos para a obten??o de diacetatos e triacetatos, em ambas as temperaturas foram 20 h e 24 h. O acetato de celulose, produzido do BCA, apresentou GS entre 2,57 e 2,7 na temperatura de 25?C e, a 50 ?C, os GS obtidos foram 2,66 e 2,84, indicando real convers?o da celulose do BCA em di e triacetatos. De modo comparativo, a celulose comercial Avicel apresentou GS de 2,78 e 2,76 a 25 ?C e 2,77 e 2,75 a 50 ?C. Os dados foram obtidos no tempo de 20 h e 24 h, respectivamente. O melhor resultado ocorreu para a s?ntese do acetato de celulose obtida do BCA, com GS de 2,84 a 50?C e 24 h, sendo classificado como triacetato de celulose, que apresentou resultado superior ao acetato produzido com a celulose comercial Avicel, demonstrando a potencialidade de convers?o da celulose obtida a partir de um res?duo lignocelul?sicos (BCA), de baixo custo, com perspectivas de utiliza??o comercial do acetato de celulose / The sustainable use of waste resulting from the agribusiness is currently the focus of research, especially the sugar cane bagasse (BCA), being the lignocellulosic waste produced in greater volume in the Brazilian agribusiness, where the residual biomass has been applied in production energy and bioproducts. In this paper, pulp was produced in high purity from the (BCA) by pulping soda / anthraquinone and subsequent conversion to cellulose acetate. Commercial cellulose Avicel was used for comparison. The obtained cellulose acetate was homogeneous acetylation reaction by modifying the variables, the reaction time in hours (8, 12, 16, 20 and 24) and temperature in ? C (25 and 50). FTIR spectra showed characteristic bands identical to cellulosic materials, demonstrating the efficiency of separation by pulping. The characterization of cellulose acetate was obtained and by infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG / DTG / DSC), scanning electron microscopy (SEM) and determining the degree of substitution (DS ) for the cellulose acetate to confirm the acetylation. The optimal reaction time for obtaining diacetates and triacetates, at both temperatures were 20 and 24 h. Cellulose acetate produced BCA presented GS between 2.57 and 2.7 at 25 ? C and 50 ? C GS obtained were 2.66 and 2.84, indicating the actual conversion of cellulose BCA of di- and triacetates. Comparative mode, commercial cellulose Avicel GS showed 2.78 and 2.76 at 25 ? C and 2.77 to 2.75 at 50 ? C. Data were collected in time of 20 h and 24 h, respectively. The best result was for the synthesis of cellulose acetate obtained from the BCA GS 2.84 to 50 ? C and 24 hours, being classified as cellulose triacetate, which showed superior result to that produced with the commercial ethyl cellulose Avicel, demonstrating converting potential of cellulose derived from a lignocellulosic residue (BCA), low cost, prospects of commercial use of cellulose acetate

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of cellulose nanocrystals (CN) as a reinforcing agent for polymeric matrices has attracted considerable attention because the cellulose nanocrystal-based nanocomposites typically exhibit thermal, mechanical and superior barrier properties compared to the pure polymer or conventional composites and additionally provide environmental benefits. In order to use these to the CN as a reinforcing agent polymer matrix, the thermal stability of these crystals is a key factor in that they can be used as effective reinforcement materials, since the thermoplastic processing temperatures often exceeds 200°C. In this work CN were obtained from different sources, cellulose of purified mango seed (PMS), eucalyptus kraft pulp (PK) and cellophane (CELL) by acid hydrolysis with HCl and H2SO4. The chemical compositon of PMS, PK and CELL used in the hydrolysis were determined for the levels of -cellulose, hemicelluloses, holocellulose, lignin and ash All NC were characterized by elemental analysis (C,H,N,S), x - rays diffraction (XRD), atomic force microscopy ( AFM ) and thermogravimetry analysis ( TGA ) . Through thermogravimetric analysis kinectic study of thermal decomposition of the CN was carried out, it was possible to determine the conversion ( ) of the thermal decomposition of each sample of NCC under different heating rates of 5 , 10 , 20 and 40 ° C.min-1 . Through these data was possible to estimate the activation energy involved in the thermal decomposition process by applying kinetic method ASTM E 1641 , and the kinetic method of Kissinger . / A aplicação de nanocristais de celulose (NCC) como agente de reforço para matrizes poliméricas tem atraído considerável atenção, pois os nanocompósitos baseados em NC geralmente exibem propriedades térmicas, mecânicas e de barreira superiores em relação ao polímero puro ou compósitos convencionais, e adicionalmente oferecem benefícios ambientais. Tendo em vista a utilização desses NCC como agente de reforço para matrizes poliméricas, a estabilidade térmica destes cristais é um fator chave para que os mesmos possam ser usados como materiais de reforço eficazes, uma vez que as temperaturas de processamento de termoplásticos muitas vezes excede os 200°C. Neste trabalho foram extraídos NCC de diferentes fontes, celulose de manga purificada (CP), celulose de polpa Kraft de eucalipto (PK) e celofane (CEL), através de hidrolise ácida com H2SO4 e HCl. As composições químicas dos CP, PK e CEL utilizadas na hidrólise foram determinadas quanto aos teores de -celulose, holocelulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Todos os NCC foram caracterizados através de análise elementar (C,H,N,S), difração de raios-x, microscopia de força atômica (AFM) e análise termogravimétrica (TGA). Através das análises termogravimétricas, foi realizado o estudo cinético de degradação térmica dos NCC, onde foi possível se determinar a conversão ( da decomposição térmica para todas as amostras de nanocristais de celulose. E sob diferentes taxas de aquecimentos 5, 10, 20 e 40°C.min-1. Através desses dados pôde-se estimar a energia de ativação envolvida no processo de decomposição térmica aplicando-se os métodos cinéticos ASTM E 1641 e o método cinético de Kissinger. / Mestre em Química

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

Fibras vegetais de baixo módulo de elasticidade são conhecidas pela sua capacidade de aumentar a energia absorvida durante o carregamento dos materiais cimentícios, especialmente no estágio pós-fissurado. A utilização de nanofibras celulósicas pode contribuir para a tenacificação de matrizes frágeis, tanto por melhorar o empacotamento das partículas, com o refinamento de poros, quanto pela interceptação de fissuras na escala nanométrica, com a respectiva absorção de energia. A celulose nanofibrilada provém de um recurso natural, abundante e renovável, possui bom desempenho mecânico e superfície específica elevada, o que contribui para melhorar a adesão entre as partículas de cimento. Estes fatores justificam o uso da celulose nanofibrilada e a tornam uma boa alternativa como nanoreforço de materiais cimentícios. Com isso, o objetivo deste trabalho foi a produção de celulose nanofibrilada a partir de polpa organossolve de bambu, definindo a melhor condição para sua produção e posterior utilização como reforço em compósitos híbridos (reforçados na nano e micro escalas) em comparação a compósitos reforçados somente com microfibras (polpa) pelos processos de produção por sucção e prensagem, e extrusão. A celulose nanofibrilada foi produzida utilizando-se polpa não-branqueada e branqueada, por meio de 5, 10, 15 e 20 ciclos de nanofibrilação pelo processo grinding. Foram realizados testes químicos, físicos e mecânicos para definição da condição ótima de nanofibrilação. A celulose nanofibrilada não-branqueada produzida mediante 10 ciclos foi definida como a melhor opção para utilização nos compósitos híbridos, por possuírem maior módulo de elasticidade e, em razão da sua maior estabilidade estrutural, apresentam maior resistência à degradação em meio alcalino. Os compósitos foram submetidos à cura por carbonatação acelerada para mitigação da degradação da fibra pela diminuição do pH da matriz e também para refinamento dos poros. Os compósitos foram submetidos ao teste de envelhecimento acelerado por meio de 200 ciclos de imersão e secagem para análise da sua degradação. Os compósitos híbridos e reforçados somente com polpa aos 28 dias de cura e após o envelhecimento acelerado foram submetidos aos ensaios físicos, mecânicos e microestruturais para acompanhamento do efeito da celulose nanofibrilada nas suas propriedades. Nos compósitos produzidos pelos dois processos aos 28 dias não houve diferença estatística para as propriedades físicas testadas, comparando-se os compósitos híbridos e os reforçados somente com polpa. No processo de sucção e prensagem, embora útil para ajustes na formulação e na cura do compósito híbrido, não se percebeu contribuição estatisticamente significativa da celulose nanofibrilada na formação de pontes de transferência de tensões, e, portanto sem o correspondente aumento na resistência mecânica dos compósitos. Nos compósitos extrudados, a celulose nanofibrilada atuou de modo a melhorar o comportamento mecânico do compósito híbrido em comparação ao compósito sem nanofibras. Esta melhoria pode estar associada à maior adesão entre as nanofibrilas e a matriz cimentícia, o que foi atestado pela análise microestrutural (MEV) dos compósitos. Após o envelhecimento acelerado os compósitos com e sem nanofibras produzidos pelos dois processos não apresentaram redução do desempenho mecânico, o que se atribui à menor alcalinidade provida pela carbonatação acelerada. / Low elastic modulus vegetable fibers are known for their ability to increase the energy absorbed by cement based materials while they are loaded, especially during the post-crack stage. The use of cellulose nanofibers may contribute for toughening of brittle matrices and improving particle packing by both pore refining and crack intercepting at nanoscale, with the corresponding energy absorption. Nanofibrillated cellulose comes from a natural, abundant and renewable resources, it has good mechanical peformance and high specific surface, which contributes to improve the adhesion between the cement particles. These factors justify the use of nanofibrillated cellulose and give rise to an alternative nanoreinforcement for cement based materials. Thus, the aim of this work was the production of the nanofibrillated cellulose from bamboo organosolv pulp, establishing the best condition for its production and subsequent use as reinforcement in hybrid composites (both nano and micro-scale reinforcement) compared to composites reinforced with only microfibers (pulp), produced by the slurry vacuum dewatering followed by pressing and extrusion methods. The nanofibrillated cellulose was produced submitting unbleached and bleached pulps to 5, 10, 15 and 20 nanofibrillated cycles by the grinding method. Chemical, physical and mechanical tests were carried out to define the optimal condition to nanofibrillation. The unbleached nanofibrillated cellulose produced by 10 cycles was defined as the best option to be used in hybrid composites, since their greater modulus of elasticity and, because of their greater structural chemical stability, higher resistance to degradation in alkaline environments. The composites were subjected to accelerated carbonation curing process to mitigate thedegradation of fiber by reducing the matrix pH and also to refine the pores. The composites were subjected to accelerated aging process by means of 200 wet and dry cycles to assess their degradation. The hybrid composites and the composites reinforced only with pulp at 28 days and after accelerated aging were subjected to physico-mechanical and microstructural tests to study the effect of the nanofibrillated cellulose on their properties. There was no difference in the physical properties of the hybrid composites and composites reinforced with only pulp, produced by the two processes at 28 days. For the slurry vacuum dewatering followed by pressing process, although useful for adjustments in the formulation and cure hybrid composite, there was no statistically significant contribution of the nanofibrillated cellulose in the formation of stress transfer bridges, and therefore without a corresponding increase in the mechanical strength of the composites. For the extruded composites, the nanofibrillated cellulose improved the mechanical behavior of the hybrid composite compared to the composite without nanofiber. This improvement may be associated with greater adherence between the nanofibrils and the cement matrix, which was confirmed by microstructural analysis (SEM) of the composites. After accelerated aging, the composites with and without nanofibers produced by the two processes showed no reduction in mechanical performance, which is attributed to the lower alkalinity provided by the accelerated carbonation.

Neste trabalho a celulose extraída do bagaço de cana-de-açúcar foi convertida para triacetato de celulose que foi utilizado na produção de nanomembranas obtidas através da técnica de eletrofiação. O acetato de celulose foi preparado adicionando-se 100 mL de ácido acético, 1 mL de ácido sulfúrico e 67 mL de anidrido acético para 1g de celulose do bagaço de cana deaçúcar. Foi obtido um rendimento de cerca de 1,3g do produto para cada 1g de bagaço utilizado no processo. O triacetato de celulose produzido foi caracterizado por meio de Análise de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostraram um conjunto de bandas de baixa intensidade na região 3700 a 3100, uma banda intensa em 1750 cm-1 e uma banda intensa em 1230 cm-1. O grau de substituição foi de 2,8. Os resultados da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) para a celulose comercial (Sigma®) apresentou dois picos endotérmico a 200ºC e 320ºC e um pico exotérmico a 340ºC, e a celulose do bagaço de cana-de-açúcar mostrou um pico endotérmico a 190ºC. O acetato de celulose comercial (Sigma®) apresentou dois picos endotérmicos a 185ºC e a 240ºC e o triacetato de celulose do bagaço de cana-de-açúcar mostrou quatro picos endotérmicos a 170ºC, 240ºC, 300ºC e 370ºC, respectivamente. As nanomembranas de triacetato de celulose foram produzidas utilizando-se várias soluções poliméricas, a solução polimérica mais adequada ao processo foi Acetona/Dimetilformamida (DMF 85:15 m/m) a 15% de triacetato de celulose 70/30 m/m Sigma®/Bagaço. Durante o processo de eletrofiação foram testadas as seguintes condições: voltagem (25 KV), fluxo (2-4 mL/h) e distância de (7-12 cm). As nanomembranas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); citotoxicidade onde os resultados obtidos indicando a biocompatibilidade das nanomembranas eletrofiadas; absorção de água, na faixa de 150% a 350% e perda de massa na faixa de 9% a 28%. Neste trabalho também foi realizado o estudo da incorporação da enzima bromelina, visando agregar propriedades cicatrizantes e anti-inflamatórias às nanomembrana e assim possibilitando sua futura utilização no tratamento de feridas, traumas, queimaduras, entre outros. Os melhores resultados na condição em recuperação de atividade enzimática foram de 67,5 / In this work, the cellulose extracted from sugarcane bagasse was converted to cellulose triacetate which was used in the production of nanomembranes obtained by electrospinning technique. The cellulose acetate was prepared by adding 100 mL of acetic acid, 1 mL of sulfuric acid and 67 mL of acetic anhydride to 1 g of cellulose pulp from sugar cane. A yield of about 1.3 g of product per gram of bagasse used in the process was obtained. The cellulose triacetate produced was characterized by analysis of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results show a set of low intensity bands in the region 3700 - 3100, an intense band at 1750 cm-1 and an intense band at 1230 cm-1. The degree of substitution calculated was 2.8. The results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) of the commercial cellulose (Sigma®), presented two endothermic peaks at 200ºC, 320ºC and an exothermic peak at 340ºC, and the cellulose from sugarcane bagasse showed the endothermic peak at 190ºC. The commercial cellulose acetate (Sigma®) showed two endothermic peak 185ºC to 240°C and cellulose triacetate from sugarcane bagasse showed four endothermic peaks at 170°C, 240°C, 300°C and 370ºC respectively. The nanomembranes of cellulose triacetate were produced using some polymeric solutions, the polymeric solutions most appropriated was acetone/ dimethylformamide (DMF 85:15 w / w) to 15% cellulose triacetate, cellulose 70/30 w / w Sigma® / Bagasse. During the electrospinning process the following conditions were tested: voltage (25 kV), flow rate (2 - 4 mL/h) and distance (7 - 12 cm). The nanomembranes were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM); cytotoxicity the results indicate the biocompatibility of the electrospinning nanomembranes; and water absorption, yielding values between 150 and 350% mass loss and to values between 9 and 28%. In this study it was the incorporation of the enzyme bromelain, in order to add healing and anti-inflammatory properties to nanomembrane was also performed and thus allowing their future use in the treatment of wounds, traumas, burns, among others. Provided the best results in recovery of enzyme activity was about 67.5

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Much of this energy demand is supplied by fuel from process itself, such as black liquor and forest biomass; however, in many cases units are not self-sufficient in electricity. Initially, Pulp and Paper energy matrix was based on fuel oil supply, abundant and cheap. However, with oil crisis and Brazilian recession established in the second half of 70s, there were fast and significant changes, motivated by incentives of black liquor utilization in chemical recovery boilers. Natural gas, explored in Santos and Campos Basins, and also with the construction of Bolivia-Brazil gas pipeline, has become a good energy option for replacement of fuel oil supply. In this paper we have analyzed possible trajectories for Brazilian Pulp and Paper energy matrix, in a short and medium term, even as identified changing factors in matrix historical data and defined trends for fuel market and technological development associated with energy usage. Main changes in Pulp and Paper energy inputs share were explained not only by the price ratio, but also to sectorial policies, as self-generation incentives and utilization of byproducts to reduce dependence of external supply of fuel and electricity. Investments to increase process efficiency and adoption of advanced technologies in power generation will lead to less dependence on external supply. Rising fossil fuel prices, associated with anon-transparent price formation in vertical markets, has motivated an increase of biomass use in energy matrix. Moreover, given the uncertainty about pulp future demand and prices, Pulp and Paper competitiveness is related to products diversity, by applying forest biorefineries concept and performing biomass multiple utilizations in different technological routes. / O segmento de papel e celulose é um dos mais importantes segmentos industriais eletrointensivos do país. As unidades industriais são intensivas tanto no uso de energia térmica quanto elétrica, nas diversas etapas da produção de celulose e posteriormente na fabricação de papel. Grande parte dessa demanda energética é suprida por combustíveis provenientes do próprio processo, como o licor negro e biomassa florestal, entretanto, em muitos casos as unidades não são autossuficientes em energia. A matriz energética dessa indústria se baseou, inicialmente, no suprimento através do óleo combustível, abundante e barato. Todavia, com as crises de petróleo e a recessão estabelecida no país na segunda metade da década de 70, ocorreram rápidas e significativas mudanças, motivadas pelo incentivo do uso do licor negro em caldeiras de recuperação química. O gás natural, com a exploração das bacias de Santos e Campos, bem como com a construção do Gasoduto Brasil-Bolívia, também se tornou uma boa opção energética para a substituição do óleo combustível. Nesse trabalho buscou-se analisar as possíveis trajetórias da matriz energética da indústria de papel e celulose brasileira, no horizonte de curto e médio prazo, assim como identificar os fatores de transformação no histórico da matriz e definir tendências para o mercado de combustíveis e para o desenvolvimento tecnológico associado ao uso dos produtos energéticos no setor. As principais mudanças na participação dos insumos energéticos dessa indústria se deveram não somente pela relação de preço, mas também associadas às políticas setoriais, como o incentivo à autoprodução de energia e aproveitamento de subprodutos para diminuir a dependência externa de combustíveis e energia elétrica. Investimentos no aumento de eficiência dos processos e a adoção de tecnologias avançadas na geração de energia levarão à menor dependência externa de combustíveis e energia elétrica. A elevação dos preços dos combustíveis fósseis, associada à formação pouco transparente do preço em mercados verticalizados, tem proporcionado um incentivo à ampliação do uso de biomassa na matriz energética. Além disso, diante das incertezas sobre a demanda futura de celulose,a competitividade da indústria de papel e celulose estará vinculada à diversidade nos produtos gerados, aplicando o conceito de biorrefinarias florestais e realizando os múltiplos aproveitamentos da biomassa em rotas tecnológicas distintas.