O setor brasileiro de celulose é um importante pilar da economia nacional. Só em 2010 a exportação de celulose trouxe para o País US$ 4,7 bilhões. Dada a sua importância, este setor já foi alvo de vários estudos de competitividade. No entanto, a mudança no cenário concorrencial global, marcada pela entrada de novos agentes, requer uma avaliação da posição competitiva do Brasil frente aos concorrentes emergentes. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo identificar os novos players, descrever a dinâmica concorrencial nos principais mercados, propor ferramentas adequadas para avaliar os resultados dos países exportadores de celulose de fibra curta, e explicar as razões de liderança entre os países exportadores. A fim de mensurar os resultados dos países fornecedores, foi empregada uma função de subcusto translog restrita para obtenção da elasticidade de substituição entre as polpas de fibra curta dos principais países exportadores. Para essa análise foram considerados, separadamente, os mercados americano e chinês. Os resultados obtidos foram analisados levando-se em conta aspectos técnicos da polpas de fibra curta, com foco na morfologia das fibras, e também o histórico de formação dos setores de celulose no Brasil, na Indonésia (fornecedor emergente, principal fornecedor de celulose de fibra curta para a China) e no Canadá (fornecedor tradicional de celulose, principal concorrente do Brasil nos Estados Unidos). Foram também avaliadas as barreiras de mercado à polpa indonésia a partir do testemunho de funcionários e dirigentes de fábricas de papel na América do Norte, Europa e Ásia. As observações feitas sobre a organização setorial e tecnológica dos concorrentes foram comparadas aos modelos correntes de catch up tecnológico a fim de se identificar comportamentos que contribuam para a extensão da teoria nesta área. Os resultados do trabalho indicam que a competitividade brasileira no setor de celulose se apoia na produtividade florestal, resultado da acumulação de competências tecnológicas relacionadas ao eucalipto. Isso garante a competitividade brasileira frente aos concorrentes tradicionais. Frente à polpa indonésia, que vem acumulando competências tecnológicas relacionadas à acácia, a polpa brasileira é competitiva hoje. A manutenção da competitividade da polpa brasileira frente à indonésia no futuro dependerá da intensidade de investimentos em inovação feitos por ambos os países. / Pulp industry is a mainstay of Brazilian economy. In 2010, Brazilian pulp exports totaled US$ 4.7 billion. Given its importance, this industry has been the focus of several studies on competitiveness. However, the change in the competitive global scenario, marked by the entry of new players, requires an assessment of Brazil\'s competitive position towards emerging competitors. In this context, this work aimed to identify new players, to describe the dynamics of competition in key markets, to propose appropriate tools to assess the performance of hardwood pulp exporting countries, and explain the reasons for leadership among the exporting countries. In order to measure the supplier countries results, a restricted translog subcost function was applied to obtain the elasticity of substitution between hardwood pulp from the main exporters. This analysis was performed for both the U.S. and Chinese markets. Results were evaluated considering technical features of hardwood pulp, especially fiber morphology, and also a historic appraisal of pulp industry establishment in Brazil, Indonesia (emerging supplier, main hardwood pulp supplier to China) and in Canada (traditional pulp supplier, Brazil\'s main competitor in the U.S.). Market barriers to the entry of Indonesian pulp were also assessed based on the personal testimony of employees and executives of paper mills in North America, Europe and Asia. Observations on the competitors industry and technology setup were compared to current models of technological catch up in order to identify behaviors or patterns that contribute to the extension of the theory in this area. The results of this study indicate that the competitiveness of the Brazilian pulp industry is based on forest productivity, which result from the accumulation of technological capabilities related to eucalyptus. This ensures Brazilian competitiveness against traditional competitors. Compared to the Indonesian pulp industry, which has been accumulating technological capabilities related to acacia, the Brazilian pulp is currently competitive. Maintaining the competitiveness of Brazilian pulp against the Indonesian in the future will depend on the intensity of innovation investments made by both countries.

Nas últimas décadas observou-se tanto o crescimento das preocupações ambientais e de sustentabilidade. Neste contexto, surgiu o conceito de biorrefinaria. No Brasil, uma das principais lavouras agroindustriais é a produção de cana-de-açúcar. A indústria sucroalcooleira já atua como um modelo de biorrefinaria tendo a possibilidade de produção de açúcar de etanol e ainda de energia elétrica. Contudo, existe grande potencialidade de produtos de originários de biomassa vegetal. Alguns exemplos das potencialidades são: (i) a utilização dos açúcares da fração polissacarídica para produção de etanol; (ii) produção de polpa e papel; (iii) produção de nanomateriais entre outras. Assim, este trabalho se propõe a buscar e aplicar tecnologias e processos voltados a utilização da cana-de-açúcar para a obtenção de produtos variados. O primeiro processo utilizado é a separação das frações casca e miolo da cana-de-açúcar: na casca existe uma baixa quantidade de células de armazenamento de açúcar e uma maior proporção de fibras estruturais ademais, da epiderme extrai-se a cera; na fração miolo concentra-se a maior parte do caldo rico em sacarose, pela elevada quantidade de células de parênquima. Visando elevar a concentração de sacarídeos para a produção de etanol estudou-se a realização de um processo hidrotérmico usando o próprio suco da cana-de-açúcar para a extração de açúcares da fração de hemiceluloses. Observou-se que para a reação hidrotérmica em meio neutro na faixa de temperaturas estudada (110 a 130°C) cerca de 95% dos sacarídeos são conservados. Contudo, nestas condições reacionais a preservação de massa de hemiceluloses também se mantém nesta faixa, assim verificou-se que o uso de um catalizador ácido permitiria uma conservação de sacarídeos similar e aceleraria a reação de remoção de hemiceluloses. Usando processos similares aos usados na indústria de papel e celulose obteve-se dois materiais celulósicos das frações casca e miolo de cana-de-açúcar com características físico-mecânicas diferenciadas. Apesar do maior teor de células de parênquima no miolo original, observou-se que o papel desta fração apresentou resultados promissores com propriedades similares ao de papeis comerciais. A partir destas polpas, obteve-se dois materiais celulósicos nanofibrilados distintos, sendo o material da casca dúctil e o de miolo mais rígido (maior módulo de Young) e ao mesmo tempo mais frágil (menor alongamento para a ruptura). Verificou-se ainda que a partir dessas polpas celulósicas pode-se produzir nanocristais de celulose II usando um processo de hidrólise e solubilização com ácido sulfúrico seguido de reprecipitação. Desenvolveu-se o processo de produção de nanocristais de celulose I usando água subcrítica associado ou não a CO2. Este processo tem o potencial de substituir a atual produção de nanocristais de celulose visto que neste utiliza-se somente água (com ou sem CO2) para promover a hidrólise em oposição ao método clássico que usa elevadas concentrações de ácido sulfúrico permitindo uma economia financeira e produzindo menor volume de resíduos. / In the last decades environmental concerns and sustainability have grown. In this context, the biorefinery concept arose. In Brazil, one of the leading agro-industrial crops is the production of sugarcane. The sugar industry is already a model of a biorefinery because of the possibility of producing ethanol, sugar and even electricity. However, plant biomass still has a great potential to produce new materials and chemicals. Some of the capabilities are: (i) the use of the sugars from the polysaccharide fraction aiming the ethanol production; (ii) the production of pulp and paper; (iii) production of nanomaterials, among others. This work aims to seek and apply technologies and processes to obtain different products from sugarcane. The first used is the separation of the rind and core fractions of sugarcane: in the rind there is a low amount of sugar storage cells and a higher proportion of structural fibers, and also wax from the epidermis; the core fraction concentrates the majority of the sucrose rich broth as consequence of the high quantity of parenchyma cells. In order to increase the concentration of saccharides a hydrothermal process was studied using the own juice of sugar cane to extract sugars from the hemicellulose fraction. It was observed that for the hydrothermal reaction in neutral medium in the temperature range studied (110 to 130 °C) of about 95% saccharides are conserved. However, in these reaction conditions the hemicellulose preservation is also kept in this range, so it was found that the use of an acid catalyst allow similar saccharides recovery and accelerate the hemicellulose removal. Using similar procedures to those of the pulp and paper industry two cellulosic materials with differentiated physical and mechanical characteristics were obtained from the rind and core fractions of sugarcane. Although most parenchyma content in the original core material, it was observed that this fraction showed promising results with properties similar to commercial papers. From these pulps, two different nanofibrillated cellulosic materials were obtained, being the rind material a ductile material and the core a rigid (higher Young\'s modulus) and brittle (lower elongation at break) one. It was also found that from these pulps cellulose II nanocrystals can be produced using a process of hydrolysis and solubilization with sulfuric acid followed by a reprecipitation process. The production of cellulose I nanocrystals through processes using subcritical water with or without CO2 were developed. These processes have the potential to replace the current nanocrystals production since only water is used (with or without CO2) to promote the hydrolysis, compared to the traditional method, which uses high concentrations of sulfuric acid, thus enabling economical saves and producing less amount of wastes.

O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de xilanases presentes no filtrado de cultura e de xilanases purificadas de Penicillium chrysogenum no processo de branqueamento de polpa celulósica de pseudocaule de bananeiras frutíferas. Inicialmente, estabeleceu-se o meio e o tempo de cultivo ótimos para a produção de xilanase pelas linhagens IFO-4626 e M-85 de Penicillium chrysogenum. Ambas as linhagens apresentam, além da alta atividade de xilanase, alta atividade de pectinases e baixa atividade de celulases, características que contribuem para seu emprego no processamento de polpa e(ou) fibras celulósicas. Para a linhagem IFO-4626, a melhor produção de xilanase foi obtida no meio Ferreira após 60h de cultivo, usando como indutor xilana de oat spelt. O desempenho da linhagem M-85 só se iguala ao da IFO-4626 no tempo 72h, no meio Haas. Como fontes de carbono, palha de cana-de-açúcar e fibra de coco podem substituir a xilana de oat spelt na produção de xilanase pela linhagem IFO-4626. Xilose pode induzir a síntese de xilanase quando nenhuma fonte de xilana é adicionada ao meio. A inibição da atividade de xilanase foi observada nos meios com xilana e glicose (1%) ou galactose (1%). Nos experimentos de purificação da xilanase foi usado o filtrado de cultura obtido após 72h de cultivo da linhagem IFO-4626 no meio Ferreira. Dois picos com atividade de xilanase foram obtidos após a eluição em uma coluna de troca aniônica DEAE-Sephacel. A xilanase I, com massa molecular de 12,6 kDa, Km = 12,14 mg/mL e Vmáx = 7,75 U/µg de proteína, não se ligou à resina e a xilanase II, com massa molecular de 20 kDa, Km = 39,32 mg/mL e Vmáx = 1579,62 mg/mL, foi eluída com 100 mM de NaCl. Tanto as xilanases presentes no filtrado de cultura como as xilanases I e II, apresentaram boa estabilidade térmica a 40°C e 50°C e em valores de pH de 3,5 a 9,0. Porém, além de não possuírem boa estabilidade a 60°C, suas temperaturas e pH ótimos de reação são baixos. As xilanases presentes no filtrado de cultura foram ativadas pela presença de Fe+2, Mn+2, Ca+2 e ditiotreitol (DTT) e inibidas pela presença de Zn+2, dodecil sulfato de sódio (SDS), Pb+2 e Hg+2. A atividade da xilanase I foi estimulada por DTT, Ca+2 e Mn+2 e inibidas por Cu+2, Zn+2, SDS e Hg+2. Já a xilanase II foi inibida por Hg+2 e ativada por diversos íons: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2 e por NH4+ e DTT. As xilanases presentes no filtrado de cultura da linhagem IFO-4626 e as xilanases purificadas I e II favoreceram a liberação de cromóforos a 237nm e de açúcares redutores. Porém, as enzimas presentes no filtrado de cultura mostraram-se mais adequadas para liberação de cromóforos com absorção em diferentes comprimentos de onda. Ou seja, constatou-se que as enzimas presentes no filtrado de cultura possuem melhor potencial do que as xilanases purificadas I e II, para favorecer o posterior branqueamento da polpa kraft de pseudocaules de bananeiras frutíferas. / The aim of this work was to study the potential of xylanases present in culture filtrate of Penicillium chrysogenum and of this xylanases purified in favor of the pre-bleaching of pseudo-stem cellulosic pulp of banana trees. Early, it was established the optimal media and time of culture to production of xylanases by IFO-4626 and M-85 Penicillium chrysogenum strains. Both strains have presented such characteristics as to contribute to their use in pulp and/or cellulosic fibers industrial process, besides the high activity of pectinases and the low activity of cellulases. To the IFO-4626 strain, the best production of xylanases using as inductor oat spelt xylan was obtained in the Ferreira medium, after 60h of culture. The performance of M-85 strain only was equal to that at the 72 hours in the Haas medium. As carbon sources, both sugar-cane straw and coconut fiber can substitute the oat spelt xylan in the production of xylanase by IFO-4626 strain. Xylose can induce the synthesis of xylanase when no xylan source was added to the culture medium. The inhibition of activity of xilanase was observed in medium with xylan plus glycose (1%) or galactose (1%). In the essays about xylanase purification, it was used the culture filtrate of IFO-4626 strain, obtained after 72 hours of culture in Ferreira medium. Two peaks with xylanase activity were obtained after the elution in an anionic-exchange column DEAE-Sephacel. The xylanase I, showed molecular mass of 12.6 kDa, Km = 12.14mg/mL and Vmax = 7.75 U/µg of protein, and it was not bind to the resin, and the xylanase II, with molecular mass of 20 kDa, Km = 39.32 mg/mL and Vmáx = 1579.62 mg/mL, was eluted with NaCl 100 mM. The xylanases in the culture filtrate, and the xylanases I and II, have presented good stability at 40°C and 50°C, and in pH values 3.5 to 9.0, despite of having no good stability at 60°C, their optimal temperatures and pH of reaction are low. The xylanases present in culture filtrate were activated by the presence of Fe+2, Mn+2, Ca+2 and dithiothreitol (DTT) and inhibited by the presence of Zn+2, sodium dodecyl sulphate (SDS), Pb+2 and Hg+2. The xylanase I activity was stimulated by DTT, Ca+2, and Mn+2, and inhibited by Cu+2, Zn+2, SDS, and Hg+2. On the other hand, the xylanase II was inibited by Hg+2, and it was activated by several ions, like as: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2, and by NH4+ and DTT. The xylanases from IFO-4626 strain, present in the culture filtrate, and the purified xylanases I and II favored the release of chromophores at 237 nm, and release of reducing sugars. Although, the enzymes present in the culture filtrate show better adequacy than the purified ones in order to release chromophores, they show absorption in different wave lengths. In other words, it was verified that the enzymes present in the culture filtrate have the best potential to favor the further bleaching of the banana tree pseudo-stem kraft pulp.

A presente tese analisa a configuração, a reestruturação e a dinâmica do setor de celulose e papel no Brasil (em especial o seu mercado de trabalho), mostrando que esses processos foram distintos para as indústrias desse setor, que são: a indústria de celulose, a indústria de papéis e a indústria de artefatos de papéis. A tese está organizada em quatro capítulos, incluindo a Introdução. O segundo capítulo, Análise do processo de configuração do setor de celulose e papel no Brasil, destaca como a conduta das empresas multinacionais, as políticas públicas e o dinamismo dos mercados doméstico e externo geram evoluções e dinâmicas distintas para as indústrias desse setor, desde sua origem até 2009, e implicaram em suas distintas inserções na Divisão Internacional do Trabalho - DIT ao longo do tempo. Demonstra-se que a configuração dessas indústrias foi diferenciada nos últimos cinquenta anos, sendo que a expansão da indústria de celulose foi para atender o mercado internacional e as indústrias de papéis e artefatos de papéis são mais centralizadas em atender o mercado doméstico em resposta à forma como os países se organizaram dentro da DIT. O terceiro capítulo, Impactos da reestruturação do setor de celulose e papel no Brasil sobre o desempenho de suas indústrias, usou dados em painel e estimou equações visando identificar se as variáveis de estrutura e de abertura comercial tiveram influência sobre o desempenho das indústrias do setor no período de 1986 a 2007 com base nos dados da PIA IBGE, da BRACELPA e do Sistema ALICE-Web. Pode-se concluir que a variável de concentração de mercado (HHI) teve impacto positivo sobre a medida de desempenho margem preço-custo; o aumento na taxa de importação tem relação negativa com a margem preço-custo; e a origem do capital tem relação positiva com a medida de desempenho considerada. O quarto artigo, Impactos da liberalização comercial e da reestruturação industrial sobre o mercado de trabalho do setor de celulose e papel no Brasil, analisa a dinâmica do mercado de trabalho desse setor entre 1996 e 2008 usando dados da RAIS. Verificou-se: 1) aumento no número de empregados no setor de celulose e papel nesse período, mas redução desse número para a indústria de celulose e para a indústria de papéis; 2) a indústria de celulose emprega proporcionalmente mais trabalhadores com maior escolaridade e idade do que a indústria de artefatos de papéis; 3) os salários pagos na indústria de celulose foram maiores que nas outras duas indústrias e no setor de celulose e papel como um todo; 4) predomínio do uso da mão de obra masculina e diferencial salarial entre homens e mulheres nas três indústrias, entretanto, esse diferencial foi menor na indústria de celulose em 2008; 5) a maioria das variáveis explicativas propostas para analisar o impacto sobre os salários apresentou o sinal esperado nas regressões. As variáveis abertura comercial, proporção de mulheres em relação aos homens e escolaridade média dos trabalhadores foram as que apresentaram melhor significância estatística. As duas primeiras atuam para reduzir o salário e a última para aumentá-lo. / The present thesis analyzes the configuration, the restructuring and the dynamics of the pulp and paper sector in Brazil (paying a special attention to its labor market), showing that these processes were different to the industries of this sector: the industry of pulp, industry of papers and industry of paper-made products. The thesis is organized in four chapters, including the Introduction. The second, Analysis of configuration process of pulp and paper sector in Brazil, highlights how the conduct of multinational companies, the public policies and the dynamism of domestic and external markets generate distinct evolutions and dynamics for the three industries inside the pulp and paper sector in Brazil since the origin of this sector until 2009 and implicated in distinct insertions of these industries in the International Work Division - DIT along time. It is demonstrated that the configuration of these industries was differentiated during the last fifty years, pointing out the expansion of pulp industry, from 1970 on, to attend the international market and the paper and paper artifacts industries are more focused in attending the domestic market in response to the way the countries organized themselves inside DIT. The third chapter, Impacts of pulp and paper sector´s restructuring in Brazil on the performance of its industries, organized data in panel and run equation to determine if the variables of structure and commercial openness that had influence the performance of industries under analysis. The period of time considered was from 1986 to 2007 and data utilized came from PIA IBGE, from BRACELPA and from Alice-Web System. It can be concluded that the variable of market concentration (HHI) had positive impact on the performance measure cost-price margin; the increase in the importation rate has negative relation with price-cost margin; and the capital´s origin has positive relation with the performance measure considered. The fourth chapter, Impacts of trade liberalization and industrial reorganization the market place of pulp and paper sector in Brazil, analyses the labor market dynamics of this sector between 1996 and 2008 using data from RAIS. The main findings are: 1) increase in the number of employees of the pulp and paper sector in this period, but reduction of this number to the pulp industry and to the paper industry; 2) the pulp industry employs proportionally more workers with higher scholarity and age than the paper-made products industry; 3) salaries paid in the pulp industry were higher than in the other two industries and in the pulp and paper sector as a whole; 4) predominance of masculine labor force and salary differential between men and women in the three industries, however, this differential was lower in the pulp industry in 2008; 5) the majority of the explicative variables proposed to analyze the impact on the salaries presented the expected signal in regressions. The variables commercial openness, proportion of women in relation to men and workers average scholarity were the ones that presented better statistic significance. The first two act to reduce salaries and the third one to increase salaries.

As distâncias entre pessoas, empresas e países têm encurtado, possibilitando uma maior integração como numa aldeia global, onde as corporações transnacionais cresceram e exercem influência maior do que muitos governos. A preocupação com o relacionamento das organizações e cadeias produtivas com os grupos que influenciam e são influenciados pelas suas atividades pode ser percebida pelo avanço dos estudos sobre stakeholders e por relatos de casos em que as estratégias traçadas falharam por subestimarem a influência de grupos contrários às suas atividades. A relação dos stakeholders com as organizações e cadeias produtivas pode ocorrer como cooperação, mas também pode ser através de conflitos, com questionamentos da própria organização e suas operações. A ambigüidade de reações e manifestações dos stakeholders da cadeia de celulose que se desenvolve no Rio Grande do Sul motivou a escolha do tema e do objeto de análise da presente pesquisa, realizada com objetivo de analisar e compreender as ações da cadeia frente às expectativas e demandas dos stakeholders que questionam sua atividade. O estudo, realizado por meio de uma pesquisa exploratória, enfoca a identificação e a relação da cadeia de celulose em formação no Rio Grande do Sul com seus stakeholders, assim como as principais estratégias utilizadas pela cadeia para equalizar as principais demandas destes. Com análise quali-quantitativa de dados secundários relacionados com a cadeia de celulose, complementado por dados primários obtidos através de consultas diretas com entrevista semi-estruturada e questionários junto à organização agroindustrial da cadeia de celulose foram identificados e classificados os stakeholders. Através do acompanhamento das audiências públicas organizadas pelo órgão ambiental estadual e análise das atas destas, análise dos documentos produzidos pela cadeia e por seus stakeholders, e consultas à bibliografia especializada foram identificadas as principais demandas destes e as ações desenvolvidas pela organização agroindustrial para aumentar a aceitabilidade das operações da cadeia. A formação de uma cadeia de celulose na região sul do Brasil, pelas peculiaridades de ambas, inclui stakeholders específicos, tanto contestadores como incentivadores, que necessitam ser objetivamente considerados no estabelecimento de estratégias que possibilitem uma maior aceitabilidade das operações. Órgãos públicos, formuladores e fiscalizadores de políticas e regramentos ambientais figuram entre os stakeholders responsáveis pelas maiores preocupações da cadeia de celulose. Os impactos regionais da cadeia de celulose, independentemente se reflexos de ações da própria cadeia ou de seus stakeholders, sejam eles com enfoque econômico, ambiental ou social, são refletidos mais intensamente na mídia estadual do que na imprensa nacional, pelo interesse direto de seus resultados no desenvolvimento regional. Em setores demandantes intensamente de recursos naturais e que trabalham em espaços geográficos dispersos, como a cadeia de celulose, um profundo estudo sobre as relações desta com seus stakeholders se afigura como fundamental entre os instrumentos de gestão. Os stakeholders interferem não apenas sobre as ações e estratégias das empresas, como interferem entre si em graus diferenciados de influências, o que dificulta a separação destes em grupos isolados quanto às suas demandas e expectativas. A Cadeia de Celulose em formação no Rio Grande do Sul deve estabelecer um diálogo com os stakeholders, buscando aumentar os impactos positivos e diminuir os negativos através de estratégias de responsabilidade econômica, social, ambiental e organizacional, para aumentar a aceitabilidade das suas operações. / People, companies and countries have been getting closer lately, what turns a good integration among them into possible, such as in a global village, where transnational companies have grown and exert more influence than the many governments. The worry about the relationship between pulp chain and its stakeholders can be noticed by the advance of the stakeholder theory and cases in which the used strategy have failed because the influence of unfavorable groups have been misestimated. The relation among productive chains and organizations and their stakeholders may occur as a cooperation to an improvement in the social and environmental performance, but it may also happen as such conflicts, with questions and disagreements from the organization itself and its actions. The ambiguity of reactions and manifestations of the stakeholders of a pulp chain that is in development in Rio Grande do Sul has motivated the choice of the subject and the object of this search analysis, which has been done in the aim at understanding the relations of the chain when in pressure of groups against its operations. This study, made by an exploratory search, concentrates the effort in the identification and in the relation of the developing pulp chain Rio Grande do Sul with its stakeholders, specially pulp industry and the forestry activity adversaries, such as main strategies used by the chain to equalize the most important disagreement points with its stakeholders and these main demands. With a quali-quantitative analysis of the secondary data, related to pulp chain and forestry, complemented by primary data, obtained through direct consulting by a semi-structured interview and questionnaires applied to the pulp chain agroindustrial organization the chain takeholders have been identified and classified. Through accompanying of public audiences organized by the state environment organ, analysis of these audiences writings and of the pulp chain and its stakeholders documents and also through consulting the specialized bibliography, its stakeholders and demands have been identified. The organization strategies to increase the chain operations acceptability have been identified too. The formation of a pulp chain in the south region of Brazil, because of the unique characteristics of each, includes specific stakeholders, such as contesting and incentiving ones, which must be objectively considered in the set up of strategies that make a bigger acceptability of the operations possible. Public organizations, formulators and inspectors of environmental rules and policies are the responsible stakeholders for the greatest concerns to the pulp chain. The regional impacts of the pulp chain, no matter the nature of the consequences, may be seen in a very clear way in the state media than in the national one, because of the great interest they have in how much the results may affect the regional development. In sectors which intensely demand natural resources and are dispersed geographically, as pulp chain, a deep study about its relations to its stakeholders is fundamental between the management instruments. The stakeholders interfere not only on the company’s actions and strategies, but they also interfere on each other in different degrees of influences and this aspect raises difficulties to separate them into disconnected groups related to demands and expectations. The pulp chain developing in Rio Grande do Sul must establish a dialog with its stakeholders, in order to increase the positive impacts and to decrease the negative ones through economic, social, environmental and organizational responsibility strategies and then intensify its operations acceptability.

O uso de membranas poliméricas vem sendo extensivamente estudado para operações de separação. O estudo de materiais e metodologias para desenvolvimento de tais membranas para redução de custos e melhora em propriedades, faz-se necessário frente a este cenário. No processo de preparação de membranas, materiais orgânicos, tais como polímeros, elastômeros, são empregados com a possibilidade de incorporação de materiais de reforço e para modificar as características de forma a favorecer determinados processos. Estas membranas são chamadas compósitas, obtidas pela dispersão física de um componente na matriz polimérica, sendo que as dimensões da fase dispersa variam da escala micrométrica a nanométrica e a interface entre as fases deve ser bem definida. As fibras naturais tem destaque como materiais de reforço, devido sua natureza renovável e sua vasta fonte de matéria-prima, além de apresentarem boas propriedades mecânicas e baixo custo. A celulose presente na parede celular de plantas pode ser purificada, isolada e incorporada a membranas atuando como agente de reforço. As técnicas de hidrólise são metodologias empregadas para isolar cristais de celulose, que utilizam diferentes ácidos, resultando em diferentes materiais. Neste trabalho foi empregada celulose 1kraft de Eucalyptus ssp seguindo duas metodologias para isolamento de micro (MCC) e nanocristais celulósicos (CNC) utilizando ácido clorídrico e ácido sulfúrico (HCl e H2SO4). A incorporação destes materiais em membranas de polissulfona (PSf) foi avaliada por fluxo de permeado, rejeição de proteínas, ângulo de contato e microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. As nanoceluloses apresentaram diâmetro, comprimento definidos e razão de aspecto favorável a incorporação em membranas poliméricas. A solução de nanocelulose obtida pela hidrólise com H2SO4 pode ser considerada mais estável, pois apresentou menos aglomerações. A adição de microcelulose e nanocristais de celulose às membranas de polisulfona (PSf) se mostrou satisfatória para a preparação das membranas poliméricas. Ocorreu aumento na rejeição das proteínas submetidas, da seletividade e da hidrofilia para as membranas reforçadas, principalmente com nanocelulose obtida por hidrólise com HCl. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / The use of polymeric membranes has been extensively studied for separation processes. The study of materials and methodologies for development of such membranes for cost reduction and improvement in their properties are necessary to face this scenario. In the preparation of membranes, organic materials such as polymers and elastomers are employed with the possibility of incorporation of reinforcement materials and to modify the characteristics to favor certain processes. These membranes are called composite, they are obtained by dispersing a physical component in the polymer matrix, where the size of the dispersed phase varies from micrometer to nanometer scale and the interface between the phases must be well defined. Natural fibers has highlighted as a reinforcing material due to their renewable nature and vast source of raw materials, in addition having good mechanical properties and low cost. The plant cell wall cellulose can be purified, isolated and incorporated into membranes acting as reinforcing agent. The hydrolysis techniques are employed methodologies for isolating crystals of cellulose, using different acids resulting in different properties. In this work we used Kraft pulp from Eucalyptus ssp following two methods for isolation (acids HCl and H2SO4) of micro (MCC) and nanocrystals (NCC) of cellulose. Incorporating these materials into membranes of polysulfone (PSf) were evaluated for permeate flux, rejection protein, contact angle and scanning and transmission electron microscopy. Nanocelulose presented diameter and length defined and favorable aspect ratio for incorporation into polymeric membranes. The solution obtained after hydrolysis with H2SO4 can be consider more stable as it presented less agglomerations. The addition of microcellulose and cellulose nanocrystals to membranes proved satisfactory for the preparation of polymeric membranes. There was an increase in rejection of the proteins, selectivity and hydrophilicity for the reinforced membranes, especially with nanocelulose obtained by hydrolysis with H2SO4.

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MarinadosSantos_M.pdf: 1906759 bytes, checksum: 068fcf7b154ad2dedadfc296efb7fbde (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O leito fluidizado pulsado rotativo (LFPR) tem sido estudado como uma alternativa para a fluidização de materiais que são difíceis de processar em leito fluidizado convencional (LFC). O LFPR é um leito fluidizado convencional modificado pela adição de um disco rotativo com uma abertura 60º abaixo do distribuidor. O disco rotativo assegura uma alimentação cíclica do gás no leito, fornecendo uma força extra para fluidizar as partículas. Tal característica torna o LFPR atrativo para o uso no processo de secagem, pois realça a transferência de calor e massa. No entanto, a freqüência da pulsação do gás no interior do leito depende da freqüência de rotação do disco. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento fluidodinâmico de partículas secas e úmidas em um LFPR e compará-lo com os resultados obtidos em um LFC. As partículas selecionadas para o estudo foram celulose microcristalina e ácido adípico, e os parâmetros estudados foram: a carga da partícula, a freqüência de rotação do disco e o teor de umidade inicial. Verificou-se que em freqüência da rotação do disco baixa, jorros alternados se formaram, alternado com as regiões de leito fixo. Quando a freqüência da rotação do disco era elevada, o sistema todo fluidizou de uma maneira similar a um leito fluidizado convencional. Constatou-se que pode-se empregar o LFPR para processar materiais que apresentam características coesivas em condições inviáveis em LFC. A velocidade mínima de fluidização para o LFPR foi menor do que a obtida para o LFC, o que evidencia as condições mais fáceis de fluidização no primeiro equipamento e sua aplicabilidade ao processo de secagem / Abstract: The rotating-pulsed fluidized bed (RPFB) has been studied as an alternative for fluidization of materials that are difficult to operate in the Conventional Fluidized Bed (CFB). The RPFB apparatus is a conventional fluidized bed modified by the addition of a rotating plate with a 60º opening just below the distributor. The rotating plate insures a cyclic feed of the fluidizing gas into the bed, providing an extra force to fluidize the particles. This characteristics becomes the RPFB attractive for use in drying process, enhancing heat and mass transfer. In this way, the frequency of pulsed gas purges in the bottom of the bed depends upon the frequency of the rotating disk. The objective of this present work was to study the fluid dynamic behavior of both dry and moist particulate samples in a RPFB and compare with the results from a CFB. Selected samples were microcrystalline cellulose and adipic acid. The parameters used for the study were: particle load, disc rotation frequency and initial sample moisture content. It was possible to verify that when the disk rotation frequency was low, rotating spouts were formed, alternated with fixed bed regions. When disk rotation frequency was high, the total system was fluidized in a manner similar to a conventional fluidized bed. It was observed the RPFB can be used to material with cohesive characteristics, this conditions is not usual to CFB. The minimum fluidization velocity for the RPFB was lower than that for the CFB, which evidences the easier fluidization conditions in the first apparatus and its applicability to drying process / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T13:17:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_MelissaGurgelAdeodato_D.pdf: 15789035 bytes, checksum: a4310c5dbe44a9a8965201da94b3f2d8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: o papel ainda desempenha um fator chave na cultura e na difusão da informação apesar dos grandes avanços tecnológicos. Embora seja produzido a partir de um recurso renovável, como é a madeira, existe tecnologia que permite a sua reutilização a partir de fibras recuperadas. A recic1agem do papel permite uma grande redução na quantidade de resíduos sólidos urbanos, evitando a utilização de recursos naturais tais como a madeira e a água, além de diminuir bastante o consumo energético na indústria papeleira. A produção da polpa de celulose é o grande consumidor de energia no processo de fabricação do papel, seguido da secagem do papel, que é o segundo processo neste tipo de indústria que mais consome energia. A secagem é um processo complexo, de grande importância tanto em termos energéticos como também na qualidade do produto final. Neste contexto, este trabalho teve como proposta analisar a secagem de polpa de celulose a partir de fibras recuperadas para a fabricação de papel cartão recic1ado. Para tanto, projetou-se um secador convectivo, em escala laboratorial, para a secagem da polpa de papel. Foram determinadas as curvas de secagem em função de diferentes condições operacionais e as isotermas de dessorção do papel pelo método dinâmico. Uma análise da qualidade do produto foi realizada para as diferentes condições, além da análise energética do processo. Paralelamente, fez-se um estudo comparativo entre a secagem natural ao ar livre (utilizada em pequenas produções) e a secagem .por convecção forçada no secador projetado. Complementando o estudo da secagem, analisou-se o encolhimento do papel durante a secagem, relacionando-o com as condições operacionais do processo, as características físicas e a qualidade do produto. O secador desenvolvido neste trabalho mostrou-se adequado para a secagem do papel recic1ado tipo cartão, apresentando uma eficiência energética compatível com a dos secadores utilizados na indútria papeleira (24,53%). Verificou-se que o aumento da temperatura e da velocidade do ar de secagem influencia positivamente no processo, reduzindo significativamente o tempo de secagem. No entanto, a qualidade do papel é inferior nas condições mais dráticas de secagem, obtendo-se um produto final com superfície menos uniforme e mais ressecada. No estudo de encolhimento durante a secagem, assim como na análise da qualidade da superfície (J / Abstract: Even though the great technological advances, the paper still carries out an important role in the culture and in the diffusion of information. Although it is produced by a renewable source, as the wood, technology allowing paper reuse is available. A selective pick up is necessary for the pulp processing from recovered fibers. The paper recycling allows a great reduction of the amount of urban solid residues, avoiding the use of natural sources as wood and water, besides decreasing a lot the energy consumption in the paper industry. The production of the cellulose pulp is the first great energy consumer in the process of paper production, followed by the paper drying process. The drying is a complex process, of great importance, not only in energy terms, but for the quality of the final product. In this context, this work had the objective to analyze the drying of cellulose pulp made from recovered fibers for the production of card type recycled paper. For this, a convective dryer was projected, in laboratorial scale, for the drying of the paper pulp. The drying curves as a function of different operating conditions were analyzed and the paper dessorption isotherms were determined by the dynamic method. An analysis of the product quality was accomplished for different conditions, as well as the process energy consumption evaluation. A comparative study between the natural drying (used in small productions) and the drying by forced convection was also effectuated. To complement the drying analysis, the shrinkage of the paper was evaluated during the drying and related to the operating conditions, physical characteristics and quality of the product. The dryer developed in this work showed to be appropriate for the drying of the recycled card type paper , presenting energy efficiency compatible with dryers used in paper industries (24,53%). It was verified that the increase of the temperature and velocity of the drying air influenced the process reducing the drying time. However, the quality of the paper is poor for severe operating conditions, leading to a less uniform final product, having a very dry surface. In the paper shrinkage study during drying, as well as in the analysis of the surface quality, similar results were gotten for the papers dried at 70 and 80°C. Significant modifications of structural properties and a low quality of the product were verified for the paper dried at 90°C, indicating a limit to the air temperature for the convective drying of the analyzed recycled papeI. The paper dried at 90°C suffered 15% of surface shrinkage and also 40% of linear and volume reduction during the falling rate drying phase. The paper dried under softer operating conditions (66°C; O,22m/s) presented characteristics similar to the paper naturally dried. Thus, a type card recycled paper can be producted with adequate quality using the convective drier, reducing significantly the necessary time for the drying af the paper sheet / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Marisa Masumi Beppu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_LisaCaroline_M.pdf: 4442624 bytes, checksum: 64a458f1d5d618d667f856e510375f73 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Atualmente, novas rotas de obtenção de polímeros naturais vêm sendo exploradas para as mais diversas finalidades, como forma alternativa aos polímeros provenientes do petróleo. A celulose, biopolímero mais abundante de todas as substâncias naturais, encontrado em diversos tipos de biomassa, com destaque para o bagaço de cana-de-açúcar, é constituída por grupos hidroxilas, com diferentes graus de reatividade. Vários métodos têm sido utilizados para extrair e modificar a celulose, sendo a modificação química fundamental para aumentar sua aplicabilidade, customizando sua funcionalidade. Neste trabalho, uma rota mais simplificada do que a existente na literatura foi sugerida para realizar a extração de celulose do bagaço de cana-de-açúcar. As etapas foram combinadas e otimizadas visando facilitar o scale-up para o nível industrial. A celulose foi obtida, inicialmente, através de um pré-tratamento químico seqüencial utilizando-se solução alcalina associada ao peróxido de hidrogênio. Nesta etapa foi avaliada a influência da moagem e remoção dos extrativos na obtenção da celulose. As caracterizações mostraram, qualitativamente, um comportamento muito semelhante em todas as amostras analisadas. Para o estudo, foi proposto um planejamento fatorial 23 com triplicata no ponto central, onde foi avaliada a influência do tempo de pré-tratamento (h), temperatura (ºC) e concentração de peróxido de hidrogênio (%) no rendimento de glicose. O bagaço pré-tratado foi caracterizado quanto ao teor de carboidratos e lignina total. A análise estatística mostrou que a maximização da celulose pode ser obtida no nível mínimo para a concentração de peróxido de hidrogênio e máximo para tempo e temperatura. Dentre as possíveis modificações químicas, foi realizada a acetilação da celulose, resultando em um acetato de celulose que demonstrou características filmogênicas. O acetato de celulose obtido a partir do bagaço de cana-de-açúcar produz um filme denso e com características de barreira que podem ser usadas para diversas aplicações. Tal capacidade foi, por exemplo, comprovada ao aplicar o acetato obtido para recobrir membranas porosas de quitosana, evidenciando que o mesmo age como uma barreira à difusão tanto na adsorção quanto na liberação de íons de cobre a partir da membrana de quitosana (largamente conhecida na literatura como bom adsorvente). / Abstract: Currently, new routes to produce natural polymers are being studied as an alternative to petroleum-based polymers, to be used in many applications. Cellulose is the most abundant of all natural polymers, containing hydroxyl groups with different reactivity. This natural compound is found in different types of biomass, such as sugarcane bagasse. Several methods have been studied to extract and modify cellulose. Chemical modification of cellulose is essential to customize its applicability. In this study, an easier route to extract cellulose from sugarcane bagasse was used. The steps were combined and improved aiming an easy scale-up of the process to industrial level. Initially, cellulose was obtained through a sequential chemical pretreatment using alkaline solution with hydrogen peroxide. In this stage, the influence of milling was also evaluated on the lipidic portion removal (called by several authors as "extractives") to obtain cellulose. The performed characterizations indicated a very similar behavior in all samples analyzed. A 23 factorial design with triplicate at the central point was proposed. The influence of pre-treatment time (h), temperature (ºC) and hydrogen peroxide concentration (%) was evaluated over glucose yield. The statistical analysis showed that the maximization of the cellulose was obtained being worked with the minimum level of hydrogen peroxide and the maximum level of time and temperature. Among many possible chemical modifications, acetylation was performed on cellulose extracted resulting in a cellulose acetate that demonstrated filmogenic characteristics. The cellulose acetate obtained from sugarcane bagasse produce a dense and transparent film with barrier characteristics that can be used in several applications. This property was confirmed when applying the acetate to cover chitosan porous membranes. It acted as a diffusion barrier for adsorption and desorption of copper ions onto and from chitosan membrane (chitosan is known in the literature to be a good adsorbent copper ions). / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Roberto Guimarães, Pedro Sergio Fadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_RonaldoLeite_M.pdf: 4624021 bytes, checksum: 5d1d214fe838e0c57608e1a3adffc1fd (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Através da utilização de ozonização em meio básico, foi desenvolvido um processo de oxidação para a redução de cor em licor negro gerado na obtenção de celulose de algodão, que demonstrou ser mais econômico por reduzir o consumo de ozônio comparativamente ao processo de ozonização simples. Usando o ozônio em meio básico, gerou-se radicais oxidantes como a hidroxila permitindo a sua aplicação para viabilizar a redução de insumos como energia elétrica e reduzir também custos no investimento inicial em geradores de ozônio e reatores de contato. Doses de ozônio em concentração de 800 mg L-1 a 1700 mg L-1 foram necessárias para a redução de cor do licor negro de 40.000 para 8000 mg Pt-Co L-1. Verificou-se que a cinética de reação da oxidação de compostos coloridos é de primeira ordem e foi possível redução de 90% da cor. Também houve clara diferença de padrão de reação para meios básicos e ácidos. Foi detectada a influência da dosagem específica de ozônio, tanto em meios básicos como ácidos, no consumo de ozônio para obtenção de determinada remoção de cor. Foi verificado consumo de ozônio por substâncias ou compostos que não resultam em diminuição da cor medida em mg L-1 PtCo / Abstract: Using the ozonization at basic environment was developed an oxidation process to color reduction of black liquor that was generated at cotton¿s cellulose production. Was demonstrated to be an economic process had to an ozone consumption reduction in comparison a conventional ozonation. The oxidation of colored substances by ozone is an excellent alternative but expensive. The process generates radicals (e.g.: hydroxyl), allowing reduction of the costs (e.g.: electric energy, equipment sizes), by means of ozone generators and contact reactors adequately adjusted. Ozone doses of 800 mg.L-1 to 1700 mg L-1 were used to remove black liquor color from 40.000 to 8000 mg Pt-Co L-1. It was determine a first order¿s kinetic oxidation reaction of colored substances. A 90% color removal was possible. There was a strong pattern difference between basic and acid environment. The specific ozone dosage was detected as an important parameter on ozone consume, considering basic and acid environment to obtain a specific color with oxidation. Ozone consumption was detected in substances that do not affect the color reduction / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil