Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de polímeros biodegradáveis é uma das formas de minimizar o grande volume de descartes de materiais poliméricos que tendem a aumentar cada vez mais causando dano ao meio ambiente. Existem vários métodos de avaliação de biodegradação de polímeros que podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis. Nessa dissertação foi avaliada a biodegradação do compósito de matriz de polímero comercial à base de poliéster e amido e fibra de coco verde. Foram usados dois métodos, em solo simulado e em ambiente marinho. A biodegradação dos compósitos foi avaliada através das análises de: Perda de massa, Microscopia ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR). Além disso, foi realizada uma comparação entre desempenho de biodegradação do material nos dois ambientes. A velocidade de biodegradação no ambiente marinho é maior do que no solo simulado / The use of biodegradable polymers is one of the ways to minimize the large volume discharges of polymer materials which tend to increase causing more damage to the environment. There are several methods for evaluation of polymer biodegradation which can contribute to the development of new biodegradable materials. In this dissertation was evaluated the biodegradation of a polymer composite commercial with matrix based on polyester and starch and green coconut fiber. Two methods were used, simulated soil and marine environment. The biodegradation of the composites was evaluated by mass loss, optical microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Infrared Spectroscopy (FTIR). In addition, it was performed a comparison between the biodegradation of the material in both environments. The biodegradation rate of the marine environment is greater than the simulated ground

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Em face à busca por novos suportes de baixo custo para imobilizaÃÃo de enzimas e à procura por alternativas de aproveitamento para a casca de coco verde, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da utilizaÃÃo da fibra da casca de coco verde como suporte para imobilizaÃÃo de enzimas, em especÃfico a lipase do tipo B de Candida antarctica. Foram testadas duas tÃcnicas de imobilizaÃÃo, adsorÃÃo e ligaÃÃo covalente. As variÃveis estudadas no processo de imobilizaÃÃo por adsorÃÃo foram: concentraÃÃo inicial de enzima, tempo de contato, pH do meio de imobilizaÃÃo e pH da superfÃcie da fibra. Para concentraÃÃes iniciais de enzima no sobrenadante atà 150 U/mL, o tempo de contato de 2 horas foi suficiente para imobilizaÃÃo. Um derivado bastante estÃvel foi obtido fazendo uso de uma soluÃÃo inicial de enzima contendo 40 U/mL, em tampÃo fosfato a pH 7, para imobilizaÃÃo em fibra de coco lavada com Ãgua (pH da superfÃcie = 5), sendo o tempo de contato igual a 2 horas. O fator de estabilizaÃÃo tÃrmica a 60ÂC foi igual a 92,15 e os valores de KBmB e VBmÃxB da enzima imobilizada foram iguais aos da enzima na forma solÃvel. AlÃm disso, observou-se que a fibra possui carÃter iÃnico, sendo o processo de adsorÃÃo influenciado pelo pH do meio de imobilizaÃÃo. Quanto ao processo de imobilizaÃÃo por ligaÃÃo covalente, as variÃveis estudadas foram concentraÃÃo inicial de enzima, tempo de contato, pH do meio de imobilizaÃÃo, uso de aditivos durante o processo de imobilizaÃÃo e uso de borohidreto de sÃdio como agente redutor das bases de Schiff. Observou-se a formaÃÃo de multicamadas quando se imobilizou a enzima a partir de uma soluÃÃo contendo 280 U/mL. A presenÃa de Ãcido butÃrico e PEG 6.000 durante o processo de imobilizaÃÃo nÃo tiveram influÃncia significativa sobre a atividade hidrolÃtica do derivado e sobre a conversÃo de Ãcido butÃrico na reaÃÃo de sÃntese. O uso de borohidreto de sÃdio como agente redutor resultou em derivados menos ativos e mais instÃveis tanto no processo de imobilizaÃÃo a pH 7 quanto em pH 10. Comparando a imobilizaÃÃo a pH 7 com a imobilizaÃÃo a pH 10, maior carga enzimÃtica imobilizada, maior estabilidade operacional de sÃntese e maior estabilidade à estocagem foram obtidos com derivado imobilizados em pH 7. Num paralelo entre imobilizaÃÃo por ligaÃÃo covalente e por adsorÃÃo, concluiu-se que para meios aquosos, derivados obtidos por ligaÃÃo covalentes sÃo mais adequados, contudo, para reaÃÃes em meios orgÃnicos a imobilizaÃÃo por adsorÃÃo à mais indicada por ser uma tÃcnica simples, de baixo custo e que promove derivado bastante estÃvel. Por fim, buscando aumentar a Ãrea superficial e caracterizar o suporte estudado, foram realizados estudos investigativos da morfologia da superfÃcie da fibra e suas modificaÃÃes por tratamentos quÃmicos. / For the last few years, many researches have sought for inexpensive support matrixes to enzyme immobilization. Meanwhile, in Brazil, an effort is being made to find alternative uses to green coconut husk, an agroindustrial waste. Therefore, the present study investigates the feasibility of using green coconut fiber for the immobilization of Candida antarctica lipase B. Two immobilization strategies were investigated: adsorption and covalent attachment. The effect of different variables on adsorption process have been studied, such as: lipase loading, contact time, pH of the coupling media and pH of the support surface. A stable immobilized enzyme was obtained by contacting coconut fiber washed with water (surface pH = 5) with an enzyme solution containing 40 U/mL in sodium phosphate buffer (pH 7.0) for 2h at room temperature. The thermal stabilization factor at 60ÂC was 92.15. Kinetic parameters for Michaelis-Menten model (Km and VmÃx) were the same for both immobilized enzyme and soluble enzyme. It was also observed that coconut fiber is an ion exchange material because of the influence of the coupling media pH on adsorption. Afterwards, we have studied the effect of some variables on the covalent immobilization on coconut fiber activated with GPTMS, such as: lipase loading, contact time, pH of the coupling media, use of additives during the immobilization and sodium borohydride as reducing agent of the Schiffâs bases formed on the covalent attachment. It was observed that a high enzyme loading, for instance 280 U/mL of initial enzyme concentration on the supernatant, promoted a multilayer immobilization. The effect of butyric acid and PEG 6.000, both used as additives during immobilization, were not significant on hydrolytic activity or butyric acid conversion. The use of sodium borohydride as a reducing agent of the Schiffâs bases promoted a loss on the immobilized enzyme activity. Moreover, the immobilized enzyme obtained after the reduction was less stable considering thermal stability in all the cases studied. Best results of enzyme loading, operational stability of synthesis and storage stability were obtained when the enzyme was immobilized covalently at pH 7. Drawing a comparison between adsorption and covalent attachment, results allow concluding that, for aqueous media reactions, the use of immobilized enzyme by covalent attachment is more indicated. However, the immobilization by adsorption a suitable method for organic media reactions, since it is cheaper and a very stable immobilized enzyme is obtained. Finally, searching to increase the surface area of the support and to characterize it, somo studies have been made on the fiber morphologic characteristics and on its modifications after each treatment.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / With the aim of aggregating value to the productive chain of coconut and to expand its agrobusiness, Embrapa AgroindÃstria Tropical (Brazilian Agricultural Research Corporation, Tropical Agroindustry National Centre) developed a system for processing the husk of immature coconut in order to produce fibre and coir dust, which have several environmental and commercial applications. During the pressing stage, a liquid is generated, denominated Coconut Husk Liquor (CHL), which contains high concentration of organic matter (varying form 60 to 80 gDQO/L), including tannins. In this work, the performance of an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) and a Fungi Biological Reactor (FBR) were evaluated for the treatment of CHL. The lab-scale UASB reactor, with a working volume of 16,8L, was operated during 222 days with an increasing organic loading rate (OLR), starting from 2.2 kgCOD/m3.d and reaching up to 10 kgCOD/m3.d. The lab-scale FBR, with a working volume of 100L, was operated with OLR of 5,0 kgCOD/m3.d, during 116 days, and then with OLR of 2,5 kgCOD/m3.d during 158 days. The performance of UASB reactor evaluated based on influent and effluent COD and total tannins; sludge specific methanogenic activity (SMA) and anaerobic toxicity; gas production and composition; pH, alkalinity and volatile fatty acids; and sludge retention time. The performance of FBR was monitored on the basis of on influent and effluent COD, total tannins and suspended solids. Other analysis were also accomplished: aerobic CHL biodegradability, sludge stability, and effect of Aspergillus niger on the degradation of CHL. Results showed that UASB reactor was maintained stable during the whole operation, with COD removal efficiency higher than 80%, total tannins removal efficiency of around 48%, and the ratio AGV/alkalinity lower than 0,30. Biogas presented 75% of methane on its composition. Toxicity tests demonstrated that CHL was not toxic to the methanogenic consortia. FBR was initially inoculated with Aspergillus niger AN-400. However, this fungus was substituted by the yeast that is natural on coconut husk, which was confirmed by tests carried out on Petri plate tests. When this reactor was operated with OLR of 5.0 kgCOD/m3.d and without sludge removal, the COD removal efficiency was around 58%. The performance improved up to 91% when OLR was decreased to 2.5 kgCOD/m3.d and sludge was weekly removed from the top or reactor. During this period, total tannin removal efficiency was approximately 15%. Despite the low tannin removal efficiency, this aerobic reactors can be used as an alternative for easy-degradable organic matter, facilitating the recovering of tannins for commercial uses. Results obtained from Petri plate tests show that Aspergillus niger AN-400 was able to grow in a medium with CHL. However, results from batch tests demonstrated that this species did not affect the DQO and tannins removal rates, when it is inoculated in a solution with raw CHL. The configuration of the reactor with fungi used in this research showed operational problems related with excess biomass removal. / Buscando agregar valor à cadeia produtiva do coco e expandir o agronegÃcio envolvido, a Embrapa AgroindÃstria Tropical desenvolveu um sistema de beneficiamento da casca do coco verde para produÃÃo de pà e fibra que tem diversas aplicaÃÃes ambientais e comerciais. Durante a etapa de prensagem do beneficiamento deste resÃduo, à gerado um lÃquido denominado LÃquido da Casca do Coco Verde (LCCV), que apresenta elevada concentraÃÃo de matÃria orgÃnica, cuja DQO varia de 60 a 80 gO2/L, incluindo taninos. Nesta Tese avaliou-se a performance de um reator anaerÃbio de fluxo ascendente e manta de lodo (Upflow Anaerobic Sludge Blanket â UASB) e um Reator BiolÃgico com Fungos (RBF) para tratamento do LCCV. O UASB escala de bancada (16,8L) foi operado durante 222 dias, com carga orgÃnica volumÃtrica (COV) crescente, iniciando com 2,2 KgDQO/mÂ.d, e finalizando com 10,0 KgDQO/mÂ.d. O RBF escala de bancada (100L) foi operado com COV de 5,0 KgDQO/mÂ.d durante 116 dias, e em seguida com COV de 2,5 KgDQO/mÂ.d durante 158 dias. A performance do UASB foi avaliada atravÃs de determinaÃÃes de DQO e taninos totais do afluente e efluente; atividade metanogÃnica especÃfica (AME) do lodo e toxicidade anaerÃbia; composiÃÃo e produÃÃo de biogÃs; pH, alcalinidade e Ãcidos graxos volÃteis (AGV). A performance do RBF foi monitorada atravÃs de determinaÃÃes de DQO, taninos totais e sÃrie de sÃlidos do afluente e efluente. AlÃm disso, foram realizados alguns ensaios: Biodegradabilidade aerÃbia do LCCV, estabilidade anaerÃbia do lodo, e o efeito da espÃcie Aspergillus niger AN 400 na degradaÃÃo do LCCV. Os resultados demonstraram que o UASB manteve-se estÃvel durante a operaÃÃo, com eficiÃncia de remoÃÃo de DQO superior a 80% e de taninos em torno de 48%. A razÃo AGV/alcalinidade ficou sempre inferior a 0,30. O biogÃs apresentou composiÃÃo de 75% de metano. Os ensaios de toxicidade demonstraram que o LCCV nÃo foi tÃxico à biomassa metanogÃnica presente no UASB. O RBF foi inicialmente inoculado com Aspergillus niger AN 400. No entanto, atravÃs de anÃlises microbiolÃgicas, foi comprovado que este fungo foi substituÃdo por leveduras naturalmente presentes no LCCV. Quando este reator foi operado com COV de 5,0 KgDQO/mÂ.d, e sem descarte de biomassa, a eficiÃncia de remoÃÃo de DQO ficou em torno de 58%. Esta eficiÃncia aumentou para 91% quando a COV aplicada diminuiu para 2,5 KgDQO/mÂ.d, e foram realizados descartes semanais da biomassa localizada na parte superior do reator. Neste perÃodo, a remoÃÃo mÃdia de taninos foi de 15%. Apesar desta baixa remoÃÃo de taninos, reatores aerÃbios podem ser usados como alternativas para remoÃÃo de matÃria orgÃnica facilmente degradÃvel, viabilizando a recuperaÃÃo dos taninos para uso comercial. Os resultados obtidos em testes em placas de Petri demonstraram que a espÃcie fÃngica Aspergillus Niger AN 400 foi capaz de se desenvolver em meio contendo LCCV. Contudo, resultados dos testes em batelada demonstraram que esta espÃcie nÃo alterou as taxas de remoÃÃo de DQO e taninos, quando foi inoculado em meio contendo LCCV bruto. A configuraÃÃo do reator com fungos utilizada nesta pesquisa apresentou problemas operacionais relacionados com o descarte do excesso de biomassa.

à bem sabido que o aumento da produÃÃo de resÃduos particularmente os agroindustriais torna o destino final um problema ambiental Recentemente estudos com o uso de resÃduos agroindustriais na remoÃÃo de poluentes inorgÃnicos presentes em efluente tÃm-se tornado atraentes por serem baratos simples e eficientes Neste trabalho onde utiliza o pà da casca de coco verde modificado quimicamente na remoÃÃo de Ãnions de efluente em processo batelada AtravÃs de experimento fatorial o material foi modificado quimicamente com sal quaternÃrio de amÃnio (cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamÃnio) O material modificado obtido foi caracterizado (quÃmica e fÃsica) para comprovar o aumento da eficiÃncia pela modificaÃÃo quÃmica realizada. Os parÃmetros pH, concentraÃÃo inicial dosagem de adsorbente cinÃtica e isoterma de adsorÃÃo com Ãnions nitrato sulfato e fosfato foram investigados neste estudo no material modificado Os resultados com planejamento fatorial mostraram que a temperatura e pressÃo sÃo parÃmetros que mais influenciaram no processo de modificaÃÃo quÃmica do material adsorbente A cinÃtica de adsorÃÃo foi examinada em termos de modelos de pseudo-primeira ordem pseudo-segunda ordem e difusÃo intraparticular O modelo de Pseudo-segunda ordem mostrou as maiores concordÃncias com os dados experimentais Dados de equilÃbrio analisados pelos modelos nÃo linear e linear de Langmuir Freundlich SIPS Redlich-Peterson Toth e Tempkin indicaram que os dados experimentais sÃo melhor descritos pelas equaÃÃes de Freundilich e Langmuir A caracterizaÃÃo do bagaÃo de coco modificado foi realizada pelas tÃcnicas FTIR MEV, analise elementar BET e DifraÃÃo de RaiosâX A anÃlise de FTIR indicou que o grupo NH2 do sal de amina interage com grupos quÃmicos do bagaÃo de coco e os resultados indicaram que o bagaÃo de coco modificado exibiu potencial para a sua aplicaÃÃo na remoÃÃo de nitrato, sulfato e fosfato de soluÃÃo aquosa / Its very known that the increase from residues production particularly the agricultural waste becomes an environmental problem of final destiny of this material In recent years the use of agricultural by-products for the removal of inorganic polutant from wastewater has attracted so many researchers because they are cheap simple and of low cost as sorbents natural for wastewater treatment In this work the powder of the peel of green coconut was modified chemically for the removal anions from aqueous effluent by batch process The preparation of the material modified with quaternary salt of ammonium (2-hidroxypropyltrimethyl ammonium chloride) it was accomplished through factorial experiment The chemical and physical characterization of the raw material and modified was carried out to prove the accomplished chemical modification The parameters such as pH initial anion concentration adsorbent dosage adsorption kinetic and isotherm adsorption with modified material were investigated in this study Adsorption kinetic was also examined in terms of three kinetic models ie pseudo-first-order pseudo-second-order and intraparticle diffusion model Pseudo-second-order kinetic model showed a good agreement with the experimental data. Equilibrium data were evaluated by using nonlinear and linear models of Langmuir Freundlich SIPS Redlich-Peterson Toth e Tempkin equations It was obtained that experimental data conforms to the Langmuir and Freundlich equations In order to characterize synthesized material were measurement performed of FTIR elemental analysis SEM and X-ray From FTIR analysis observed that coconut shells species may interact with NH2 groups coconut shells and the results indicated that coconut shells exhibited potential for application in removal of nitrate sulfate and phosphate from aqueous solutions

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Os resÃduos agroindustriais tÃm sido testados em pesquisas como adsorventes de metais tÃxicos, em efluentes aquosos, devido ao seu baixo custo, alta disponibilidade e eficiÃncia para essa finalidade. Nesse trabalho, utilizou-se o resÃduo da indÃstria do coco, o pà da casca de coco verde, proveniente da EMBRAPA, como material adsorvedor dos Ãons metÃlicos cobre, nÃquel e zinco de soluÃÃes aquosas, em escala piloto. Primeiramente, foi feita a determinaÃÃo granulomÃtrica do material, sendo que cerca de 85% se encontrou na faixa de 10 a 60 mesh. Em seguida, foi verificada a influÃncia do tratamento fÃsico-quÃmico na adsorÃÃo dos metais. Os dois tratamentos escolhidos foram com Ãgua e NaOH 0,1 mol.L-1, devido a alta capacidade de adsorÃÃo dos metais em estudo. Prosseguiu-se para os testes de coluna. Na otimizaÃÃo dos parÃmetros operacionais, a vazÃo de 200 mL.min-1 e altura de leito 100 cm, foram escolhidas devido a praticidade, menor tempo de execuÃÃo e facilidade de operaÃÃo, alÃm das elevadas capacidades de adsorÃÃo. O tempo de detenÃÃo hidrÃulica (TDH) resultante desses parÃmetros foi de 15min. ApÃs as otimizaÃÃes dos parÃmetros operacionais, foi investigada a influÃncia do tratamento fora da coluna e na prÃpria coluna. Foi observado que, de modo geral, a capacidade de adsorÃÃo do pà da casca de coco verde aumenta quando o material à submetido ao tratamento com NaOH 0,1 mol.L-1 na prÃpria coluna em relaÃÃo aos tratamentos com Ãgua fora e na coluna, e com NaOH fora da coluna. As capacidades de adsorÃÃo do sistema multielementar para o tratamento com NaOH na coluna foram de: 32,2 mg.g-1 para o cobre, 10,8 mg.g-1 para o nÃquel e 7,9 mg.g-1 para o zinco. Foi notado tambÃm que a soluÃÃo resultante desse tratamento necessita de correÃÃo de pH e tratamento da DQO para descarte. A capacidade de adsorÃÃo aumentou quando se passou de um sistema multielementar para um sistema monoelementar, resultando em: 39,3 mg.g-1 para o cobre, 21,9 mg.g-1 para o nÃquel e 20,6 mg.g-1 para o zinco. A dessorÃÃo utilizando como eluente HNO3 0,5 mol.L-1 necessitou de aproximadamente 20 L para remover os metais adsorvidos no pà da casca de coco verde tratado. / The agro-industrial residues have been used in research as adsorbents of toxic metals from aqueous effluents due to its low cost, high availability and efficiency for this purpose. In this study, residues from coconut shell industry was used, the coconut husk, from EMBRAPA, as adsorbent material of copper, nickel and zinc from aqueous solutions on a pilot scale. First, was made the determination of particle size material, showing that about 85% was found in the range of 10 to 60mesh. Then, the effects of physical and chemical treatment on the metals adsorption. The two treatments selected was NaOH 0.1 mol.L-1 and water, because there was an increase in the adsorption capacity. Then, was proceeded the column tests. In the optimization of operating parameters, the flow of 200mL.min-1 and bed height 100 cm, were chosen because of convenience, shorter execution time and ease of operation, and high adsorption capacities. The resulting TDH of parameters was 15min. After the optimization of operating parameters, we investigated the influence of treatment outside and inside the column. It was observed that, in general, the adsorption capacity increased when the material is subjected to treatment with 0.1 M NaOH inside the column in relation to water treatments in and ouside the column and NaOH outside the column. The adsorption capacity of multielement system for the treatment with NaOH in the column were: 32.2 mg.g-1 for copper, 10.86 mg.g-1 for nickel and 7.97 mg.g-1 for zinc. It was also seen that the solution resulting from this treatment requires correction of pH and COD treatment for disposal. The adsorption capacity increased for monoelementar system in comparison with a multielement system, resulting in: 39.37 mg.g-1 for copper, 21.9 mg.g-1 for nickel and 20.6 mg. g-1 for zinc. The desorption using HNO3 0.5 mol.L-1- as eluent needed about 20 L to remove the metals adsorbed on the shell powder coconut treated.

No mundo atual é possível observar uma produção crescente de resíduos sem uma destinação adequada, tendo como destino principal o descarte em aterros sanitários. Esse agravante é maior quando se refere aos polímeros, que são baratos, disponíveis em grande quantidade e com pouco valor agregado após o uso. O estudo proposto em parceria com a cooperativa de catadores de materiais recicláveis da cidade de Lorena teve como foco principal a reciclagem de rejeitos de polietileno de baixa densidade no sentido de obter um produto com valor comercial, a madeira plástica, visando contribuir no desenvolvimento técnico da reciclagem destes rejeitos, bem como nos aspectos sociais e ambientais relacionados. Foram produzidos compósitos de polietileno de baixa densidade com fibra natural de coco verde com o agente de reforço com porcentagem de 5 a 30% m/m. Para melhorar a adesão interfacial entre a fibra e polímero foi utilizado o compatibilizante polietileno graftizado com anidrido maléico a 2,5%. Os resultados mostraram que é possível obter êxito na reciclagem dos rejeitos de filmes de PEBD na forma de madeira plástica, sendo que o compósito de rejeito branco com 15% em massa de fibra de coco e o compósito de rejeito transparente com 30% de fibra de coco foram os materiais que apresentaram o melhor desempenho de propriedades mecânicas em termos de resistência ao impacto e à tração, obtendo valores superiores aos de madeiras comerciais. Portanto, a produção de madeira plástica a partir dos rejeitos de polietileno é uma maneira de aumentar a fonte de renda dos cooperados e promover ganhos ambientais com a redução do descarte de rejeitos plásticos poluentes no meio ambiente. / In today\'s world has being observed an increasing production of waste without adequate location, whose main destination is in landfills. This is a more serious aggravating when it refers on the polymers, that are inexpensive, available in large quantities and with little value after use. The present work, in partnership with pickers cooperatives of recyclable materials from the Lorena city, had mainly focused on recycling of low-density polyethylene waste in order to obtain a product with commercial value: a wood-plastic composite, to contribute to technical development recycling of waste as well as the social and environmental aspects. The composites were produced from low-density polyethylene with natural coconut fiber as a reinforcing agent at 5 to 30 wt%. For interfacial adhesion between the fiber and polymer was used a compatibilizer agent maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA) at 2.5 wt%. The results showed that it is possible to succeed in recycling LDPE film waste in the form of wood-plastic. The LDPE/coconut fiber composites from white polymeric waste containing 15wt% of fiber and LDPE/coconut fiber composites from transparent polymeric waste containing 30wt% were the materials with the highest mechanical performance related to impact resistance and tensile strength, reaching values higher than commercial woods. Therefore, the production of plastic wood from polyethylene waste is an alternative for improve the source of income of the cooperative and promote environmental gains by reducing the disposal of the polluting plastic waste in the environment.

[pt] Com aumento da preocupação político-ambiental, torna-se imperativo desenvolver processos eficientes em termos econômicos e energéticos para a produção sustentável de combustíveis e produtos químicos. A liquefação hidrotérmica (HTL) é um processo para a transformação de materiais orgânicos, tais como bio-resíduos ou biomassa, em óleo bruto, em temperaturas usualmente inferiores a 400 graus Celsius sob altas pressões na presença de água, e, dependendo do processo, de um catalisador. Nesse contexto, é importante entender o comportamento de degradação térmica do material em atmosfera inerte, no sentido de se investigar a possibilidade de quebra das cadeias poliméricas inicias em moléculas menores, que, mediante pressão, poderão ser convertidas em novos produtos. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho estão associados ao estudo termogravimétrico (TG) da degradação térmica da fibra do coco verde na presença de ferrita de cobalto (Fe2CoO4), utilizada no intuito de gerar um efeito catalítico, acelerando a degradação térmica das estruturas poliméricas presentes, e, que possa ser usada posteriormente em uma rota HTL. Os catalisadores foram produzidos a 1000 graus Celsius em diferentes tempos de calcinação (3h, 6h e 9h), sendo, nas misturas com a fibra, a fração mássica de óxido igual a 50 por cento. As amostras de interesse para a pesquisa foram caracterizadas mediante diferentes técnicas, tais como, a microscopia eletrônica de varredura, para o estudo da morfologia e composição elementar, difração de raios X, para a quantificação das fases presentes nas amostras de ferrita, e espectroscopia de infravermelho, visando à identificação das principais ligações químicas nas fibras, tanto antes quanto durante o tratamento térmico. Dentre todos os ensaios de TG realizados, os experimentos com o catalisador calcinado durante 9h homogeneizado com gral de ágata foi o que mostrou uma melhor resposta com relação à degradação térmica das fibras. Os resultados sugerem ainda que, tanto o tempo de calcinação, quanto a natureza do processo de mistura apresentam efeitos significativos sobre a cinética de degradação. / [en] With increasing political-environmental concern, it becomes imperative to develop efficient processes in economic and energy terms for the sustainable production of fuels and chemical products. Hydrothermal liquefaction (HTL) is a process for the transformation of organic materials such as bio-waste or biomass into crude oil at temperatures usually below 400 degrees Celsius under high pressures in the presence of water and, depending on the process, of a catalyst. In this context, it is important to understand the behavior of thermal degradation of the material under inert atmosphere, in order to investigate the possibility of breaking the initial polymer chains into smaller molecules, which, under pressure, can be converted into new products. The objectives of the present work are associated to the thermogravimetric study (TG) in the thermal degradation of the green coconut fiber in the presence of a cobalt ferrite (Fe2CoO4), used to generate a catalytic effect, accelerating the thermal degradation of the polymeric structures present, and which can be used later on an HTL route. The catalysts were produced at 1000 degrees Celsius at different calcination times (3h, 6h and 9h) and in the fiber mixtures, the oxide mass fraction was equal to 50 percent. The samples of interest for the research were characterized by different techniques, such as scanning electron microscopy, for the study of the morphology and elemental composition, X-ray diffraction, for the quantification of the phases present in the ferrite samples, and spectroscopy of Infrared, in order to identify the main chemical bonds in the fibers, both before and during the heat treatment. Among all the TG assays performed, the experiments with the catalyst calcined for 9h homogenized with mortar and pestle showed the best to the thermal degradation of the fibers. The results further suggest that both the calcination time and the nature of the blending process have significant effects on the degradation kinetics.

Due to the necessity of exploring new energy resources and growing concern about the environment is that studies and researches have been conducted on the intention to propose alternative uses for waste material, previously discarded, the example of waste of agricultural origin that are presented as strong candidates for biomass for energy generation. Considering the high generation of waste biomass of green coconut in Maceió-AL, through the consumption of the fruit by the industrial bottling coconut water and fresh consumption of fruits sold by traders the edge of Maceió, estimated at 1430 tonnes produced annually. This paper proposes the use of agro-industrial waste, in the form of briquettes, substituted firewood, mostly originating from illegal source, and used to obtain thermal energy in industrial furnaces. We evaluated the energy potential of biomass , their physicochemical characteristics pre and post briquetting, the processes involved in the production of briquettes from the bark of the coconut, which after processing can be classified powder and fiber, with 12% moisture showed a high calorific of 18,5 MJ/kg and 19,5 MJ/kg respectively. Furthermore, we evaluated the market for briquettes city from major manufacturers to current and potential customers, identifying a large space in trade for using the briquettes of coconut husk. / Diante da necessidade da busca por novos recursos energéticos e da crescente preocupação com o meio ambiente, estudos e pesquisas vêm sendo realizados com o objetivo de propor alternativas para o uso de resíduos antes descartados, a exemplo dos resíduos de origem agrícola, que se apresentam como fortes candidatos à biomassa para geração de energia. A alta geração de biomassa residual do coco verde na cidade de Maceió -AL, originária do consumo in natura dos frutos vendidos por comerciantes na orla da cidade e do consumo do fruto por parte das indústrias de envase de água de coco, foi estimada em 1.430 toneladas produzidas anualmente nos pontos de estudo. O presente trabalho avaliou a utilização deste resíduo agroindustrial, sob forma de briquete, como substituto à lenha, na maioria das vezes oriunda de fonte ilegal e utilizada na obtenção de energia térmica em fornos industriais. Foi determinado o potencial energético dessa biomassa, suas características físico-químicas pré e pós-briquetagem e os processos envolvidos na produção de briquetes a partir da casca do coco verde. Após processamento, os mesmos foram classificados em briquetes de pó e de fibra, apresentando 12% de umidade e elevado poder calorífico, com 18,5 MJ/kg e 19,5 MJ/kg, respectivamente. Analisou-se, ainda, o mercado de briquetes na cidade, desde os principais fabricantes aos atuais e possíveis consumidores, identificando um grande espaço no comércio para o uso do briquete de casca de coco verde.

The increase of coconut water consume has led to a greater amount of residues which in turns is calling researchers attention on how to reuse them. Due to the features, the green coconut fiber shows itself as one more alternative to the development and production of ethanol 2G, as well as being a good option for the reuse of this agro industrial residue. Currently, the enzymatic hydrolyze is seen as one of the most attractive option to convert cellulose in glucose. However, because of the recalcitrant nature of the varieties of biomass existing, the enzymatic hydrolyze becomes inefficient, demanding a pretreatment of the lignocellulose material. This paper shows a study focusing on two different chemical pretreatments with the green coconut fiber, the first using acid and the second using alkaline; aiming to evaluate the sugar amount consequently liberated in the liquid fraction of the solution used to obtain ethanol of second generation. The tests were made in autoclave at 121ºC and 1 atm, varying the concentration of the reagent (from 0.5 to 10%), sulfuric acid and hydroxide of sodium, and the time reaction (20, 40 and 60 minutes). The greater sugar amount liberation occurred during the alkaline pretreatment at 5% and 40 minutes, showing an average concentration of 44.72 g/100g of non-treated fiber. In the test of fermentation capacity with the pretreated juice, two yeasts were used, Saccharomyces cerevisiae and Pichia stipitis, in which was observed success in the fermentation process whose experiments were developed by using 0 and 5% of sulfuric acid, both inoculated with the yeast Pichia stipitis. The hydrolysis results, together with the chemical analysis of the pretreated biomass have confirmed the alkaline pretreatment as the best working condition. The best result obtained was an enzymatic conversion of 87% and an overall yield of 22.34 g/ 100g of fresh fiber. The fermentation of the hydrolyzed one was promoted using Saccharomyces cerevisiae during the period of 9 hours, which showed a concentration of ethanol and an fermentative yield, on average, 5,90 g/L e 90,42%, respectively. The feasibility production study found that it is possible to produce 39 liters of ethanol for each ton of residue of green coconut husk. / O aumento do consumo da água de coco leva a uma maior geração de resíduos, os quais vêm merecendo atenção de pesquisadores para o aproveitamento desta biomassa. Devido a suas características, a fibra da casca do coco verde se apresenta como mais uma alternativa para o desenvolvimento e produção do etanol 2G, além de ser uma opção de aproveitamento deste resíduo agroindustrial. Atualmente, a hidrólise enzimática é vista como uma das rotas mais atrativas para converter celulose em glicose. Porém, devido à natureza recalcitrante das variedades de biomassa, a hidrólise enzimática se torna ineficiente, fazendo-se necessário o pré-tratamento deste material lignocelulósico. O trabalho estuda dois tipos de pré-tratamento químico, ácido e alcalino, na fibra da casca do coco verde a fim de avaliar a quantidade de açúcares liberados na fração líquida da solução para a obtenção de etanol de segunda geração. Os ensaios foram realizados em autoclave a 121ºC e 1atm, variando-se a concentração do reagente (0, 5 e 10%), ácido sulfúrico e hidróxido de sódio, e o tempo de reação (20, 40 e 60 min). A maior liberação de açúcares redutores ocorreu no pré-tratamento alcalino, com 5% e 40 min, apresentando concentração média de 44,72 g/100 g de fibra não tratada. No teste de capacidade fermentativa com o caldo pré-tratado, foram utilizados dois tipos de leveduras, a Saccharomyces cerevisiae e a Pichia stipitis, onde se observou êxito na fermentação nos experimentos com 0 e 5% de ácido sulfúrico, ambos inoculados com a levedura Pichia stipitis. A hidrólise enzimática foi realizada com a fração sólida do material pré-tratado, utilizando a enzima comercial Accellerase 1500, com 1 % de carga de sólidos. Os resultados de hidrólise, juntamente com a caracterização química da biomassa pré-tratada, confirmaram o pré-tratamento alcalino como a melhor condição de trabalho. O melhor resultado obtido foi conversão enzimática de 87% e rendimento global de 22,34 g/100g de fibra in natura. A fermentação do hidrolisado foi promovida usando leveduras Saccharomyces cerevisiae, durante o período de 9 horas, a qual apresentou concentração de etanol e rendimento fermentativo, em média, 5,90 g/L e 90,42%, respectivamente. O estudo de viabilidade de produção constatou que é possível produzir 39 litros de etanol para cada tonelada da casca do coco verde.

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Essas propriedades dependem amplamente dos métodos de preparação e podem ser ajustadas durante essa etapa. As amostras foram obtidas usando uma razão biomassa/agente ativador de 2:1 e carbonizados/ativados a 600 e 800 °C, sob fluxo de nitrogênio, por 1 h. Os sólidos foram caracterizados por thermogravimetria, difração de raios X, medida da área superficial específica e porosidade, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Ramam, microscopia eletrônica de varredura, dessorção à temperatura programada, espectroscopia fotoeletrônica de raios X e determinação do ponto de carga zero. Foram obtidos carvões ativados com diferentes propriedades texturais, que variaram com o agente ativador e com a temperatura de carbonização/ativação. Observou-se a formação de carbonato de cálcio, óxido de magnésio, atacamita, paratacamita e óxido de ferro, dependendo do agente ativador, suportados em carvões ativados com baixa organização estrutural. Todos os sólidos apresentaram isotermas do tipo II, típicas de materiais macroporosos e mesoporosos com microporos associados. As isotermas apresentaram laços de histerese H1, característicos de sólidos com distribuição de poros uniformes e com formatos cilíndricos e/ou poliédrico, com as extremidades abertas. Observou-se a presença de grupos fenólicos, carboxílicos, quinônicos, lactônicos, anidridos e carbonílicos na superfície de todos os sólidos. os cloretos de ferro III e cobre II foram os agentes ativadores que promoveram uma maior quantidade de grupos superficiais nos carvões ativados, independente da temperatura de preparação. As amostras ativadas com cloreto de magnésio, cloreto de ferro III e cloreto de cobre II a 600 °C apresentaram as áreas superficiais específicas mais elevadas. Entretanto, elas decresceram com o aumento da temperatura, com exceção da amostra preparada com cloreto de ferro III, que apresentou uma área superficial específica de 471 m2.g-1 a 800 oC, indicando que esse é o agente ativador mais eficiente na preparação dos carvões ativados, para serem utilizado como suportes catalíticos. / In recent times, the intense man activity has led to an increase disposal of agricultural wastes into the environment. Aiming to find new applications for them, such as catalyst supports, the effect of the activating agent (calcium, magnesium, copper and iron chloride) and of the carbonization/activation temperature on the physicochemical properties of activated carbons, prepared from coconut mesocarp, was studied in this work. These properties largely depend on the preparation methods and can be tailored during this step. Samples were obtained by using biomass to activating agent ratio of 2:1 and carbonized/activated at 600 or 800 °C under nitrogen flow, for 1 h. The solids were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction, specific surface area and porosity measurements, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, temperature programmed desorption, X- ray photoelectron spectroscopy and point of zero charge determination. Activated carbons with different textural properties were obtained, depending on the activating agent and of the carbonization/activation temperature. It was obtained calcium carbonate, magnesium oxide, atacamite, paratacamite, or iron oxide supported on poorly organized activated carbons, depending on the activating agent. All solids showed type II isotherm, which is typical of mesoporous and macroporous materials with associated micropores. The isotherms displayed H1 hysteresis loop, characteristic of solids with uniform pore distribution and with cylindrical and/or polyhedral pores with open ends. The presence of phenolic, carboxylic, quinone, lactones, anhydrides and carbonyl groups on the surface was found for all solids. The samples activated with magnesium chloride, iron III chloride and copper II chloride at 600 °C showed the largest specific surface areas. However, they decreased with temperature increase, for the sample prepared with iron chloride, which showed a specific surface area of 471 m2.g-1 at 800 oC, indicating that this is the most effective activating agent for the preparation of activated carbons to be used as catalyst support.