Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T18:45:52Z No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T18:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) Previous issue date: 2009-05-28 / A partir dos últimos trinta anos, a difusão da alvenaria estrutural com o emprego de blocos cerâmicos passou a exigir destes últimos a capacidade de absorver esforços mecânicos provenientes do peso próprio das edificações e das sobrecargas a elas transmitidas. As pesquisas para a viabilização desta nova função dos blocos cerâmicos não foram, até o presente momento, tão intensas a ponto de garantirem de forma efetiva o seu bom desempenho estrutural, e alguns problemas relacionados com as suas propriedades mecânicas e expansão por umidade (EPU) passaram a evidenciar a necessidade do aprimoramento das suas características. Foi com tal propósito que nesta tese se desenvolveram algumas investigações voltadas à detecção de novos parâmetros que aumentassem o acervo de conhecimento da EPU e das propriedades mecânicas dos blocos cerâmicos e, em tal direcionamento, partiu-se de informações da literatura técnica relativas ao efeito benéfico dos óxidos de cálcio e de magnésio incorporados às massas tomadas como matérias-primas dos blocos cerâmicos. Os resultados obtidos com corpos-de-prova autoclavados permitiram o confronto das suas características atuais com aquelas projetadas para o término da sua vida útil. Estudos para constatar eventuais minimizações da EPU e controle da resistência mecânica de corpos cerâmicos de vedação foram desenvolvidos com o emprego das massas das Cerâmicas ditas "A" e "B", as quais foram manipuladas de forma idêntica. Os teores diferenciados da incorporação feita a cada uma das citadas massas dos carbonatos empregados, a saber, os carbonatos de cálcio e de magnésio, foram calculados com o propósito de gerarem idênticos teores de óxidos após o desprendimento do dióxido de carbono ao longo do ciclo da queima. Os resultados obtidos evidenciaram, para os blocos obtidos ao longo de ciclo de queima entre 850-1000°C, uma redução universal da EPU decorrente da ação do carbonato de cálcio, e uma discreta tendência da sua redução decorrente da adição do carbonato de magnésio; tais reduções de EPU se deveram à formação de fases cristalinas desencadeadas pela ação dos referidos carbonatos. O maior valor de perda de massa, o surgimento da brucita, e os elevados valores de absorção de água decorrentes das adições magnesianas justificaram as menores reduções, ou ausência de reduções, de EPUs delas decorrentes. Quando as duas citadas massas foram manipuladas sem adições, aquela com maior teor de argila apresentou valores mais elevados de EPU, o que se explica, já que a maior quantidade de argila forma maior quantidade de fase vítrea. As adições utilizadas intervieram não só na EPU como também nas propriedades cerâmicas dos corpos-de-prova analisados. As adições calcárias e magnesianas, de forma quase absoluta, tenderem ao aumento das absorções de água, e, quanto à interferência no aumento da resistência mecânica, marcante foi a grande suscetibilidade ao teor "médio" (16,3%) de adição magnesiana associado à temperatura de queima de 1000°C, situação em que a tensão de ruptura à flexão, tanto para a Cerâmica "A" quanto para a Cerâmica "B", apresentou valores desproporcionalmente superiores àqueles relativos a temperaturas de queima inferiores a 1000°C, fato provavelmente devido à efetiva presença da enstatita e da ringwoodita a esta temperatura de queima. / The use of ceramic blocks in structural masonry since the last thirty years has demanded their capacity of absorbing mechanic efforts resulting from the own weight of building and respective overloads. Researches intended to make possible the new performance of ceramic blocks have not been intensive enough to definitively assure a good structural performance, and some problems concerning their mechanic properties and moisture expansion have shown the need of deeply improve their characteristics. Aiming at that purpose, this doctoral thesis has developed some investigations to identify new patterns that may contribute to increase the knowledge of moisture expansion and mechanic properties of ceramic blocks. To achieve that purpose, we started from information provided by technical literature concerning the good effects of calcium oxide and magnesium oxide incorporated to the rawmaterials of ceramic blocks. Results obtained from the autoclaved specimens have shown the differences between their present characteristics and those expected to be at the end of their working life. Researches to confirm possible moisture expansion minimizations and control of mechanic resistance of packing ceramic bodies have been carried out by using ceramic masses called "A" and "B", handled alike. Different contents of the carbonate used, such as calcium and magnesium carbonates, have been estimated, with the purpose of providing the same oxide contents after the carbon dioxide exit, along the firing cycle. Blocks obtained during a firing cycle between 850-1000°C show a universal moisture expansion decrease resulting from the action of calcium carbonate and a strong trend of its decrease resulting from the addition of magnesium carbonate. Such moisture expansion decreases resulted from the crystalline stages developed by the activity of those carbonates. The highest rate of mass loss, ocurrence of brucite and high rates of water absorption resulting from the addition of magnesium carbonate justify shorter decreases or even non-reduction or moisture expansion resulting therefrom. When both masses were handled without additions, the one with higher rate of clay showed higher moisture expansion values, since a higher rate of clay responsible for higher quantity of vitreous phases. Added material interfered both in moisture expansion and in the ceramic properties of observed specimens. Remarkable was the high susceptibility of the medium content (16.3%) of magnesium carbonate addition interfering in the increase of mechanical resistance, joined to the firing temperature at 1000°C, and acording to this tendency, rupture tension, in both Ceramics "A" and "B", showed disproportionably higher figures relative to firing temperatures under 1000°C. This fact is probably due to the effective presence of enstatite and ringwoodite at this firing temperature.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-01T13:55:41Z No. of bitstreams: 1 MARCELLO MAIA DE ALMEIDA - TESE PPGEP 2004..pdf: 16341545 bytes, checksum: 6b12541c4495c47b84602868e8133365 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T13:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCELLO MAIA DE ALMEIDA - TESE PPGEP 2004..pdf: 16341545 bytes, checksum: 6b12541c4495c47b84602868e8133365 (MD5) Previous issue date: 2004-12-06 / Neste trabalho estudou-se inicialmente a secagem de fatias de goiabas cortadas no sentido polar da fruta, os resultados obtidos mostraram que o produto apresentou alterações desfavoráveis a comercialização, apresentando alteração significativa na cor, escurecimento, como também, na textura das fatias. Numa segunda etapa utilizou-se os processos combinados de leito fixo/leito de jorro e de leito fixo/leito fluidizado para a secagem de pedaços cúbicos de goiaba obtidos do mesocarpo da fruta. Inicialmente, fez-se um estudo fluidodinâmico dos pedaços cúbicos de goiaba em leito de jorro e leito fluidizado o qual mostrou a viabilidade do uso dessas técnicas, embora as propriedades físicas do material após pré-secagem em leito fixo tenham afetado sensivelmente a fluidodinâmica dos leitos, os quais sofreram modificações estruturais. No estudo fluidodinâmico em leito de jorro foram determinadas a velocidade mínima de jorro e a altura máxima capaz de manter o jorro estável. Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com correlações da literatura e mostraram boa concordância. Em leito fluidizado determinou-se a velocidade de mínima fluidização experimental os resultados obtidos apresentaram boa com os determinados através de correlações empíricas. Posteriormente, realizou-se um estudo das propriedades físicas, propriedades térmicas e um estudo do equilíbrio higroscópico dos pedaços cúbicos da fruta. Os resultados encontrados da massa específica e do diâmetro mostraram que estes se enquadram na categoria D, segundo a classificação de Geldart, o que favorece a um jorro e fluidização incipiente. Em relação ao estudo do encolhimento dos cubos observou-se um comportamento linear com o volume par todos os níveis de umidade do produto durante a secagem. Contudo, para umidade de 1,5 em base seca, durante a secagem em leito de jorro, duas regiões bem distintas foram caracterizadas pela mudança na inclinação da curva. Em relação às propriedades térmicas estas apresentaram a mesma tendência, ou seja, aumentando com a elevação da umidade passando por um máximo correspondente ao máximo encontrado na massa específica. No estudo do equilíbrio higroscópico, observou-se que as isotermas, dentro da faixa de temperatura estudada, foram ajustadas ao modelo de Henderson apresentando um ajuste satisfatório, não se observando efeito da temperatura. No estudo da cinética de secagem utilizou-se o modelo difusional para esferas, truncado em quatro termos levando-se em conta o efeito do encolhimento, os resultados obtidos para leito fixo/leito de jorro ajustou bem os dados experimentais. Por outro lado, este modelo não prediz satisfatoriamente o comportamento da secagem em leito fixo/leito fluidizado haja vista o fator encolhimento não ter sido utilizado no modelo. O coeficiente de difusão efetivo para níveis de umidades mais elevados apresentaram a mesma ordem de grandeza para ambos os processos independente da altura do leito. A hipótese de controle difusional externo desprezível foi confirmada a partir do número de Biot de massa que foi muito elevado. O desempenho dos secadores foi realizado a partir da determinação das perdas de vitamina C e da eficiência de energética do processo. Verificou-se que a degradação do ácido ascórbico é mais acentuada em leito de fluidizado. Com relação a eficiência energética valores mais elevados foram encontrados em níveis de umidade mais acentuadas. De maneira geral, podemos afirmar que o sistema combinado de secagem de pedaços cúbicos de goiaba aponta de forma promissora para a produção de um novo produto obtido a partir de uma tecnologia simples, obtendo-se produtos com características adequadas à comercialização. / Initially, the objective of this work was to study the drying of whole guava slices cut in the fruit polar direction. The results pointed out that this process introduced adverse aspects for commercialization, such as significant alteration in color, darkness, and slices texture. Looking for a better product quality, studies on combined process fixed bed/spouted bed and fixed bed/fluidized bed for guava cubic pieces drying were performed in a second step. The guava slices were obtained by cutting the fruit pith in approximately 1cm cubic form. A fluid-dynamic study in spouted bed and fluidized bed showed the feasibility of this technique, although the physical properties of guava cubic pieces after pre-drying in fixed bed affected the fluid-dynamics behavior causing structural alteration. The minimum spouting velocity, the maximum spoutable height and the minimum fluidization velocity as well, were determined and the obtained results showed good agreement with literature correlations. In order to characterize the fruit cubic pieces, the physical properties, thermal properties and hygroscopic equilibrium were determined as a function of the moisture content. The results of density and diameter pointed out that the particles were classified as type D according Geldart. In such situation, one may expect a stable spouting with incipient fluidization. In relation to the study of the shrinking and deformation it was observed a linear volume contraction with the moisture reduction at all levels of product moisture content during drying, together with a rapid rounding of the cube vertices. Spite the linear behavior, two distinct regions, limited by 1,5 (db) moisture content, had been observed during the spouted bed drying, characterized by the change in the curve slope. The thermal properties, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat, were measured as a function of moisture content. All three presented the same trend: it was observed a region of increasing value of the property with the moisture content with a maximum in the region of maximum density. The Henderson model was adjusted to the hygroscopic equilibrium isotherms; the results showed a good fitting and little effect of temperature was observed within the studied temperature range. A diffusional model for spheres was proposed to describe the drying kinetics. The Fick's solution, truncated in four terms of the series and including the shrinking effect, was used in the modeling. The fixed bed/spouted bed experimental data showed a good fitting whereas this model does not satisfactorily predict the drying behavior in the fixed bed/fluidized bed system. The failure in this case is probably due to the shrinking factor was not considered in the model for fixed/fluidized bed. The effective diffusion coefficient for high levels of moisture presented the same order of magnitude for both processes, independent of the bed height. The internal diffusional control hypothesis for the mass transfer was then confirmed by the high mass Biot number, calculated for both processes. The driers performance was evaluated by means of analysis of the vitamin C loss and process energetic efficiency. It was verified that the acid ascorbic degradation is more significant in the fluidized bed, probably due to the instable behavior of this configuration. With regard to the energy efficiency higher values were found for the highest moisture content levels. In general, it is concluded that the combined system fixed/spouted or fixed/fluidized bed drying of guava pieces is an expecting suitable process to obtain a new product by a simple technology, getting products with adequate characteristics to the commercialization.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-17T14:43:01Z No. of bitstreams: 1 VILMA MARIA SUDÉRIO - TESE PPGEP 2005..pdf: 12935286 bytes, checksum: ccd0fd819e95bc329ddd0512bda79a48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T14:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VILMA MARIA SUDÉRIO - TESE PPGEP 2005..pdf: 12935286 bytes, checksum: ccd0fd819e95bc329ddd0512bda79a48 (MD5) Previous issue date: 2005-04-29 / CNPq / A limitação de informações sobre os parâmetros de processamento na laminação de massas cerâmicas e seus efeitos nas propriedades de placas laminadas com espessura reduzida motivou o desenvolvimento deste trabalho que tem como objetivo estudar a influência dos parâmetros de processamento sobre as propriedades físicas e mecânicas de placas cerâmicas obtidas através do processo de compactação por rolos (laminação), como também comparar estas propriedades com as apresentadas por placas cerâmicas obtidas através dos métodos convencionais de prensagem e extrusão. Para este propósito foi utilizada uma massa cerâmica adequada para a fabricação de placas cerâmicas para revestimento, produzida industrialmente por via úmida. A umidade da massa foi corrigida para que a mesma apresentasse consistência adequada para os processos de laminação e extrusão. Foi realizada a caracterização física e mineralógica da massa. As propriedades físicas e mecânicas após secagem e queima das placas cerâmicas foram determinadas em função dos seguintes parâmetros de processamento estudados: teor de umidade, tempo de mistura, velocidade de mistura, velocidade de laminação, diâmetro dos rolos e abertura entre os rolos laminadores. Também foi estudado o efeito da adição de aditivo orgânico sobre as propriedades físico-mecânicas das placas cerâmicas laminadas e a influência de uma pré-extrusão seguida de laminação sobre as propriedades físico-mecânicas das placas cerâmicas laminadas. O estudo realizado mostrou que o processo de conformação por rolos é uma técnica promissora na fabricação de placas cerâmicas com espessura reduzida e que a determinação e o controle dos parâmetros de processamento são decisivos para a obtenção de uma placa cerâmica laminada de qualidade. / The lack of information about the processing parameters in the roll pressing process with ceramic paste and its effect on the properties of the laminated ceramic plates is the motivation of this research. The aim of this work is to study the influence of the processing parameters in the mechanical and physical properties of the ceramic plates made by roll pressing (laminating) ceramic processing. Also it was studied the comparison between the properties of the ceramic plate made by laminating with ones from conventional processing, such as, pressing and extrusion. It was used an industrial ceramic paste fit to produce ceramic tile by wet process. The humidity of the paste was adjusted to present appropriate consistence to the laminating and extrusion processes. It was done the physical and mineralogical characterization of the ceramic paste. Also, it was done the physical and mechanical! properties of the ceramic plates after dry and firing as a function of the following parameters: humidity content, mixture time, mixture velocity, laminating velocity, rolls diameter and opening between the rolls. In addition, it was studied the effect of the organic additive in the physical and mechanical properties of the laminating ceramic plates and the influence of the pre-extrusion followed by laminating in the properties of the ceramic plates. The results showed that the roll pressing (laminating) is a promise technique to produce ceramic plates with thin thickness and the control of the processing parameters is necessary to obtain a ceramic plate with good quality.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T16:36:39Z No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T16:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) Previous issue date: 2012-06 / Atualmente, as pesquisas sobre os biocombustíveis de 2a geração, neste caso o etanol celulósico proveniente da biomassa tem-se apontado como o foco de diversas pesquisas no Brasil e no mundo. O etanol celulósico, normalmente, é produzido pela fermentação dos açúcares fermentecíveis obtidos por meio do processo de hidrólise ácida ou enzimática de materiais lignocelulósicos. Como matéria-prima para este processo químico, diversas biomassas encontram-se disponíveis, contudo, faz-se necessário a utilização de culturas que apresentem elevado teor de celulose, tenham baixo custo e que possam ser convertidos em açúcares fermentescíveis para posterior fermentação alcoólica. A utilização do bagaço do pedúnculo de caju para a produção de bioetanol visa o aproveitamento de uma cultura regional que apresenta cerca de 85% de desperdício. Devido a estrutura complexa desse material faz-se necessário submetê-lo à pré-tratamentos físicos e/ou químicos antes do processo de hidrólise para produção de etanol. O pré-tratamento visa à remoção da lignina e da hemicelulose, reduzindo a cristalinidade da celulose e aumentando a porosidade dos materiais para facilitar o processo de hidrólise, que pode gerar compostos tóxicos para o processo de fermentação alccolica, como furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético. Objetivou-se com este trabalho estudar a pré-hidrólise e hidrólise ácida da matéria-prima lignocelulósica bagaço do pedúnculo do caju {Anarcadium occidentale L.), remoção dos compostos tóxicos do licor hidrolisado usando a lignina residual como adsorvente, fermentação alcoólica dos licores para a produção de bioetanol de 2a geração com dois tipos de leveduras e estimativa da produção desse álcool a partir da matéria-prima em estudo. O bagaço de caju, com base na sua caracterização química e físico-química apresentou-se como uma fonte promissora de celulose, para a hidrólise ácida, visando a obtenção de bioetanol. No processo de pré-hidrólise, os resultados obtidos sugerem que as melhores concentrações de glicose, xilose e arabinose, são obtidos a 120 °C, concentração de ácido de 5% e razão mássica de bagaço de 1:6, sendo este processo eficaz na remoção da hemicelulose principalmente na extração da arabinose, e a temperatura a variável de maior influência na extração dessas pentoses. Para a hidrólise ácida o experimento realizado com as condições: temperatura de 200 °C, concentração de ácido igual a 6% e razão de 1:6, apresentou a combinação da maior concentração de açúcares com a mínima concentração de compostos tóxicos. Para o estudo de adsorção (destoxificação) dos congêneres furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético pela lignina residual do processo de hidrólise, teve o pH como a variável de maior influência visando a remoção desses compostos no licor. O estudo da fermentação alcoólica dos licores hidrolisados com os dois tipos de leveduras, apresentou-se a linhagem de Saccharomyces cerevisiae comercial com maior eficiência fermentativa em qualquer dos processos fermentativos estudados (3 tratamentos). O rendimento e a eficiência do processo de obtenção de etanol celulósico a partir do processamento do bagaço do pedúnculo do caju, o máximos obtido foi respectivamente de 0,445 g de etanol/g de bagaço e 87,\% para o licor hidrolisado com a adição do suco de caju. / At present, researches about the second generation biofuels; in this case, the cellulosic ethanol extracted from biomass, has been appointed as the focus of several studies in Brazil and all over the world. The cellulosic ethanol is generally produced by fermentation of fermentable sugars that are obtained using the process of acid or enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. As raw material for this chemical process, several biomass are available, however, it is necessary to use cultures that have high cellulose content, low cost and it could be converted into fermentable sugars. The use of the cashew bagasse for the production of bioethanol allows the use of a regional culture that has about 85% of waste. Due to the complex structure of this material, it is necessary to submit it to the pre-treatment physical and/or chemicals before the process of hydrolysis for ethanol production. Pre-treatment, usually, is used to remove the lignin and hemicellulose, reduce cellulose crystallinity and increase the porosity of the materials. The objective of this work was to study the pre-hydrolysis and acid hydrolysis of lignocellulosic raw cashew bagasse peduncle (Anarcadium occidentale L.), removal of toxic compounds from the liquor hydrolyzate using the residual lignin as adsorbent, alcoholic fermentation of liquors for the production of second generation bioethanol with two types of yeast and alcohol production estimate this from the raw material under study. The cashew bagasse, based on their chemical characterization and physical chemistry, presented himself as a promising source of cellulose to hydrolysis, in order to produce bioethanol. In the process of pre-hydrolysis, the results obtained suggest that the best concentrations of glucose, xylose and arabinose, are obtained at 120 ° C, acid concentration of 5% and a weight ratio of 1:6 bagasse, this process was effective in the removal of hemicellulose mainly in the extraction of arabinose and the temperature was variable of bigger influence in the extraction of pentose. For the acid hydrolysis done with the following hydrolysis conditions: temperature 200 °C, acid concentration equal to 6% and ratio of 1:6 has the combination of the highest concentration of sugars with a minimum concentration of toxic compounds. In the study by adsorption (detoxification) congeners of furfural, and hydroxymethylfirrfural (HMF) and acetic acid by the residual lignin in the hydrolysis process, it had the pH as the variable of major influence in order to remove the compounds in the liquor. The kinetics study of the alcoholic fermentation of the hydrolyzed liquor to the two types of yeast, the strain of Saccharomyces cerevisiae trade was efficient fermentation than in any of the fermentations studied (three treatments). The yield and efficiency of production of ethanol from cellulosic pulp of processing stalk cashew maximum dry were respectively 0.445 g ethanol/g of pulp and liquor to 87.1% hydrolyzed with the addition of cashew apple juice.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-20T21:53:08Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T21:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) Previous issue date: 2011-08-22 / 0 acelerado processo de modernização na agroindústria tem contribuído para o aumento significativo na geração de resíduos agrícolas que acarretam danos para o meio ambiente. O processo de beneficiamento do arroz gera grande quantidade de casca, estes resíduos são, geralmente, depositados em terrenos ou lançados em cursos d'água, ocasionando degradações ambientais, devido à lenta biodegradação. O seu aproveitamento na construção civil, como produto alternativo, pode contribuir para a conservação e a preservação do meio ambiente. Este trabalho tem por objetivo o estudo da durabilidade de blocos de solo-cimento com a incorporação de casca de arroz. Os ensaios foram realizados com auxílio de ciclos de molhagem e secagem, para avaliar a durabilidade dos blocos convencionais e alternativos incorporados com casca de arroz. Os resultados obtidos indicam que o aumento do teor de casca de arroz, eleva o valor de absorção de água, diminui a resistência à compressão simples, aumenta a perda de massa e a variação de volume, devido o grande volume de vazios apresentados pela casca de arroz e a falta de interação entre o sistema solo-cimento e casca de arroz. Os ensaios de durabilidade pelo método de degradação acelerada e os ensaios de caracterização mineralógica realizados com os blocos alternativos de solo-cimento incorporados com casca de arroz indicaram a composição de 10% de cimento mais a combinação de 86% solo e 4% de casca de arroz, ideal para a fabricação de blocos de alvenaria para construção civil. / The accelerated process of modernization in the agricultural industry has contributed to the signrficant increase in the generation of agricultural residues that cause damage to the environment. The beneficiation process generates large quantities of rice husk, these wastes are usually deposited on land or thrown into streams, causing environmental degradation due to slow bíodegradation. Its use in construction, such as alternative product, can contribute to the conservation and preservation of the environment. This work aims to study the durability of soil-cement with the addition of rice husk. The tests were carried out usíng cycles of wettíng and drying, to evaluate the durability of conventional and alternative blocks embedded with rice husk. The results indicate that increasing the amount of rice husk, raises the value of water absorption, decreases the compressive strength, increases the loss of mass and volume change, due to the large volume of voids produced by rice husk and lack of interaction between the soil-cement and rice husk. Durability testing by the method of accelerated degradation and mineralogical characterization tests performed with the alternative blocks of soil-cement íncorporated with rice husk indicated the composítion of 10% cement plus the combination of soil and 4% 86% peei rice, ideal for the manufacture of masonry blocks for construction.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-21T14:30:40Z No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T20:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cassava is cultivated worldwide, being Brazil the fourth largest producer. The root industrial processing in the country, aiming to obtain mainly flour and starch, generates carbohydrate-rich residues (e.g., starch, cellulose, and hemicellulose), which could be used to produce value-added products by enzymatic route, mainly using immobilized enzymes that are more operationally stable, allowing to be easily recovered and reused in the process. Thus, this work aimed the biotransformation of residual starch from cassava processing in maltose, using immobilized β-amylase in a Couette–Taylor–Poiseuille vortex flow reactor, which can promote perfect mixture under lower shear stress in the reactional medium compared to the conventional stirred-tank reactor. Cassava bagasse and peel of two starch-processing industries from São Paulo State were physicalchemically characterized and showed about 47% and 55% (dry mass) of residual starch, respectively. The starch was enzymatically extracted from the residues using a α- amylase, followed by maltose production catalyzed by immobilized barley β-amylase. Among the immobilization methods studied in this work, the best one for β-amylase was protein aggregation using bovine serum albumin (BSA) or soybean protein (PS) as protein feeder, followed by cross-linking with glutaraldehyde (CLEA technique). This protocol yielded immobilized β-amylase with 82.67% and 53.26% of recovered activity, respectively. Besides, the CLEAs were highly stables at 40oC, retaining more than 80% of the initial activity after 12 hours. The maltose syrup production from starch was performed using a Couette–Taylor–Poiseuille vortex flow reactor, in order to evaluate the β-amylase CLEAs (in this case CLEA of β-amylase prepared with soybean protein, here named CLEA-β-PS). It was achieved around 70% of maltose conversion in a short reaction time (4 hours), showing that is viable the use of residual starch as raw material for the production of maltose catalyzed by β-amylase CLEA in a Couette–Taylor– Poiseuille vortex flow reactor. / A mandioca é cultivada em todo mundo, sendo o Brasil o quarto maior produtor. O processamento industrial da raiz no país visa principalmente à produção de farinha e fécula, gerando resíduos ricos em carboidratos (amido, celulose, hemicelulose) que poderiam gerar produtos de valor agregado por biocatálise enzimática, particularmente usando enzimas imobilizadas, por serem mais estáveis operacionalmente e poderem ser facilmente recuperadas e reutilizadas no processo. Assim, este trabalho teve como objetivo a biotransformação do amido residual dos resíduos do processamento da mandioca em maltose, usando a enzima β-amilase imobilizada em reator de fluxo em vórtices (RFV) Couette–Taylor–Poiseuille, reator este que pode promover mistura perfeita com menor tensão cisalhante no meio reacional, comparado a um reator de mistura perfeita convencional. Os resíduos bagaço e casca de mandioca de duas fecularias do interior de São Paulo foram caracterizados físico-quimicamente e apresentaram teores de amido por volta de 47% e 55% (b.s.), respectivamente. A extração do amido dos resíduos foi realizada enzimaticamente utilizando uma α-amilase, então, o amido liquefeito foi utilizado na produção de maltose catalisada pela β-amilase de cevada imobilizada. Dentre os métodos de imobilização estudados, o mais satisfatório para a imobilização de β-amilase foi a reticulação de enzimas agregadas (CLEA), utilizando albumina de soro bovino (BSA) ou proteína de soja (PS) como proteínas inertes, retendo 82,67% e 53,26% da atividade oferecida, respectivamente. Os CLEAs apresentaram estabilidades ao pH ligeiramente maiores que a β-amilase livre em seus respectivos valores de pH mais estáveis. Além disso, os CLEAs foram muito estáveis a 40ºC, retendo mais de 80% da atividade inicial após 12 horas de encubação. A conversão do amido em maltose foi realizada em um RFV, com a finalidade de estudar seu comportamento frente aos CLEAs de β-amilase (neste estudo CLEA de β-amilase preparado na presença de proteína de soja, aqui nomeado CLEA-β-PS). A conversão de amido em maltose foi de aproximadamente 70% em curto tempo de reação (4 horas), demonstrando a viabilidade do uso de amido residual como matéria-prima para a produção de maltose catalisada por CLEA de β-amilase em reator de fluxo em vórtices de Couette–Taylor–Poiseuille. Palavras chave: resíduos de mandioca, amido, maltose, beta-amilase de cevada, imobilização enzimática, CLEA, reator de fluxo em vórtices.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-23T16:43:37Z No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T16:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) Previous issue date: 2007-04-02 / A escassez energética e impacto ambiental são fatores determinantes para a existência de novos estudos da conversão e uso de energia, e a redução dos níveis de poluentes na atmosfera. A operação que usa diesel e gás natural é indicada como uma das melhores formas para controlar emissões de poluentes oriundos de motores diesel e simultaneamente economizar diesel derivado de petróleo. Neste sentido, este trabalho tem como objetivos, estudar teórica e experimentalmente as características de emissões e performance de um motor de combustão interna do ciclo Diesel operando com diesel e gás natural. O sistema térmico experimental é composto de um motor de combustão interna acoplado a um gerador elétrico, instrumentado com sensores de temperatura, pressão, medidores de vazão de ar, diesel e gás natural, sondas de gás e sistema de absorção de potência, constituído por um banco de carga e seu sistema de controle. Para análise energética e exergética teórica do motor foi desenvolvido um modelo matemático baseando-se nos conceitos da termodinâmica. Resultados numéricos e experimentais dos efeitos das condições do ar, tipo e quantidade de combustível, e gases de escape sobre o desempenho do motor e impacto ambiental são apresentados e analisados. A utilização de motores do ciclo diesel trabalhando de forma dual é consideravelmente viável do ponto de vista ecológico, visto a redução da emissão de poluentes tais como CO, CO2, NO e SO2. Com relação aos custos operacionais, estes também se apresentam favoráveis, principalmente para valores de potência superiores a 100 kW. / The energetic shortage and environmental impact are main factors to new research in conversion and use of energy. Natural gas and diesel dual-fuel operation is regarded as one of the best way to control pollutant emissions from the diesel engine and simultaneously save petroleum based diesel fuel. In this sense, the aim of this work is to investigate theorical and experimentally the emissions and performance characteristics of a commercial diesel engine being operated with natural gas and diesel. Experimental facilities (thermal system) is composed by a diesel engine complying to electronic generator, and it was equipped with temperature and pressure sensors, gas, air and diesel flowmeters, gas analyzer and power absorption system (electric charge bank and control system). For energetic and exergetic analysis one mathematical model based in the concept of thermodynamics was developed. The predicted and experimental results of the effect of air conditions, type and quantity of fuel, and exhaust gas in the performance of engine and environmental impact are presented and analyzed. The use of engines of the cycle diesel working in dual mode is considerably viable of the ecological point of view, seen the reduction of the emission of pollutant such as CO, CO2 and SO2. Regarding the operational costs, these also are favorable, mainly for superior power values to 100 kW.

A manufatura aditiva é um processo de fabricação que se caracteriza por adicionar material camada a camada, apresentando assim pouca limitação geométrica. Esta tecnologia tem revolucionado os processos produtivos, podendo ser inclusive empregados como parte dos produtos finais. Uma das tecnologias existentes é baseada no princípio de extrusão de material, o qual se caracteriza por adicionar um filamento polimérico através de um cabeçote extrusor. Dentro do planejamento do processo deste princípio existe a etapa de planejamento da trajetória, onde é definida a estratégia de deposição de material e qual a sequência de deposição do mesmo. Neste processo observam-se movimentos ociosos (sem deposição de filamento) do cabeçote de extrusão. Vários estudos já foram realizados a fim de minimizar os tempos ociosos, envolvendo algoritmos de otimização de trajetória, porém sem a preocupação da verificação de possíveis efeitos dessa otimização nas peças produzidas. Portanto, esse trabalho tem por objetivo avaliar a influência do planejamento de trajetória sem e com otimização nas propriedades mecânicas, dimensional e no tempo de fabricação no princípio de extrusão de material utilizando o poli (ácido láctico - PLA) como material. Também foi realizado um experimento onde foi possível analisar a influência do tempo ocioso do cabeçote extrusor durante a deposição de filamento em uma mesma camada. Para isso foi programado uma interrupção do bico extrusor durante a deposição do filamento. Corpos de prova foram fabricados utilizando a impressora 3D Cloner em diferentes quantidades. Ensaios de tração, flexão a 3 pontos, comparação do tempo de fabricação e avaliação dimensional foram realizadas. Os resultados mostraram uma variação de 7% e 10% na tensão de ruptura a tração e flexão, respectivamente, entre os diferentes planejamentos de trajetória testados. Já para os experimentos com interrupção do bico extrusor a variação chegou até 46% (decréscimo na resistência a flexão). Em relação ao tempo de fabricação entre os diferentes planejamentos testados houve uma diferença de até 42,7% no tempo de fabricação e na avaliação dimensional observou-se pouca variação entre os métodos testados. / Additive manufacturing is characterized by adding material layer by layer, thus presenting little geometric limitation. This technology has revolutionized the production process and can even be employed as part of the final product. One of the existing technologies is based on the material extrusion principle, which is characterized by adding a polymeric filament through an extruder head. One of the stage of the process planning in this principle is the path planning, where the strategy and the sequence of the material deposition is defined. In this process there are idle movements (without material deposition) of the extrusion head. Several studies have already been carried out to minimize the idle time, involving path optimization algorithms, but without considering the possible side effects caused by this optimization in the manufactured parts. Therefore, the aim of this work is to evaluate the influence of path planning with and without optimization on mechanical properties, dimensional and building time of manufactured parts based in the principle of material extrusion, using polylactic acid (PLA). An experiment also was performed where it was possible to analyze the influence of the idle time of the extruder head during the material deposition in the same layer. For that an interruption of the extruder head during the material deposition was programmed. Different numbers of specimens were fabricated using 3D Cloner printer. Building time and dimensional evaluation were performed, together with tensile and 3-point bending tests. The results of tensile and bending showed a variation of 7% and 10%, on tensile at break, respectively when compared to the different path planning tested. In the experiments with interruption of the nozzle extruder the variation reached up to 46% (decrease in flexural strength). Regarding the building time between the different path planning tested, there was a difference up to 42.7% and in the dimensional evaluation it was observed small variation between the tested methods.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Um dos processos de usinagem com maior emprego na indústria é o fresamento. O estudo da área térmica no fresamento é um desafio, por ser um processo em que o corte ocorre numa região bem específica de difícil acesso para sua correta mensuração. Uma das soluções para análise da temperatura no processo de usinagem é a utilização de modelos térmicos resolvidos por métodos matemáticos que trazem boas estimativas. Atualmente, além dos softwares desenvolvidos no ambiente acadêmico, existem também ferramentas computacionais disponíveis no mercado. Entretanto, os softwares comerciais apresentam código de programação fechado o que dificulta estudos mais específicos para casos particulares. Por meio de busca em vários autores, tanto em trabalhos no contexto de torneamento quanto para fresamento, notou-se que a utilização do método de resolução inversa por Gauss-Newton para estimativas de fluxo de calor ainda é muito restrita. Nos trabalhos de Braghini Junior (2002) e do próprio autor em Barrios (2013) este método foi implementado, porém a metodologia foi para estimativas apenas do fluxo de calor médio, desprezando a variação do fluxo de calor em função do deslocamento da ferramenta pelo tempo. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma nova metodologia para realizar estimativas de fluxo de calor na peça em operações de usinagem por fresamento considerando os efeitos do deslocamento da ferramenta em função do tempo utilizando o método de Gauss-Newton. Para isso foi necessário desenvolver um Simulador Térmico de Usinagem por Fresamento (STUF), analisar os efeitos das variáveis adotadas no simulador e por fim realizar estimativas de fluxo de calor por meio dos dados de temperatura experimental de usinagem. Foram criadas duas interfaces para o STUF, sendo uma interface para as estimativas de fluxo de calor e uma interface para as estimativas de temperatura na peça. Para este fim, o Matlab® foi utilizado como ambiente computacional e como linguagem de programação para as simulações. Os efeitos das variáveis no simulador como o coeficiente convectivo (h), refino de malha, passo do tempo (Δt), geometria da peça, temperatura experimental e análise de erro foram analisados. Foi possível realizar estimativas de fluxo de calor e temperatura na peça por meio do estudo de caso 1, utilizando os dados experimentais de Braghini (2002), estudo de caso 2, por meio dos dados experimentais de Barrios (2013), e estudo de caso 3, por meio dos dados experimentais proposto por este trabalho. Essa nova metodologia empregada por meio do STUF permitiu a identificação do fluxo de calor máximo na peça, possibilitou a geração de resultados de temperaturas estimadas com bons ajustes com as temperaturas experimentais com R² médio de 0,85 para estudo de caso 1 e R² de 0,95 para estudo de caso 2. O estudo de caso 3 apresentou muitos ruídos, porém foram possíveis as estimativas. / One of the most widely used machining processes in the industry is milling. The study of the thermal area in the milling is a challenge, because it is a process in which the cutting occurs in a very specific region of difficult access for its correct measurement. One of the solutions for the analysis of the temperature in the machining process is the use of thermal models solved by mathematical methods that bring good estimates. Currently, besides the software developed in the academic environment, there are also computational tools available in the market. However, commercial software presents closed programming code which makes it difficult to study more specifically for particular cases. Through the search of several authors, both in work in the context of turning and in milling, it was noticed that the use of the inverse resolution method by Gauss-Newton for estimates of heat flow is still very restricted. In the works by Braghini Junior (2002) and by the author himself in Barrios (2013) this method was implemented, but the methodology was only for estimates of the average heat flux, neglecting the variation of the heat flow as a function of the time displacement of the tool . The objective of this work is to develop a new methodology for estimating the heat flux in the part in milling operations considering the effects of tool displacement as a function of time using the GaussNewton method. For this, it was necessary to develop a Thermal Simulator for Machining by Milling (STUF), to analyze the effects of the variables adopted in the simulator and finally to make estimates of heat flux through the experimental temperature data of machining. Two interfaces were created for the STUF, being an interface for the estimations of heat flow and an interface for the temperature estimates in the part. For this purpose, Matlab® was used as a computational environment and as a programming language for simulations. The effects of the variables in the simulator, such as the convective coefficient (h), mesh refining, time step (Δt), part geometry, experimental temperature and error analysis were analyzed. It was possible to estimate heat flux and temperature in the piece by means of the case study 1, using the Braghini (2002) experimental data, case study 2, through the experimental data of Barrios (2013), and case study 3, through the experimental data proposed by this work. This new methodology used by the STUF allowed the identification of the maximum heat flux in the part, allowed the generation of estimated temperature results with good adjustments with the experimental temperatures with mean R² of 0.85 for case study 1 and R² of 0,95 for case study 2. Case study 3 presented many noises, but estimates were possible.

A manufatura aditiva é um processo de fabricação que se caracteriza por adicionar material camada a camada, apresentando assim pouca limitação geométrica. Esta tecnologia tem revolucionado os processos produtivos, podendo ser inclusive empregados como parte dos produtos finais. Uma das tecnologias existentes é baseada no princípio de extrusão de material, o qual se caracteriza por adicionar um filamento polimérico através de um cabeçote extrusor. Dentro do planejamento do processo deste princípio existe a etapa de planejamento da trajetória, onde é definida a estratégia de deposição de material e qual a sequência de deposição do mesmo. Neste processo observam-se movimentos ociosos (sem deposição de filamento) do cabeçote de extrusão. Vários estudos já foram realizados a fim de minimizar os tempos ociosos, envolvendo algoritmos de otimização de trajetória, porém sem a preocupação da verificação de possíveis efeitos dessa otimização nas peças produzidas. Portanto, esse trabalho tem por objetivo avaliar a influência do planejamento de trajetória sem e com otimização nas propriedades mecânicas, dimensional e no tempo de fabricação no princípio de extrusão de material utilizando o poli (ácido láctico - PLA) como material. Também foi realizado um experimento onde foi possível analisar a influência do tempo ocioso do cabeçote extrusor durante a deposição de filamento em uma mesma camada. Para isso foi programado uma interrupção do bico extrusor durante a deposição do filamento. Corpos de prova foram fabricados utilizando a impressora 3D Cloner em diferentes quantidades. Ensaios de tração, flexão a 3 pontos, comparação do tempo de fabricação e avaliação dimensional foram realizadas. Os resultados mostraram uma variação de 7% e 10% na tensão de ruptura a tração e flexão, respectivamente, entre os diferentes planejamentos de trajetória testados. Já para os experimentos com interrupção do bico extrusor a variação chegou até 46% (decréscimo na resistência a flexão). Em relação ao tempo de fabricação entre os diferentes planejamentos testados houve uma diferença de até 42,7% no tempo de fabricação e na avaliação dimensional observou-se pouca variação entre os métodos testados. / Additive manufacturing is characterized by adding material layer by layer, thus presenting little geometric limitation. This technology has revolutionized the production process and can even be employed as part of the final product. One of the existing technologies is based on the material extrusion principle, which is characterized by adding a polymeric filament through an extruder head. One of the stage of the process planning in this principle is the path planning, where the strategy and the sequence of the material deposition is defined. In this process there are idle movements (without material deposition) of the extrusion head. Several studies have already been carried out to minimize the idle time, involving path optimization algorithms, but without considering the possible side effects caused by this optimization in the manufactured parts. Therefore, the aim of this work is to evaluate the influence of path planning with and without optimization on mechanical properties, dimensional and building time of manufactured parts based in the principle of material extrusion, using polylactic acid (PLA). An experiment also was performed where it was possible to analyze the influence of the idle time of the extruder head during the material deposition in the same layer. For that an interruption of the extruder head during the material deposition was programmed. Different numbers of specimens were fabricated using 3D Cloner printer. Building time and dimensional evaluation were performed, together with tensile and 3-point bending tests. The results of tensile and bending showed a variation of 7% and 10%, on tensile at break, respectively when compared to the different path planning tested. In the experiments with interruption of the nozzle extruder the variation reached up to 46% (decrease in flexural strength). Regarding the building time between the different path planning tested, there was a difference up to 42.7% and in the dimensional evaluation it was observed small variation between the tested methods.