No presente trabalho, a glicerina loira, coproduto da produção do biodiesel, foi purificada e utilizada na reação de esterificação com ácido graxos derivados de óleos vegetais. Os produtos obtidos (essencialmente monoacilgliceróis - polióis) foram empregados no preparo de adesivos de poliuretana. Primeiramente, a glicerina loira foi purificada por destilação à pressão reduzida e então foi utilizada na investigação da esterificação ácida e enzimática com ácido oleico. As condições reacionais da esterificação e o rendimento em monoacilglicerol obtido com a glicerina destilada foram os mesmos obtidos com o glicerol P.A., evidenciando a pureza do material obtido por destilação. A glicerina loira foi também purificada através da eliminação de voláteis através de aquecimento e pressão reduzida, sendo esta glicerina utilizada no preparo de polióis através da esterificação enzimática com ácido oleico. As reações alcançaram 80% de conversão e seletividade para monoacilgliceróis. Investigou-se a purificação da glicerina loira através de filtração com carvão ativo, celite, alumina e diálise, entretanto estas técnicas não foram eficientes para produzir polióis com altos rendimentos vai catálise ácida e enzimática. Os polióis obtidos através da esterificação enzimática com glicerina destilada e glicerina purificada, apresentaram índice de hidroxilas entre 192-320 mg KOH/g e foram utilizados no preparo de adesivos através da reação com difenilmetilenodiisocianato polimérico (pMDI) com razões NCO/OH de 0,8 e 1,2. A avaliação das propriedades adesivas foi realizada por testes de cisalhamento em madeira e comparados com um adesivo comercial. Os adesivos preparados apresentaram tensão máxima de cisalhamento semelhantes ao comercial (3,12 MPa e 3,72 MPa, respectivamente). A razão NCO/OH de 0,8 apresentou propriedades de adesão levemente superiores. A incorporação de 20% de óleo de mamona na formulação dos adesivos aumentou significantemente a tensão de cisalhamento (5,34 MPa). / This work reports the purification of the residual glycerin, a coproduct of the biodiesel production and their esterification with fatty acids from vegetable oils. The obtained products, mainly monoacylglycerides (polyols), were used for the preparation of urethanic adhesives. Firstly, residual glycerin was purified by vacuum distillation and the acid catalyzed esterification with oleic acid was investigated. Also the enzymatic reaction using Lipases was studied. The reactional conditions and the conversion to monoacylglycerides were similar to those obtained for glycerol P.A, confirming the high purity of the distilled glycerin. In another purification method, the volatile components of the residual glycerin were eliminated by distillation at reduced pressure and the purified glycerin was used to prepare polyols by enzymatic esterification with oleic acid. A yield around 80 % and higher selectivity to monoacylglycerides were reached. Purification of residual glycerin by filtration through active coal, Celite, aluminum oxide and by dialysis was not enough to prepare polyols in good yields either by enzymatic or acid esterification. Polyols obtained from distilled and purified glycerin showed a hydroxyl number between 192-320mg KOH/g. They were used to prepare urethanic adhesives by reaction with polymeric methylenediphenyldiisocyanate (pMDI) at NCO/OH of 0.8 and 1.2. The adhesive properties were investigated by shear measurements in wood specimens and compared with a commercial one. Similar maximal shear stresses were obtained, 3,12 MPa and 3,72 MPa, respectively. Better properties were achieved at NCO/OH ratio of 0.8. Incorporation of 20 %wt of castor oil in the adhesive formulation improved significantly the mechanical properties (shear stress of 5.34 MPa) due to the higher molecular weight of the backbone chain.

No presente trabalho, a glicerina loira, coproduto da produção do biodiesel, foi purificada e utilizada na reação de esterificação com ácido graxos derivados de óleos vegetais. Os produtos obtidos (essencialmente monoacilgliceróis - polióis) foram empregados no preparo de adesivos de poliuretana. Primeiramente, a glicerina loira foi purificada por destilação à pressão reduzida e então foi utilizada na investigação da esterificação ácida e enzimática com ácido oleico. As condições reacionais da esterificação e o rendimento em monoacilglicerol obtido com a glicerina destilada foram os mesmos obtidos com o glicerol P.A., evidenciando a pureza do material obtido por destilação. A glicerina loira foi também purificada através da eliminação de voláteis através de aquecimento e pressão reduzida, sendo esta glicerina utilizada no preparo de polióis através da esterificação enzimática com ácido oleico. As reações alcançaram 80% de conversão e seletividade para monoacilgliceróis. Investigou-se a purificação da glicerina loira através de filtração com carvão ativo, celite, alumina e diálise, entretanto estas técnicas não foram eficientes para produzir polióis com altos rendimentos vai catálise ácida e enzimática. Os polióis obtidos através da esterificação enzimática com glicerina destilada e glicerina purificada, apresentaram índice de hidroxilas entre 192-320 mg KOH/g e foram utilizados no preparo de adesivos através da reação com difenilmetilenodiisocianato polimérico (pMDI) com razões NCO/OH de 0,8 e 1,2. A avaliação das propriedades adesivas foi realizada por testes de cisalhamento em madeira e comparados com um adesivo comercial. Os adesivos preparados apresentaram tensão máxima de cisalhamento semelhantes ao comercial (3,12 MPa e 3,72 MPa, respectivamente). A razão NCO/OH de 0,8 apresentou propriedades de adesão levemente superiores. A incorporação de 20% de óleo de mamona na formulação dos adesivos aumentou significantemente a tensão de cisalhamento (5,34 MPa). / This work reports the purification of the residual glycerin, a coproduct of the biodiesel production and their esterification with fatty acids from vegetable oils. The obtained products, mainly monoacylglycerides (polyols), were used for the preparation of urethanic adhesives. Firstly, residual glycerin was purified by vacuum distillation and the acid catalyzed esterification with oleic acid was investigated. Also the enzymatic reaction using Lipases was studied. The reactional conditions and the conversion to monoacylglycerides were similar to those obtained for glycerol P.A, confirming the high purity of the distilled glycerin. In another purification method, the volatile components of the residual glycerin were eliminated by distillation at reduced pressure and the purified glycerin was used to prepare polyols by enzymatic esterification with oleic acid. A yield around 80 % and higher selectivity to monoacylglycerides were reached. Purification of residual glycerin by filtration through active coal, Celite, aluminum oxide and by dialysis was not enough to prepare polyols in good yields either by enzymatic or acid esterification. Polyols obtained from distilled and purified glycerin showed a hydroxyl number between 192-320mg KOH/g. They were used to prepare urethanic adhesives by reaction with polymeric methylenediphenyldiisocyanate (pMDI) at NCO/OH of 0.8 and 1.2. The adhesive properties were investigated by shear measurements in wood specimens and compared with a commercial one. Similar maximal shear stresses were obtained, 3,12 MPa and 3,72 MPa, respectively. Better properties were achieved at NCO/OH ratio of 0.8. Incorporation of 20 %wt of castor oil in the adhesive formulation improved significantly the mechanical properties (shear stress of 5.34 MPa) due to the higher molecular weight of the backbone chain.

No presente trabalho, a glicerina loira, coproduto da produção do biodiesel, foi purificada e utilizada na reação de esterificação com ácido graxos derivados de óleos vegetais. Os produtos obtidos (essencialmente monoacilgliceróis - polióis) foram empregados no preparo de adesivos de poliuretana. Primeiramente, a glicerina loira foi purificada por destilação à pressão reduzida e então foi utilizada na investigação da esterificação ácida e enzimática com ácido oleico. As condições reacionais da esterificação e o rendimento em monoacilglicerol obtido com a glicerina destilada foram os mesmos obtidos com o glicerol P.A., evidenciando a pureza do material obtido por destilação. A glicerina loira foi também purificada através da eliminação de voláteis através de aquecimento e pressão reduzida, sendo esta glicerina utilizada no preparo de polióis através da esterificação enzimática com ácido oleico. As reações alcançaram 80% de conversão e seletividade para monoacilgliceróis. Investigou-se a purificação da glicerina loira através de filtração com carvão ativo, celite, alumina e diálise, entretanto estas técnicas não foram eficientes para produzir polióis com altos rendimentos vai catálise ácida e enzimática. Os polióis obtidos através da esterificação enzimática com glicerina destilada e glicerina purificada, apresentaram índice de hidroxilas entre 192-320 mg KOH/g e foram utilizados no preparo de adesivos através da reação com difenilmetilenodiisocianato polimérico (pMDI) com razões NCO/OH de 0,8 e 1,2. A avaliação das propriedades adesivas foi realizada por testes de cisalhamento em madeira e comparados com um adesivo comercial. Os adesivos preparados apresentaram tensão máxima de cisalhamento semelhantes ao comercial (3,12 MPa e 3,72 MPa, respectivamente). A razão NCO/OH de 0,8 apresentou propriedades de adesão levemente superiores. A incorporação de 20% de óleo de mamona na formulação dos adesivos aumentou significantemente a tensão de cisalhamento (5,34 MPa). / This work reports the purification of the residual glycerin, a coproduct of the biodiesel production and their esterification with fatty acids from vegetable oils. The obtained products, mainly monoacylglycerides (polyols), were used for the preparation of urethanic adhesives. Firstly, residual glycerin was purified by vacuum distillation and the acid catalyzed esterification with oleic acid was investigated. Also the enzymatic reaction using Lipases was studied. The reactional conditions and the conversion to monoacylglycerides were similar to those obtained for glycerol P.A, confirming the high purity of the distilled glycerin. In another purification method, the volatile components of the residual glycerin were eliminated by distillation at reduced pressure and the purified glycerin was used to prepare polyols by enzymatic esterification with oleic acid. A yield around 80 % and higher selectivity to monoacylglycerides were reached. Purification of residual glycerin by filtration through active coal, Celite, aluminum oxide and by dialysis was not enough to prepare polyols in good yields either by enzymatic or acid esterification. Polyols obtained from distilled and purified glycerin showed a hydroxyl number between 192-320mg KOH/g. They were used to prepare urethanic adhesives by reaction with polymeric methylenediphenyldiisocyanate (pMDI) at NCO/OH of 0.8 and 1.2. The adhesive properties were investigated by shear measurements in wood specimens and compared with a commercial one. Similar maximal shear stresses were obtained, 3,12 MPa and 3,72 MPa, respectively. Better properties were achieved at NCO/OH ratio of 0.8. Incorporation of 20 %wt of castor oil in the adhesive formulation improved significantly the mechanical properties (shear stress of 5.34 MPa) due to the higher molecular weight of the backbone chain.

Neste trabalho foram estudados catalisadores heterogêneos para a reação de transesterificação e esterificação avaliando sua atividade catalítica. Sólidos impregnados em sílica e óxidos de hidrotalcita contendo cargas de Ba, Ca e Nb foram obtidos pelas técnicas de impregnação úmida e coprecipitação, respectivamente. NaOH e ureia foram utilizados como agente precipitantes na coprecipitação. A caracterização dos mesmos foi realizada através das técnicas tradicionais para o estado sólido, como Espectroscopia no Ultravioleta-visível (UV-vis), Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier (IV), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O requerimento de um cuidado especial na remoção de sódio em sólidos coprecipitados com NaOH foi observado. Os materiais contendo 25 e 35 % de BaO sobre a SiO2 apresentaram atividade para a reação de transesterificação, atingindo 93,5 e 87,0 % de conversão, respectivamente. No entanto, a presença de nitratos na análise de IV pode indicar uma tendência à lixiviação de espécies de Bário. O material obtido como Ca4MgAl apresentou conversão de 97,9 % em biodiesel, porém, há uma significativa contribuição da catálise homogênea, cerca de 22 %. / In this work we were studied heterogeneous catalysts for the reaction of transesterification and esterification evaluating its catalytic activity. Solid impregnated silica and hydrotalcite oxides containing loads of Ba, Ca and Nb were obtained by wet impregnation and coprecipitation techniques, respectively. NaOH and urea was used as precipitating agent in the coprecipitation. The characterization of these was carried out using traditional techniques to solid, such as Spectroscopy Ultraviolet-visible (UV-vis) Spectroscopy Infrared Fourier Transform (IV), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). An application for a special care in sodium removal on solid co-precipitated with NaOH was observed. Materials containing 25 and 35 % BaO on SiO2 showed activity for the transesterification reaction, reaching 93,5 and 87,0 % conversion, respectively. However, the presence of nitrates in the IV analysis may indicate a tendency to leaching of barium species. The material obtained as Ca4MgAl showed 97,9 % conversion into biodiesel, however, there is a significant contribution of homogeneous catalysis, about 22 %.

Neste trabalho foram estudados catalisadores heterogêneos para a reação de transesterificação e esterificação avaliando sua atividade catalítica. Sólidos impregnados em sílica e óxidos de hidrotalcita contendo cargas de Ba, Ca e Nb foram obtidos pelas técnicas de impregnação úmida e coprecipitação, respectivamente. NaOH e ureia foram utilizados como agente precipitantes na coprecipitação. A caracterização dos mesmos foi realizada através das técnicas tradicionais para o estado sólido, como Espectroscopia no Ultravioleta-visível (UV-vis), Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier (IV), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O requerimento de um cuidado especial na remoção de sódio em sólidos coprecipitados com NaOH foi observado. Os materiais contendo 25 e 35 % de BaO sobre a SiO2 apresentaram atividade para a reação de transesterificação, atingindo 93,5 e 87,0 % de conversão, respectivamente. No entanto, a presença de nitratos na análise de IV pode indicar uma tendência à lixiviação de espécies de Bário. O material obtido como Ca4MgAl apresentou conversão de 97,9 % em biodiesel, porém, há uma significativa contribuição da catálise homogênea, cerca de 22 %. / In this work we were studied heterogeneous catalysts for the reaction of transesterification and esterification evaluating its catalytic activity. Solid impregnated silica and hydrotalcite oxides containing loads of Ba, Ca and Nb were obtained by wet impregnation and coprecipitation techniques, respectively. NaOH and urea was used as precipitating agent in the coprecipitation. The characterization of these was carried out using traditional techniques to solid, such as Spectroscopy Ultraviolet-visible (UV-vis) Spectroscopy Infrared Fourier Transform (IV), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). An application for a special care in sodium removal on solid co-precipitated with NaOH was observed. Materials containing 25 and 35 % BaO on SiO2 showed activity for the transesterification reaction, reaching 93,5 and 87,0 % conversion, respectively. However, the presence of nitrates in the IV analysis may indicate a tendency to leaching of barium species. The material obtained as Ca4MgAl showed 97,9 % conversion into biodiesel, however, there is a significant contribution of homogeneous catalysis, about 22 %.

Neste trabalho foram estudados catalisadores heterogêneos para a reação de transesterificação e esterificação avaliando sua atividade catalítica. Sólidos impregnados em sílica e óxidos de hidrotalcita contendo cargas de Ba, Ca e Nb foram obtidos pelas técnicas de impregnação úmida e coprecipitação, respectivamente. NaOH e ureia foram utilizados como agente precipitantes na coprecipitação. A caracterização dos mesmos foi realizada através das técnicas tradicionais para o estado sólido, como Espectroscopia no Ultravioleta-visível (UV-vis), Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier (IV), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O requerimento de um cuidado especial na remoção de sódio em sólidos coprecipitados com NaOH foi observado. Os materiais contendo 25 e 35 % de BaO sobre a SiO2 apresentaram atividade para a reação de transesterificação, atingindo 93,5 e 87,0 % de conversão, respectivamente. No entanto, a presença de nitratos na análise de IV pode indicar uma tendência à lixiviação de espécies de Bário. O material obtido como Ca4MgAl apresentou conversão de 97,9 % em biodiesel, porém, há uma significativa contribuição da catálise homogênea, cerca de 22 %. / In this work we were studied heterogeneous catalysts for the reaction of transesterification and esterification evaluating its catalytic activity. Solid impregnated silica and hydrotalcite oxides containing loads of Ba, Ca and Nb were obtained by wet impregnation and coprecipitation techniques, respectively. NaOH and urea was used as precipitating agent in the coprecipitation. The characterization of these was carried out using traditional techniques to solid, such as Spectroscopy Ultraviolet-visible (UV-vis) Spectroscopy Infrared Fourier Transform (IV), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). An application for a special care in sodium removal on solid co-precipitated with NaOH was observed. Materials containing 25 and 35 % BaO on SiO2 showed activity for the transesterification reaction, reaching 93,5 and 87,0 % conversion, respectively. However, the presence of nitrates in the IV analysis may indicate a tendency to leaching of barium species. The material obtained as Ca4MgAl showed 97,9 % conversion into biodiesel, however, there is a significant contribution of homogeneous catalysis, about 22 %.

O estudo concentrou-se na avaliação do desempenho de resíduos da produção agrícola brasileira como auxiliares de filtração da fumaça principal de cigarros em comparação com as tecnologias conhecidas, os filtros de acetato de celulose e de carvão ativado. Foram investigadas, após seleção preliminar: fibra de coco, casca de arroz, casca de banana – versões in natura e após calcinação - e talo de fumo in natura. Os materiais foram testados quanto à retenção de nicotina, alcatrão, monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis, metais, aminas aromáticas, fenóis, amônia, ácido cianídrico, óxidos de nitrogênio, compostos carbonilados voláteis e benzo[a]pireno na fumaça principal de cigarros de altos teores de alcatrão. Os analitos investigados fazem parte das principais substâncias monitoradas pelos órgãos reguladores da indústria tabagista. Para tanto, os materiais foram inseridos em filtros de cigarro com cavidade, ficando submetidos ao contato com o fluxo da fumaça principal de cigarros. Desta forma pôde-se avaliar, pelos teores da fumaça após percorrer os filtros, se os materiais trazem algum efeito adicional ou seletivo no processo de filtração, contribuindo para a redução de risco de cigarros. As fibras foram caracterizadas em termos de área específica, composição elementar, grupos funcionais via espectroscopia de absorção no infravermelho e a presença de metais via microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersa de raios X. Casca de banana e fibra de coco calcinadas mostraram desempenho superior aos materiais comparativos na remoção de aminas aromáticas, fenóis e benzo[a]pireno, enquanto casca de arroz e talo de fumo in natura removeram com mais eficiência os óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono. Para quase a totalidade dos analitos avaliados, a presença dos resíduos agrícolas nos filtros ocasionou em filtração superior à apresentada pelo acetato de celulose, material base dos filtros utilizados em praticamente todas as marcas de cigarros do Brasil. Entretanto, nenhum dos agro-resíduos demonstrou universalidade na filtração de todas as classes de compostos, evidenciando que seu uso em combinação é a melhor maneira de obter-se filtração ampliada dos principais compostos tóxicos da fumaça. / This study focused on the evaluation of Brazilian agriculture by-products as alternative filter media in cigarette mainstream smoke filtration when compared to known filter technologies, i.e. cellulose acetate and activated carbon. The evaluated materials after previous selection were: coconut coir, rice husks, banana peel – raw fibers and calcinated versions – and raw tobacco stem. The materials were tested for filtration of nicotine, tar, ammonia, carbon monoxide, volatile organic compounds, metals, aromatic amines, phenols, hydrogen cyanide, nitrogen oxides, volatile carbonilated compounds and benzo[a]pyrene in the mainstream smoke of high tar content cigarettes. These analytes belong to the Hoffmann’s list of toxicants in cigarette smoke and are monitored by tobacco industry regulating agencies. The fibers were inserted into cavity cigarette filters, and submitted to the flow of cigarette mainstream smoke. Thus it was possible to evaluate, when measuring smoke analyte levels after filtration process, whether they can bring any additional or selective effect to the retention of those toxicants, helping to harm reduction of cigarettes. These agricultural by-products were characterized in terms of specific surface area, elemental composition, functional groups via infrared absorption spectroscopy and the presence of metals via scanning electron microscopy with energy-dispersive x-ray spectroscopy. Calcinated banana peels and coconut coir showed a superior performance, in comparison to cellulose acetate and even activated carbon, for the filtration of aromatic amines, phenols and benzo[a]pyrene while raw rice husks and tobacco stem have removed more efficiently nitrogen oxides and CO. For all evaluated analytes, the presence of the fibers in the filters has led to better filtration performance than that showed by cellulose acetate, main filter media of almost all cigarette brands sold in Brazil. However, none of the tested by-products has shown universality for filtration of all types of compounds, suggesting that the best way of achieving best filtration performance for the main toxicants is using them in combination, as mixtures.

O estudo concentrou-se na avaliação do desempenho de resíduos da produção agrícola brasileira como auxiliares de filtração da fumaça principal de cigarros em comparação com as tecnologias conhecidas, os filtros de acetato de celulose e de carvão ativado. Foram investigadas, após seleção preliminar: fibra de coco, casca de arroz, casca de banana – versões in natura e após calcinação - e talo de fumo in natura. Os materiais foram testados quanto à retenção de nicotina, alcatrão, monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis, metais, aminas aromáticas, fenóis, amônia, ácido cianídrico, óxidos de nitrogênio, compostos carbonilados voláteis e benzo[a]pireno na fumaça principal de cigarros de altos teores de alcatrão. Os analitos investigados fazem parte das principais substâncias monitoradas pelos órgãos reguladores da indústria tabagista. Para tanto, os materiais foram inseridos em filtros de cigarro com cavidade, ficando submetidos ao contato com o fluxo da fumaça principal de cigarros. Desta forma pôde-se avaliar, pelos teores da fumaça após percorrer os filtros, se os materiais trazem algum efeito adicional ou seletivo no processo de filtração, contribuindo para a redução de risco de cigarros. As fibras foram caracterizadas em termos de área específica, composição elementar, grupos funcionais via espectroscopia de absorção no infravermelho e a presença de metais via microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersa de raios X. Casca de banana e fibra de coco calcinadas mostraram desempenho superior aos materiais comparativos na remoção de aminas aromáticas, fenóis e benzo[a]pireno, enquanto casca de arroz e talo de fumo in natura removeram com mais eficiência os óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono. Para quase a totalidade dos analitos avaliados, a presença dos resíduos agrícolas nos filtros ocasionou em filtração superior à apresentada pelo acetato de celulose, material base dos filtros utilizados em praticamente todas as marcas de cigarros do Brasil. Entretanto, nenhum dos agro-resíduos demonstrou universalidade na filtração de todas as classes de compostos, evidenciando que seu uso em combinação é a melhor maneira de obter-se filtração ampliada dos principais compostos tóxicos da fumaça. / This study focused on the evaluation of Brazilian agriculture by-products as alternative filter media in cigarette mainstream smoke filtration when compared to known filter technologies, i.e. cellulose acetate and activated carbon. The evaluated materials after previous selection were: coconut coir, rice husks, banana peel – raw fibers and calcinated versions – and raw tobacco stem. The materials were tested for filtration of nicotine, tar, ammonia, carbon monoxide, volatile organic compounds, metals, aromatic amines, phenols, hydrogen cyanide, nitrogen oxides, volatile carbonilated compounds and benzo[a]pyrene in the mainstream smoke of high tar content cigarettes. These analytes belong to the Hoffmann’s list of toxicants in cigarette smoke and are monitored by tobacco industry regulating agencies. The fibers were inserted into cavity cigarette filters, and submitted to the flow of cigarette mainstream smoke. Thus it was possible to evaluate, when measuring smoke analyte levels after filtration process, whether they can bring any additional or selective effect to the retention of those toxicants, helping to harm reduction of cigarettes. These agricultural by-products were characterized in terms of specific surface area, elemental composition, functional groups via infrared absorption spectroscopy and the presence of metals via scanning electron microscopy with energy-dispersive x-ray spectroscopy. Calcinated banana peels and coconut coir showed a superior performance, in comparison to cellulose acetate and even activated carbon, for the filtration of aromatic amines, phenols and benzo[a]pyrene while raw rice husks and tobacco stem have removed more efficiently nitrogen oxides and CO. For all evaluated analytes, the presence of the fibers in the filters has led to better filtration performance than that showed by cellulose acetate, main filter media of almost all cigarette brands sold in Brazil. However, none of the tested by-products has shown universality for filtration of all types of compounds, suggesting that the best way of achieving best filtration performance for the main toxicants is using them in combination, as mixtures.

O estudo concentrou-se na avaliação do desempenho de resíduos da produção agrícola brasileira como auxiliares de filtração da fumaça principal de cigarros em comparação com as tecnologias conhecidas, os filtros de acetato de celulose e de carvão ativado. Foram investigadas, após seleção preliminar: fibra de coco, casca de arroz, casca de banana – versões in natura e após calcinação - e talo de fumo in natura. Os materiais foram testados quanto à retenção de nicotina, alcatrão, monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis, metais, aminas aromáticas, fenóis, amônia, ácido cianídrico, óxidos de nitrogênio, compostos carbonilados voláteis e benzo[a]pireno na fumaça principal de cigarros de altos teores de alcatrão. Os analitos investigados fazem parte das principais substâncias monitoradas pelos órgãos reguladores da indústria tabagista. Para tanto, os materiais foram inseridos em filtros de cigarro com cavidade, ficando submetidos ao contato com o fluxo da fumaça principal de cigarros. Desta forma pôde-se avaliar, pelos teores da fumaça após percorrer os filtros, se os materiais trazem algum efeito adicional ou seletivo no processo de filtração, contribuindo para a redução de risco de cigarros. As fibras foram caracterizadas em termos de área específica, composição elementar, grupos funcionais via espectroscopia de absorção no infravermelho e a presença de metais via microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersa de raios X. Casca de banana e fibra de coco calcinadas mostraram desempenho superior aos materiais comparativos na remoção de aminas aromáticas, fenóis e benzo[a]pireno, enquanto casca de arroz e talo de fumo in natura removeram com mais eficiência os óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono. Para quase a totalidade dos analitos avaliados, a presença dos resíduos agrícolas nos filtros ocasionou em filtração superior à apresentada pelo acetato de celulose, material base dos filtros utilizados em praticamente todas as marcas de cigarros do Brasil. Entretanto, nenhum dos agro-resíduos demonstrou universalidade na filtração de todas as classes de compostos, evidenciando que seu uso em combinação é a melhor maneira de obter-se filtração ampliada dos principais compostos tóxicos da fumaça. / This study focused on the evaluation of Brazilian agriculture by-products as alternative filter media in cigarette mainstream smoke filtration when compared to known filter technologies, i.e. cellulose acetate and activated carbon. The evaluated materials after previous selection were: coconut coir, rice husks, banana peel – raw fibers and calcinated versions – and raw tobacco stem. The materials were tested for filtration of nicotine, tar, ammonia, carbon monoxide, volatile organic compounds, metals, aromatic amines, phenols, hydrogen cyanide, nitrogen oxides, volatile carbonilated compounds and benzo[a]pyrene in the mainstream smoke of high tar content cigarettes. These analytes belong to the Hoffmann’s list of toxicants in cigarette smoke and are monitored by tobacco industry regulating agencies. The fibers were inserted into cavity cigarette filters, and submitted to the flow of cigarette mainstream smoke. Thus it was possible to evaluate, when measuring smoke analyte levels after filtration process, whether they can bring any additional or selective effect to the retention of those toxicants, helping to harm reduction of cigarettes. These agricultural by-products were characterized in terms of specific surface area, elemental composition, functional groups via infrared absorption spectroscopy and the presence of metals via scanning electron microscopy with energy-dispersive x-ray spectroscopy. Calcinated banana peels and coconut coir showed a superior performance, in comparison to cellulose acetate and even activated carbon, for the filtration of aromatic amines, phenols and benzo[a]pyrene while raw rice husks and tobacco stem have removed more efficiently nitrogen oxides and CO. For all evaluated analytes, the presence of the fibers in the filters has led to better filtration performance than that showed by cellulose acetate, main filter media of almost all cigarette brands sold in Brazil. However, none of the tested by-products has shown universality for filtration of all types of compounds, suggesting that the best way of achieving best filtration performance for the main toxicants is using them in combination, as mixtures.

Neste trabalho, foi proposto um novo material adsorvente com base na modificação química do talo de açaí (AS) com brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB), formando um novo material chamado AS-CTAB. Os dados da caracterização do adsorvente de AS-CTAB indicaram que a biomassa foi modificada quimicamente pelo surfactante. O material preparado foi utilizado com sucesso como adsorvente para a remoção de Direct Blue 15 (DB-15) e Direct Red 23 (DR-23) a partir de soluções aquosas. Para ambos os corantes, a adsorção seguiu o modelo cinético Avrami. O modelo da isotermica de Liu apresentando Qmax de 394,01 e 454,9 mg g-1 para DB-15 e DR-23, respectivamente, a 45 °C. Uma vez que o AS-CTAB não é um material poroso, a interação eletrostática foi o principal mecanismo envolvido no processo de adsorção para ambos os corantes. A reação de adsorção termodinâmica mostrou ser um processo espontâneo e endotérmico. O adsorvente AS-CTAB também foi testado no tratamento de efluentes de corantes sintéticos e apresentou uma boa performance. / In this work, it was proposed a new adsorbent material based on the chemical modification of aqai stalk (AS) by hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), forming a new material called AS-CTAB. The characterization data of AS-CTAB adsorbent indicated that the biomass was chemically modified by the surfactant. The prepared material was successfully used as adsorbent for the removal of Direct Blue 15 (DB-15) and Direct Red 23 (DR-23) from aqueous solutions. For both dyes, adsorption followed the Avrami kinetic model. Liu isotherm model displayed Qmax of 394.01and 454.9 mg g-1 for DB-15 and DR-23, respectively at 45°C. Since the AS-CTAB is not a porous material, electrostatic interaction was the main mechanism involved in the adsorption process for both dyes. The thermodynamic adsorption reaction was shown to be a spontaneous and endothermic process. The AS-CTABadsorbent was also tested in the treatment of synthetic dye effluents and presented very good performance.