O aquecimento por micro-ondas (MO) é uma tecnologia emergente para o processamento térmico contínuo de alimentos líquidos. A taxa d aquecimento e a profundidade de penetração das MO dependem das propriedades dielétricas (PD) do alimento (permissividade elétrica relativa e fator de perda dielétrica ). As PD de água de coco verde e de sucos de frutas cítricas (laranja, limão e tangerina) foram estudadas empregando a técnica de cabo coaxial. As medições foram realizadas em 101 frequências na faixa de 500 MHz até 3000 MHz e em temperaturas entre 0 °C e 90 °C, o que permitiu estudar o efeito da frequência e da temperatura. A profundidade de penetração foi calculada com uma expressão derivada das equações de Maxwell para eletromagnetismo. O trabalho experimental começou com as PD de: água de coco verde simulada, água destilada, solução de açúcares e sais da água de coco verde e água de coco verde natural. Resultados foram comparados para avaliar a contribuição de cada componente (água, açúcares e sais). PD de sucos de diferentes variedades de laranjas, tangerinas e limões, assim como misturas de sucos de duas variedades de laranja, foram também avaliadas. A condutividade elétrica das amostras foi medida nas diferentes temperaturas e o seu efeito sobre o fator de perda foi analisado. Os resultados foram comparados nas frequências comerciais de 915 MHz e 2450 MHz. O comportamento dielétrico das amostras estudadas foi caracterizado por dois mecanismos principais: a condução iônica de sais dissolvidos e a rotação dipolar da molécula de água, os quais têm predominância variável dependendo da frequência e da temperatura. A permissividade elétrica relativa de todas as amostras decresceu com o incremento da temperatura e da frequência, enquanto que o comportamento do fator de perda com a temperatura e frequência foi determinado pela composição. Os sais apresentaram maior efeito que os açúcares sobre as PD da água de coco verde. A profundidade de penetração foi maior na frequência de 915 MHz, associada com o aumento no comprimento de onda. Correlações polinomiais foram ajustadas nas frequências comerciais para representar a dependência com a temperatura. / Microwave (MW) heating is an emergent technology for thermal processing of liquid food products. Heating rate and MW penetration depth depending on dielectric properties (DP) of food material (relative electrical permittivity () and dielectric loss factor ()). DP for green coconut water (GCW) and citrus fruits juices (orange, tangerine and lemon) were studied by open-ended coaxial line probe technique. The measurements were carried out for frequencies between 500 MHz and 3000 MHz at 101 points in this range and temperatures from 0 °C to 90 °C, which allowed studying temperature and frequency effect. The power penetration depth was calculated using an expression derived from the Maxwell equations for electromagnetism. Experimental work started with DP measurement for: simulated (GCW), distilled water, sugars and salts solutions of (GCW) and natural (GCW). Results were compared in order to evaluate the each component contribution (water, sugars and salts). DP for juices from different orange, tangerine and lemon varieties as well as mixtures of orange juice from two varieties, were also evaluated. Electrical conductivity was measured and its effect on dielectric loss factor was analyzed. Obtained results were compared at commercial frequencies of 915 MHz and 2450 MHz. Dielectric behavior of studied samples was characterized by two main mechanisms: ionic conduction of dissolved salts and dipole rotation of water molecules, which presented variable predominance, depending on frequency and temperature. Relative electrical permittivity decreased with increase on both temperature and frequency for all tested samples, whereas dielectric loss factor behavior with temperature and frequency was determined by composition. Salts showed higher effect than sugars on dielectric properties of GCW. Penetration depth was higher at 915 MHz, associated to increasing wave length. Polynomial correlations for DP were adjusted at commercial frequencies in order to illustrate the temperature dependence.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Janilson Lima Souza.pdf: 1888741 bytes, checksum: afd5433449dae962b746bb158a2b3c5e (MD5) Previous issue date: 2009-10-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the green coconut mesocarp was used as adsorbent towards two textile dyes: Turquoise Remazol and Blue Remazol. The adsorbent was triturated, washed several times with water for extraction of soluble matter, dried in oven and sieved to obtain particle size between 0.088 and 0.177 mm. Determinations of C/H/N content were performed and the obtained results were: 45.20, 6.24 and 0.74%, respectively. The study of the thermal stability showed that adsorbent is mainly affected up to 200 °C. The infrared and 13C RMN spectra allowed assigning unambiguously vibrational bands the chemical shift characteristics of lignocellulosic materials. According to X-ray and micrographies techniques the adsorbent has an amorphous and irregular structure. The most of the pores diameter values are around 10 to 20 μm, meaning that it can be classified as a macroporous material. The pHzpc of the mesocarp was estimated in 4.1, and the best removal efficiency and uptake were reached at pH 2.0 for both dyes. The kinetic studies were performed at different temperatures (10, 20, 30, 40, 50 oC) , and the best observed uptake results were 91.95%, at 50 ºC, for the Turquoise Remazol, and 97.12%, at 10 ºC, for the Blue Remazol. The best kinetic model that fit well with all the experimental results was the pseudo-second order model (R2 > 0.999), and the observed average contact time for the systems reach the equilibrium was 90 min. The graphic model of adsorption intraparticular presented three lineal segments, indicating that in the adsorption of these dyes three processes are involved: external diffusion or superficial interaction adsorbent/adsorbate, diffusion of the adsorbate into the pores of the adsorbent and interaction of the adsorvate with the active sites inside the pores. The adsorption isotherms followed the Langmuir´s model, and the maximum adsorption values varied between 49.27 to 60.25 mg/g (Turquoise Remazol) and 84.75 to 80.64 mg/g (Blue Remazol) at the temperature interval from 10 to 50 ºC. The thermodynamic parameters confirmed the spontaneity for the two processes of adsorption being endothermic with entropy increase for the Turquoise Remazol and exothermic with entropy increase for the Blue Remazol. The dessorption of the dyes were accomplished in alkaline medium (pH 8,0), and the recovered amounts dyes were of 41.5% (turquoise remazol) and 52.5%, for an equilibrium time of 90 minutes. / Neste trabalho o mesocarpo de coco verde foi utilizado como adsorvente para os dois corantes têxteis: Turquesa Remazol e Azul Remazol. O adsorvente foi triturado, submetido à diversas lavagens para extração de matéria solúvel em água, secado e peneirado obtendo uma granulometria entre 0,088 a 0,177 mm. Teores de microanálise determinaram % de C, H e N sendo iguais a 45,20; 6,24 e 0,74 %, respectivamente. Estudos de estabilidade térmica do adsorvente mostraram que este se mantém inalterado até 200 °C. As principais freqüências vibracionais apresentaram bandas características de materiais lignocelulósicos. A técnica de raios-X determinou um caráter amorfo, e as micrografias mostraram que a superfície do material apresenta morfologia irregular, com diâmetros de poros entre 10-20 μm e uma estrutura macroporosa. O espectro de RMN de 13C é característico de materiais celulósicos. O pHzpc do mesocarpo foi estimado em 4,1, sendo observado uma melhor eficiência de remoção em pH 2,0 para ambos os corantes. As cinéticas foram realizadas em diferentes temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50ºC) cujas quantidades máximas removidas foram 91,95 % (50 ºC) para o turquesa remazol e 97,12 % (10 ºC) para o azul remazol, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem (R2 > 0,999) o mais adequado com quantidades adsorvidas variando entre 29,93 36,78 mg/g (turquesa remazol) e 38,63 38,29 mg/g (azul remazol) nas faixas de 10 a 50 ºC para um tempo de equilíbrio de 90 minutos. O modelo gráfico de adsorção intraparticular apresentou três segmentos lineares, indicando que na adsorção dos dois corantes estão envolvidos três processos: interação adsorvente/adsorvato superficial externa, difusão do adsorvato dentro dos poros do adsorvente e interação do adsorvato com os sítios ativos dentro dos poros. As isotermas de adsorções foram avaliadas, sendo que as quantidades máximas adsorvidas variaram entre 49,27 60,25 mg/g (turquesa remazol) e 84,75 80,64 mg/g (azul remazol) nas faixas de temperatura de 10 a 50 ºC. Os resultados obtidos seguiram o modelo de Langmuir (R2 > 0,985). Os parâmetros termodinâmicos confirmaram a espontaneidade para os dois processos de adsorção sendo endotérmico com aumento de entropia para o turquesa remazol e exotérmico com aumento de entropia para o azul remazol. A dessorção dos corantes foi realizada em meio alcalino (pH 8,0), sendo recuperado 41,5 % para o turquesa remazol e 52,5 % para o azul remazol em um tempo de equilíbrio de 90 minutos.

O presente trabalho propôs o estudo de desempenho de painéis sanduíche formados por núcleo de painéis de partículas de fibras da casca de coco verde e de madeira pinus, Pinus sp., conformado por placas de fibrocimento de forma a produzir um compósito com propriedades associadas. Os painéis sanduíche foram avaliados por ensaio físico e mecânico, determinaram-se a densidade média de cada tratamento e as tensões de face e núcleo dos painéis sanduíche. Termicamente foram avaliados por equações analíticas e analisados por requisitos normativos. Inicialmente foram analisadas as propriedades físicas das matérias primas e dos componentes das faces e do núcleo. A placa de fibrocimento que compôs as faces foi analisada por ensaios físicos, mecânicos e térmico. Os resultados das propriedades foram comparados com referências normativas e de empresas que fabricam e avaliam produtos de fibrocimento similares. Para a produção dos painéis aglomerados de partículas que formaram os núcleos utilizou-se a fibra da casca de coco verde, Cocos nucifera, em substituição parcial as partículas de madeira pinus, Pinus sp., na proporção de 30 % e 70% respectivamente. O adesivo utilizado nos painéis de subprodutos da agroindústria foi a resina poliuretana bicomponente à base de óleo de mamona. Foram produzidos e avaliados painéis com três densidades, sendo 350 kg/m3 (baixa), 600 kg/m3 (média) e 850 Kg/m3 (alta). Os painéis de partículas foram avaliados por ensaios físicos, mecânicos e térmico. Como parâmetro de comparação de resultados um painel comercial de média densidade MDP foi avaliado da mesma forma. Os resultados dos testes de todos componentes e dos painéis sanduíches produzidos, foram comparados e analisados em atendimento às normas que os regem e com produtos comercializados nos setores da construção civil. A partir dos resultados concluiu-se que os painéis sanduíche com núcleo de subprodutos da agroindústria apresentaram propriedades similares ao painel sanduíche com núcleo de MDP comercial e aos painéis sanduíche de vedação produzido por empresas da indústria da construção civil. O estudo demonstrou a potencialidade técnica da possível aplicação do painel sanduíche como componente ou elemento em sistemas construtivos na construção civil. / The present work proposes the study of sandwich panel performance formed by homogeneous particleboard panels of green coconut shell fibers and pinus wood particles, coated with nonasbestos cement flat sheets in order to produce a composite with associated properties. The sandwich panel was evaluated by physical and mechanical tests. The physical test determined the density mean of each treatment, and the mechanical test obtained the sandwich panels face and core tensions, thermally was evaluated by analytical equations and analyzed by standards requirements. Firstly, the physical properties of the raw materials of the facings and cores were analyzed according to the standard requirements. The fiber cement board that composed the faces was tested in physical, mechanical and thermal tests. The results of the properties tested were compared with references of technical standards and manufactured similar industrial products in accordance with current standards for cementitious products. For the production of the panels, the fiber of the green coconut shell, Cocos nucifera, was used in partial substitution of the pine wood particles, Pinus sp., in the proportion of 30% and 70% respectively. The adhesive used in the panels of agro-industry by-products was the bicomponent resin based on castor oil. Panels with densities ranging from low 350 kg/m3, medium 600 kg/m3 and high 850 kg/m3 were produced. The particleboards were evaluated by mechanical, physical and thermal tests. As a parameter of comparison of results a MDP medium density commercial panel (density between 551 Kg/m3 and 750 kg/m3) was tested in the same conditions. The results of the tests of all constituent components and the sandwich panels and were compared and analyzed in compliance with the current standards and commercial products market in the construction sectors. The results concluded that the sandwich panel particleboard core made by-products of agro-industry presented similar properties of the sandwich panel of commercial MDP core and those from construction industrial products. The study demonstrated that the technical capability of the possible application of the sandwich panel as a component or element in constructive systems of the civil construction.

A busca por uma solução comum para os impactos ambientais decorrentes da geração e acúmulo de resíduos sólidos e a condição de exclusão socioeconômica que atinge a uma significativa fatia da população em grandes centros urbanos leva a replicação de um modelo de gestão de resíduos sólidos que tem seu ponto de interseção nas cooperativas de trabalhadores da reciclagem. Alinhado a um contexto de demandas sociais de manutenção econômica, justiça social e preservação ambiental, a gestão compartilhada de resíduos é vista não como prática assistencialista corporativa, mas como oportunidade de negócio e ganhos bilaterais de criação de valor compartilhado. Este é o tema de interesse do presente trabalho, a inclusão socioeconômica veiculada ao aproveitamento de resíduos sólidos. Para isso, desenvolve-se uma pesquisa de base empírica, fundamentada na metodologia de pesquisa-ação, com objetivo de analisar tecnicamente e gerencialmente um projeto que propõe a inclusão socioeconômica por meio do processamento da casca de coco verde. A partir da integração de uma base conceitual e informações de natureza prática obtidas no desenvolvimento do projeto acima referido, assume-se o ganho de conhecimento empírico que possa contribuir com a temática envolvendo a gestão de resíduos sólidos urbanos e a inclusão socioeconômica. A experiência mostrou que disponibilizar tecnologia e ensinar a operar os equipamentos não é suficiente para a sustentação do modelo de gestão compartilhada. É preciso oferecer suporte técnico e gerencial e entender as cooperativas de reciclagem como parte de um fluxo continuo de materiais, de informação, de dinheiro e de pessoas. Conclui-se que é preciso fomentar o desenvolvimento humano através da difusão de conhecimento, levando-o até a cooperativa, mas também permitindo que esse se difunda por ela. / The waste management model could be a solution for two problems: the environmental impacts caused by the generation and accumulation of solid wastes, and socio-economical exclusion. Therefore in a context of social and economic development and environmental preservation, waste shared management is seen not creation of as a corporative assistentialist practice, but as a business opportunity and a win-win creation of shared value. This dissertation concerns the socio-economic inclusion developed coupled with the use of the solids wastes. So an empirical research was based on action-research methodology. The socio-economic inclusion by processing green coconut fiber was analyzed at a technical and managerial point of view. By integrating of a conceptual base and practical information obtained from to project development, empirical knowledge is gained. Contribute with urban solid waste management and socio-economical inclusion. The experience has shown that supply technology and teaching to operate the equipment is not sufficient to support the shared management model. It takes technical and managerial support and understand the recycling cooperatives as part of a continuous flow of materials, information, money and people. We conclude that it is necessary to foster human development through the dissemination of knowledge, leading him to the cooperative, but also allowing that to diffuse through it.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os resÃduos sÃlidos agroindustriais sÃo bastante estudados devido a sua abundÃncia e baixo custo para a recuperaÃÃo de efluentes industriais utilizando processos de adsorÃÃo. Neste trabalho utilizou-se o pà da casca de coco verde como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de efluentes aquosos produzidos por indÃstrias de eletrodeposiÃÃo localizadas em Juazeiro do Norte (CearÃ-Brasil). Sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna foram estudados. Na primeira etapa deste trabalho foram investigados o tratamento quÃmico, o efeito da granulometria, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados mostraram que o tratamento aplicado no pà da casca de coco verde com NaOH 0,1mol.L-/3h foi mais eficiente. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de granulometria de 60-99 mesh, concentraÃÃo de 40g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 5 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo observadas nos estudos de equilÃbrio para um sistema multielementar foram: 7,89; 1,72; 3,24; 13,26 e 5,09 mg/g para Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 e Cu+2, respectivamente. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma velocidade de fluxo de 2mL/min e uma altura de 10cm do leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Cu+2 > Pb+2 > Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real oriunda de empresas de galvanoplastia contendo: Ni+2, Zn+2 e Cu+2 mostraram que a remoÃÃo dos Ãons tÃxicos aumenta quando o pH da soluÃÃo à 5,0. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HNO3 1,0mol.L- como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / The solid agroindustry residues are most studied, due its abundance and low cost for recovery of wastewater industry using process of adsorption. In this work was used the green coconut shell powder as adsorbent for the heavy metals removal from wastewater aqueous produced for electroplating industries localized in Juazeiro do Norte (Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and column were studied. In the first step of this work was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the green coconut shell powder with NaOH 0.1mol.L-/3h was the most efficient. This material was used for the metals adsorption study with the following characteristic: particle size ranged 60-99 mesh, adsorbent concentration (40g/L) and pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 5 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The maximum capacities of adsorption observed for the multielementary system were: 7.89; 1.72; 3.24; 13.26 and 5.09mg/g to Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 and Cu+2, respectively. In the second step of the work were carried out experiments to otimization of the operational parameters of the column. The results showed that for a flow rate of 2mL/min and height bed of 10cm there is an increased on the metals removal. The breakthrough curves investigated to a system multi indicated that the order for column capacity was the follow: Cu+2 > Pb+2 >Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. The parameters optimization of the column obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained (Ni+2, Zn+2 and Cu+2) which showed that the toxic ions removal increased at pH 5.0. The desorption of the metals ions retained on the column was efficient using the HNO3 1,0mol.L- as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only a cycle.

A busca por uma solução comum para os impactos ambientais decorrentes da geração e acúmulo de resíduos sólidos e a condição de exclusão socioeconômica que atinge a uma significativa fatia da população em grandes centros urbanos leva a replicação de um modelo de gestão de resíduos sólidos que tem seu ponto de interseção nas cooperativas de trabalhadores da reciclagem. Alinhado a um contexto de demandas sociais de manutenção econômica, justiça social e preservação ambiental, a gestão compartilhada de resíduos é vista não como prática assistencialista corporativa, mas como oportunidade de negócio e ganhos bilaterais de criação de valor compartilhado. Este é o tema de interesse do presente trabalho, a inclusão socioeconômica veiculada ao aproveitamento de resíduos sólidos. Para isso, desenvolve-se uma pesquisa de base empírica, fundamentada na metodologia de pesquisa-ação, com objetivo de analisar tecnicamente e gerencialmente um projeto que propõe a inclusão socioeconômica por meio do processamento da casca de coco verde. A partir da integração de uma base conceitual e informações de natureza prática obtidas no desenvolvimento do projeto acima referido, assume-se o ganho de conhecimento empírico que possa contribuir com a temática envolvendo a gestão de resíduos sólidos urbanos e a inclusão socioeconômica. A experiência mostrou que disponibilizar tecnologia e ensinar a operar os equipamentos não é suficiente para a sustentação do modelo de gestão compartilhada. É preciso oferecer suporte técnico e gerencial e entender as cooperativas de reciclagem como parte de um fluxo continuo de materiais, de informação, de dinheiro e de pessoas. Conclui-se que é preciso fomentar o desenvolvimento humano através da difusão de conhecimento, levando-o até a cooperativa, mas também permitindo que esse se difunda por ela. / The waste management model could be a solution for two problems: the environmental impacts caused by the generation and accumulation of solid wastes, and socio-economical exclusion. Therefore in a context of social and economic development and environmental preservation, waste shared management is seen not creation of as a corporative assistentialist practice, but as a business opportunity and a win-win creation of shared value. This dissertation concerns the socio-economic inclusion developed coupled with the use of the solids wastes. So an empirical research was based on action-research methodology. The socio-economic inclusion by processing green coconut fiber was analyzed at a technical and managerial point of view. By integrating of a conceptual base and practical information obtained from to project development, empirical knowledge is gained. Contribute with urban solid waste management and socio-economical inclusion. The experience has shown that supply technology and teaching to operate the equipment is not sufficient to support the shared management model. It takes technical and managerial support and understand the recycling cooperatives as part of a continuous flow of materials, information, money and people. We conclude that it is necessary to foster human development through the dissemination of knowledge, leading him to the cooperative, but also allowing that to diffuse through it.

Dentre as fibras vegetais estudadas como reforço para produção de compósitos cimentícios, as fibras de coco verde e sisal se destacam por suas características mecânicas de interesse industrial, baixo custo e baixa densidade. O objetivo deste trabalho é o estudo da funcionalização de fibras de coco verde e sisal, pela técnica de polimerização com plasma frio de metano, bem como a análise do efeito do tratamento, a fim de reduzir a hidrofilicidade natural das fibras, preservar suas propriedades mecânicas e aumentar sua durabilidade em meio alcalino. Fibras de coco verde e sisal foram tratadas com plasma frio de metano durante 4, 10 e 20 min. O experimento também incluiu ensaio de degradação das fibras, antes e após tratamento, em solução saturada de cimento Portland. Por meio de análise de molhabilidade e de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X foi identificado que o tratamento tornou a superfície das fibras de sisal tratadas por 10 e 20 min menos hidrofílica, e das fibras de coco verde tratadas durante o mesmo tempo mais hidrofílica. Corroborando esses resultados, ensaio de arrancamento foi realizado em fibras de sisal tratadas por 20 min indicando boa aderência entre a fibra tratada e a matriz cimentícia. Após ensaio de degradação em solução cimentícia de ambas as fibras tratadas durante 10 e 20 min os resultados da espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier indicaram que o tratamento retardou o processo de degradação alcalina da hemicelulose e lignina das fibras de sisal, enquanto que para as fibras de coco verde a degradação das fibras sem tratamento foi igual ao daquelas sem com tratamento. Os ensaios mecânicos indicaram que as fibras de sisal tratadas tiveram maior resistência mecânica quando comparadas àquelas sem tratamento, e com relação às fibras de coco verde não houve diferença significativa entre fibras tratadas e sem tratamento. Além disso, não houve alteração do módulo de elasticidade das fibras de coco verde e sisal (sem tratamento e tratadas). Nesse contexto, os resultados obtidos indicaram que o tratamento com plasma frio de metano é eficaz para redução da hidrofilicidade da superfície das fibras de sisal, podendo vir a ser um tratamento promissor para minimizar a degradação alcalina da hemicelulose e lignina. / Among the studied plant fibres as reinforcement for the production of cement composites, green coconut and sisal fibres stand out for its mechanical characteristics of industrial interest, low cost, and low density. The aim of this work is to study of the plasma functionalization of green coconut and sisal fibres with methane cold plasma, as well as the analysis of the effect of this treatment in order to reduce the hydrophilicity of natural fibres, preserving its mechanical properties and increase its durability in alkaline medium. Green coconut and sisal fibres were treated with methane cold plasma for 4, 10 and 20 min. The experiment also included fibre degradation test before and after treatment in saturated solution of Portland cement. Wettability and XPS analyses indicated that the sisal fibres treated for 10 and 20 min presented surface more hydrophobic than green coconut fibres in the same treatment condition. Pullout test was performed in the sisal fibres treated by 20 min indicating good adherence between treated fibre and cement matrix. Both kinds of fibres were submited to degradation test imersed in the cementitious solution. The FTIR results indicated that the treatment retarded the alkaline degradation of the hemicellulose and lignin from sisal fibres whereas treated green coconut fibres showed the same degradation presented by untreated ones. The mechanical tests showed that the treated sisal fibres had higher mechanical strength compared to those without treatment, and regarding green coconut fibres there was no significant difference between treated and untreated fibres. Furthermore, there was no change in the modulus of elasticity of the green coconut and sisal fibre (treated and untreated). In this context, the results indicated that treatment with cold plasma of methane is effective in reducing the excessive hydrophilicity of the surface of sisal fibres and could be a promising treatment to minimize the alkaline degradation of hemicellulose and lignin.

Dentre as fibras vegetais estudadas como reforço para produção de compósitos cimentícios, as fibras de coco verde e sisal se destacam por suas características mecânicas de interesse industrial, baixo custo e baixa densidade. O objetivo deste trabalho é o estudo da funcionalização de fibras de coco verde e sisal, pela técnica de polimerização com plasma frio de metano, bem como a análise do efeito do tratamento, a fim de reduzir a hidrofilicidade natural das fibras, preservar suas propriedades mecânicas e aumentar sua durabilidade em meio alcalino. Fibras de coco verde e sisal foram tratadas com plasma frio de metano durante 4, 10 e 20 min. O experimento também incluiu ensaio de degradação das fibras, antes e após tratamento, em solução saturada de cimento Portland. Por meio de análise de molhabilidade e de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X foi identificado que o tratamento tornou a superfície das fibras de sisal tratadas por 10 e 20 min menos hidrofílica, e das fibras de coco verde tratadas durante o mesmo tempo mais hidrofílica. Corroborando esses resultados, ensaio de arrancamento foi realizado em fibras de sisal tratadas por 20 min indicando boa aderência entre a fibra tratada e a matriz cimentícia. Após ensaio de degradação em solução cimentícia de ambas as fibras tratadas durante 10 e 20 min os resultados da espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier indicaram que o tratamento retardou o processo de degradação alcalina da hemicelulose e lignina das fibras de sisal, enquanto que para as fibras de coco verde a degradação das fibras sem tratamento foi igual ao daquelas sem com tratamento. Os ensaios mecânicos indicaram que as fibras de sisal tratadas tiveram maior resistência mecânica quando comparadas àquelas sem tratamento, e com relação às fibras de coco verde não houve diferença significativa entre fibras tratadas e sem tratamento. Além disso, não houve alteração do módulo de elasticidade das fibras de coco verde e sisal (sem tratamento e tratadas). Nesse contexto, os resultados obtidos indicaram que o tratamento com plasma frio de metano é eficaz para redução da hidrofilicidade da superfície das fibras de sisal, podendo vir a ser um tratamento promissor para minimizar a degradação alcalina da hemicelulose e lignina. / Among the studied plant fibres as reinforcement for the production of cement composites, green coconut and sisal fibres stand out for its mechanical characteristics of industrial interest, low cost, and low density. The aim of this work is to study of the plasma functionalization of green coconut and sisal fibres with methane cold plasma, as well as the analysis of the effect of this treatment in order to reduce the hydrophilicity of natural fibres, preserving its mechanical properties and increase its durability in alkaline medium. Green coconut and sisal fibres were treated with methane cold plasma for 4, 10 and 20 min. The experiment also included fibre degradation test before and after treatment in saturated solution of Portland cement. Wettability and XPS analyses indicated that the sisal fibres treated for 10 and 20 min presented surface more hydrophobic than green coconut fibres in the same treatment condition. Pullout test was performed in the sisal fibres treated by 20 min indicating good adherence between treated fibre and cement matrix. Both kinds of fibres were submited to degradation test imersed in the cementitious solution. The FTIR results indicated that the treatment retarded the alkaline degradation of the hemicellulose and lignin from sisal fibres whereas treated green coconut fibres showed the same degradation presented by untreated ones. The mechanical tests showed that the treated sisal fibres had higher mechanical strength compared to those without treatment, and regarding green coconut fibres there was no significant difference between treated and untreated fibres. Furthermore, there was no change in the modulus of elasticity of the green coconut and sisal fibre (treated and untreated). In this context, the results indicated that treatment with cold plasma of methane is effective in reducing the excessive hydrophilicity of the surface of sisal fibres and could be a promising treatment to minimize the alkaline degradation of hemicellulose and lignin.

The culture of coconut is economically relevant to Brazil but suffers with the breeding of pests that target coconut trees and bring on economic losses. One of the pests responsible for such is the palm weevil R. palmarum L., which is attracted to the infestation site by the odor released from the fermentation of plant tissues. This is particularly problematic when the crop, processing and disposal sites are in close location, for the residue discarded (i.e. green coconut shell) undergoes the action of microorganisms that produce volatile compounds and attract the pest to the crop site. This research had as its objective the isolation and characterization of bacteria and yeasts responsible for the fermentation of green coconut shell and production of volatile compounds that are attractive to the palm weevil. For such, green coconut shells were exposed to the local environment for the development of the fermentative processes, having the emitted volatiles analyzed on five different days of fermentation (0, 3, 5, 7, and 10 days). Thirty different compounds belonging to different chemical classes were detected for all of the analyzed days, being alcohols, ketones, aldehydes and hydrocarbons the most frequently found. Isolation procedures were performed immediately after the opening of the coconuts and at the sixth day of fermentation. After purification, thirty eight strains (15 bacteria and 23 yeasts) were obtained and characterized. The characterization of the strains was based on the determination of orphological, physiological and biochemical characteristics and the evaluation of the biotechnological potential. The isolated strains presented variable biochemical profile, although each of them displayed at least one positive result for the tested enzymes. Although bacterial isolates were halotolerant, yeast strains were more. Among the bacterial strains, the isolate A5 stood out for displaying activity for all of the tested enzymes except for laccase besides being capable of degrading filter paper in liquid media. The isolate E4 stood out among the yeast strains for presenting activity for five of the tested enzymes (amylases, pectinases, xylanases, proteases and lipases/esterases) besides displaying tolerance up to 10% NaCl. Therefore each strain presented different biotechnological potential, some of them being potential candidates for the production of volatile compounds by fermentation of the green coconut shell. A few strains were identified to the genus level by the technique of MILDI-TOF, resulting in identification of three bacterial (Bacillus, Pantoea e Arthrobacter) e three yeasts (Pichia, Cryptococcus e Rhodotorula) genera. The production of volatile compound by four selected strains was investigated and resulted on the detection of over 100 different compounds, among which are included ketones, carboxylic acids, pyrazines, esters, hydrocarbons, aldehydes, terpenes and terpenoids. A few of the detected volatiles had been previously reported as attractive to R. palmarum confirming that there is a relationship between the metabolic activity of the isolated microorganisms and production of volatiles attractive to this pest. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cultura do coqueiro é economicamente importante para o Brasil, mas sofre com a proliferação de pragas que almejam os coqueiros e causam prejuízo econômico. Uma das pragas é a broca-do-olho-do-coqueiro, R. palmarum L., que é atraído para os locais de infestação pelo odor de fermentação de tecidos vegetais. Isto é particularmente problemático quando os locais de plantação, de processamento dos frutos e de descarte de resíduos são próximos, pois o resíduo gerado (casca do coco-verde, por exemplo) sofre ação de microrganismos que produzem compostos voláteis e atraem o inseto para a plantação. Esta pesquisa teve como objetivo o isolamento e a caracterização de bactérias e leveduras responsáveis pela fermentação da casca do coco-verde com concomitante produção de compostos voláteis atrativos para a broca-do-olho-do-coqueiro. Para tanto, cascas de coco-verde recém-abertas foram expostas ao ambiente para desenvolvimento de processo fermentativo, sendo a emissão de voláteis analisada em cinco dias diferentes de fermentação (dias 0, 3, 5, 7 e 10). Trinta compostos de classes químicas variadas foram detectados para os diferentes dias de fermentação, sendo encontrados álcoois, cetonas, aldeídos e hidrocarbonetos com maior frequência. Isolamentos foram realizados após abertura dos cocos e no sexto dia de fermentação. Após purificação, trinta e oito linhagens (15 bactérias e 23 leveduras) foram obtidas e caracterizadas. A caracterização teve como base a determinação de características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas e a avaliação do potencial biotecnológico. As linhagens isoladas exibiram perfil bioquímico variado, sendo que todos apresentaram pelo menos um resultado positivo para alguma das enzimas extracelulares testadas. Embora as bactérias tenham sido halotolerantes, as leveduras foram mais. Dentre as bactérias isoladas, o isolado A5 se destacou por apresentar atividade para todas as enzimas testadas exceto lacases, além de demostrar capacidade de degradar papel de filtro em meio líquido. O isolado E4 se destacou entre as leveduras por apresentar atividade para cinco enzimas (amilases, pectinases, xilanases, proteases e lipases/esterases), além de apresentar tolerância a 10% de NaCl. Portanto, cada linhagem isolada apresentou potencial biotecnológico variável, algumas sendo potenciais candidatas para a produção de voláteis pela fermentação da casca do coco-verde. Alguns isolados foram identificados a nível de gênero pela técnica de MALDI-TOF, resultando na identificação de três gêneros de bactérias (Bacillus, Pantoea e Arthrobacter) e três de leveduras (Pichia, Cryptococcus e Rhodotorula). A produção de voláteis por culturas puras de quatro isolados selecionados foi estudada, sendo encontrados mais de 100 compostos diferentes, principalmente cetonas, ácidos carboxílicos, pirazinas, ésteres, hidrocarbonetos, aldeídos, terpenos e terpenóides. Alguns dos voláteis detectados já haviam sido relatados como atrativos para o R. palmarum., confirmando que existe relação entre a atividade metabólica dos microrganismos isolados e produção de voláteis atrativos para esta praga.

[pt] Resíduos de biomassas são de grande interesse por serem matérias primas para a geração de energia renovável. Neste trabalho foram estudados os processos de conversão térmica de pirólise lenta e de carbonização hidrotermal, empregando os resíduos de bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de malte e casca de coco. A cinética e a termodinâmica das reações foram determinadas experimentalmente pelo cálculo da energia de ativação, fator de frequência, energia livre de Gibbs, entalpia e entropia do complexo ativado. A pirólise foi avaliada empregando a termogravimetria em atmosfera inerte, para uma faixa de temperatura do ambiente até 1.000 graus Celsius e aplicando diferentes taxas de aquecimento. A carbonização hidrotermal procedeu em um reator tipo autoclave Parr modelo 452HC2, em diferentes temperaturas e tempos de operação. Modelos cinéticos da pirólise para métodos Model-free, denominados Kissinger, Flynn- WallOzawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), e Model-fitting, intitulado Coats-Redfern, foram investigados. Para os modelos KAS, FWO e Coats-Redfern foram analisados 19 tipos de mecanismos reacionais e respectivos coeficientes de determinação (R2) foram determinados. O bagaço de cana-de-açúcar se ajustou ao método de Kissinger (R2 de 0,9973) e ao Coats-Redfern, entretanto os métodos FWO e KAS não se adequam a este material. Os testes com bagaço de malte e casca de coco se ajustaram a todos os métodos aplicados, apresentando valores de R2 elevados (0,9 a 0,9999). O modelo para a cinética da carbonização hidrotermal foi aplicado, onde as três biomassas apresentaram a ordem variando de 3 a 3,49, valor compatível com a literatura. Adicionalmente foram feitas caracterizações físico-químicas nos resíduos de biomassa e nos biocarvões produzidos na carbonização hidrotermal, incluindo análise elementar e imediata, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho, densidade aparente, pH, condutividade e poder calorífico. / [en] Biomass residues are of great interest because they are raw materials for the generation of renewable energy. In this work, the processes of thermal conversion of slow pyrolysis and hydrothermal carbonization were studied using the residues of sugarcane bagasse, malt bagasse and green coconut shell. The kinetics and thermodynamics of the reactions were determined experimentally by calculating the activation energy, frequency factor, Gibbs free energy, enthalpy and entropy of the activated complex. Pyrolysis was evaluated using thermogravimetry in an inert atmosphere, from a room temperature up to 1,000 Celsius and applying different heating rates. Hydrothermal carbonization was carried out in a Parr autoclave type 452HC2 reactor, at different temperatures and times of operation. Kinetic models of pyrolysis for Model-free methods, called Kissinger, Flynn-WallOzawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), and Model-fitting, entitled Coats-Redfern, were investigated. For the KAS, FWO and Coats-Redfern models, 19 types of reaction mechanisms were analyzed and their determination coefficients (R2) were evaluated. Sugarcane bagasse was adjusted to the Kissinger method (R2 equal to 0.9973) and Coats-Redfern, however the FWO and KAS methods are not suitable for this material. The tests with malt bagasse and coconut fiber were adjusted to all applied methods, showing high R2 values (0.9 to 0.9999). The model for the kinetics of hydrothermal carbonization was applied, where the three biomasses presented the order varying from 3 to 3.49, a value compatible with the literature. In addition, physical-chemical characterizations were carried out for the biomass residues and biochar produced by hydrothermal carbonization, including elementary and immediate analysis, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, apparent density, pH, conductivity and calorific value.