Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Coorientador: Odair Pastor Ferreira / Banca: Adley Forti Rubira / Banca: Mário Henrique Gonzalez / Resumo: O Brasil é o maior produtor de etanol de cana-de-açúcar do mundo. Neste processo para cada litro de álcool produzido são gerados de 12 a 13 litros de vinhaça, que atualmente é empregado para fins de fertirrigação com base no macroelemento potássio. Por outro lado, a vinhaça também contém quantidades apreciáveis de sódio que é responsável pela salinização do solo. Considerando o volume gerado de vinhaça em função da expansão do cultivo da cana-de-açúcar, a busca por outras aplicações parece ser atrativa. Neste contexto, este trabalho visou o preparo e caracterização de um ecomaterial (carbono hidrotérmico) gerado a partir da carbonização hidrotérmica da vinhaça. Tal metodologia foi empregada no intervalo de temperatura de 100 a 200°C, com períodos reacionais de 12 a 48 horas e pressões autogeradas. Também foi avaliado o efeito da acidificação do meio reacional, sendo este realizado com a adição de ácido sulfúrico de 1,78 %(v/v), 5,17 %(v/v) e 8,33 %(v/v). Os sólidos gerados foram caracterizados através das seguintes técnicas: análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise elementar (CHNS), difração de raio X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os efluentes gerados foram caracterizados quanto a concentração de carbono orgânico dissolvido (COD), pH, análise semi-quantitativa de elementos inorgânicos, condutividade e turbidez. Os resultados obtidos indicaram que devido a elevada concentração de carbono na vinhaça, esta se mostrou um bom precursor para a geração de material carbonáceo usando a reação de carbonização hidrotérmica. O processo tornou-se mais eficiente quando conduzido em altas temperaturas e com acidificação do meio reacional. Dentre as variáveis analisadas, a temperatura de reação e a acidez do meio reacional foram as mais representativas em termos de rendimento (em massa) de... / Abstract: Brazil is the biggest producer of etanol from sugar cane in the world. In this process for each liter of alcohol produced are generates from 12 to 13 liter of vinasse, which currently is used for fertigation purposes based on the macro element potassium. However, vinasse also contains appreciable amounts of sodium that is responsible for soil salinization. Considering the volume of vinasse generated due to the expansion of the cultivation of sugar cane, the search for other applications seems to be attractive. In this context, this work aimed the preparation and characterization of a ecomaterial (hydrothermal carbon) generated from the hydrothermal carbonization of vinasse. This methodology was used in the temperature range at 100 to 200 ºC with time remained of 12 to 48 hours and self-generated pressures. Also was assessed the effect of acidification of there action medium, being this carried out with the addition of sulfuric acid 1.78 %(v/v), 5.17 %(v/v) and 8.33 %(v/v). The generated material was characterized through the techniques: thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (CHNS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The effluent generated was characterized as the concentration of dissolved organic carbon (DOC), pH, conductivity and turbidity. The results indicated that due to the high carbon concentration in the vinasse, this proved to be a good precursor for the hydrothermal carbonization reaction. The process became more efficient when driven at high temperatures and acidification of the reaction medium. Among the variables examined the reaction temperature and the acidity of the reaction medium, were the most representative in terms of reaction yield. For reactions conducted under more extreme conditions of temperature (200 ºC), acidity (8.33 % v/v) and residence time (48 hours) the generated effluent presented a reduction of approximately 70 % of the... / Mestre

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-11T16:11:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588772 bytes, checksum: b9878ea0c0aaf54e95a8ad227a830c50 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-11T16:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 588772 bytes, checksum: b9878ea0c0aaf54e95a8ad227a830c50 (MD5) Previous issue date: 2005-02-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho investigou-se a clarificação do caldo de cana-de-açúcar por processo de coagulação e floculação utilizando o polímero catiônico natural quitosana para fabricação de açúcar tipo mascavo. A otimização do processo de redução de turbidez e cor do caldo bruto com o uso do polímero foi conduzida empregando-se metodologia de superfície de resposta, com intuito de definir o nível de máxima redução de turbidez e o menor índice de cor no caldo clarificado. As variáveis estudadas no processo foram pH do meio, concentração do polímero, tempo de sedimentação, velocidade e tempo de rotação lenta do equipamento Jar-Test. Os testes foram conduzidos em temperatura do caldo de cana de (17,7 ± 2) oC. A velocidade de rotação rápida usada na dispersão do polímero no caldo foi mantida fixa em 100 rpm por três 5 minutos para cada tratamento. O fatorial fracionado 2V−1 foi empregado no planejamento composto central para minimizar o número de experimentos e explicar os efeitos das variáveis e possíveis interações na otimização das respostas. Em relação à resposta redução de turbidez as variáveis significativas foram pH, concentração do polímero e tempo de rotação lenta, sendo que os valores ótimos foram pH igual a 6,0, concentração do polímero de 300 mg/L e tempo de rotação lenta de 4 minutos. Para a resposta medida de cor as variáveis significativas foram pH igual a 5,7 e concentração do polímero igual a 337 mg/L. Observou-se que os maiores valores na redução de turbidez e os menores índices de cor tiveram comportamento próximo à região central do experimento. No caldo clarificado reduziu-se a turbidez em 97,6 % e obteve-se uma medida de cor de 0,066 em absorbância. A clarificação do caldo de cana com quitosana permitiu a fabricação de um açúcar com índice de cor ICUMSA de 3 359 UI. A quitosana mostrou-se eficiente na redução de turbidez e cor do caldo de cana, e além disso, tem a vantagem de ser considerado um produto alimentar. / In this work the clarification of the sugar cane juice was investigated by coagulation and flocculation process using the natural cationic polymer chitosan for production of muscovado type sugar. The optimization turbidity and raw juice color reduction process using the polymer was led using methodology of response surface, aiming at the definition the of greatest turbidity level reduction and the smallest color index in the clarified juice. The variables studied in the process were: pH of the medium, polymer concentration, sedimentation time, speed and slow rotation time of the Jar-Test equipment. The tests were led at the temperature of the sugar cane juice (17,7 ± 2) oC. The fast rotation speed used in the polymer dispersion in the juice was fixed at 100 rpm during three 5 minutes for each treatment. The 2V−1 fractional factorial was used in the composite central planning to minimize the number of experiments, and to explain the effects of the variables and possible interactions in the optimization of the responses. Regarding to the turbidity reduction response the significant variables were pH, polymer concentration, and slow rotation time, being the pH optimum values equals to 6.0, polymer concentration equals to 300 mg/L and, time of slow rotation equals to 4 minutes. For the color measurement response the significant variables were pH equals to 5.7 and polymer concentration equals to 337 mg/L. It was observed that the largest values in the turbidity reduction and the smallest color indexes had close behavior to the central area of the experiment. In the clarified juice the turbidity was reduced in 97.6 % and it was obtained a color measurement of 0.066 in absorbance. The clarification of the sugar cane juice with chitosan allowed the production of a sugar with ICUMSA color index of 3 359 UI. The chitosan was shown efficient in the reduction of the turbidity and of the sugar cane juice color and, besides, it has the advantage of being considered an alimentary product.