Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-28T22:39:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-06T17:38:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Sibéria Caroline Gomes de Moraes.pdf: 6456720 bytes, checksum: c9c6eb6ba4aa7c6279fdb393e7afdb93 (MD5) Previous issue date: 2017-06-07 / Alternativas de energias renováveis para produzir combustível estão em desenvolvimento, e um dos recursos disponíveis é a biomassa que pode substituir os combustíveis fósseis. A utilização de biomassa para a produção de combustíveis mais limpos requer investimento em tecnologia. A gaseificação de biomassas produz gás de síntese, porém, há necessidade de tecnologias de purificação para a retirada do contaminante H₂S (sulfeto de hidrogênio), o composto mais comum que contém enxofre encontrado em combustíveis fósseis e no gás de síntese química. Ele pode levar à poluição ambiental, causar problemas operacionais significativos nas plantas de conversão termoquímica danificando tubos e equipamentos e é conhecido como desativador ou veneno rápido na maioria dos catalisadores de óxido metálico utilizados em indústrias petroquímicas e químicas, ou no controle do CO e NOₓ emitidos nos exaustores automotivos. Uma das tecnologias de purificação é a adsorção. A dopagem e caracterização de 6 adsorventes da cinza do bagaço de cana-de-açúcar foram aplicados para esta finalidade, devido a sua elevada área superficial, distribuição de poros e característica porosa. Os adsorventes foram caracterizados por técnicas como difração de raios-X, adsorção/dessorção de N₂ através dos métodos Brunauer, Emmett e Teller e Barrett, Joyner e Halenda, espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva por raios-X, análise granulométrica, pH, umidade, perda por ignição. Também foram caracterizadas as seguintes biomassas: casca de amendoim, casca de uva preta e bagaço de cana-de-açúcar por análises como poder calorífico, análise elementar, imediata e térmica, teor de umidade, análise granulométrica, composição química das fibras, densidade a granel. Os seis adsorventes estudados apresentaram uma boa distribuição de poros, suas isotermas obtiveram característica Tipo IV, de acordo com a IUPAC, que corresponde a materiais mesoporosos de diâmetro entre 2<dp<50 nanômetro, além de apresentarem uma área superficial média. As três biomassas apresentaram em suas características um bom rendimento para geração de calor devido ao alto valor do poder calorífico, ficando entre 14617kj.kg⁻¹ a 19155 kj.kg⁻¹, que significa um bom rendimento do processo termoquímico, bem como uma maior reatividade e produção de gás. Pelos estudos os três melhores adsorventes na adsorção do H₂S, devido a capacidade adsortiva foram selecionados e realizado um estudo cinético a partir dos dados obtidos em sistemas de leito fixo. Nestes estudos foram utilizados quatro modelos: Adams-Bohart, Thomas, Yan e Yoon-Nelson. Modelos utilizados para sistemas de leito fixo e que representam a curva de ruptura. Para este trabalho o melhor modelo para ajustar as curvas experimentais foi escolhido utilizando o coeficiente de determinação (R²>0,95) e, como resposta o modelo que mais se ajustou foi o de Yoon-Nelson para os três adsorventes: o adsorvente cinza pura obteve coeficiente de determinação 0,95; o adsorvente do processo hidrotermal obteve coeficiente de determinação de 0,99; e o adsorvente do método sol gel obteve coeficiente de determinação 0,88; verificando que o adsorvente do processo hidrotermal obteve o melhor ajuste. Para os demais adsorventes (MgO +cinza, ZnO+cinza e CuO+cinza) não se ajustaram bem a esse modelo. / Alternatives to renewable energy to produce fuel are in development, and one of the resources available is biomass that can replace fossil fuels. The use of biomass for the production of cleaner fuels requires investment in technology. Gasification of biomass produces synthesis gas, however, there is a need for purification technologies for H₂S contaminant removal. Hydrogen sulfide is the most common sulfur-containing compound found in fossil fuels and in chemical synthesis gas. It can lead to environmental pollution, cause significant operational problems in thermochemical conversion plants damaging pipes and equipment and is known as desactivator or quick poison in most metal oxide catalysts used in the petrochemical and chemical industries, or in the control of CO and NOₓ emitted In automotive exhaust fans. One of the technologies of purification is the adsorption. The doping and characterization of 6 adsorbents of sugarcane bagasse ash were applied for this purpose, due to their high surface area, pore distribution and porous characteristic. The adsorbents were characterized by techniques such as X-ray diffraction, adsorption / desorption of N₂ through the Brunauer, Emmett and Teller and Barrett, Joyner and Halenda methods, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy with spectroscopy Dispersive energy by X-rays, particle size analysis, pH, humidity, loss by ignition. The following biomasses were also characterized: peanut bark, black peel and sugarcane bagasse by analyzes such as calorific value, elemental, immediate and thermal analysis, moisture content, grain size analysis, chemical composition of the fibers, Bulk The six adsorbents studied showed good pore distribution. Their isotherms obtained a Type IV characteristic, according to IUPAC, which corresponds to mesoporous materials with a diameter of 2 <dp<50 nanometers, in addition to having a medium surface area. The three biomasses presented in their characteristics a good yield for heat generation due to the high value of the calorific value, being between 1417 kj.kg⁻¹ to 19155 kj.kg⁻¹, which means a good yield of the thermochemical process, as well as a higher reactivity And gas production. By the studies the three best adsorbents in the adsorption of the H₂S, due to the adsorptive capacity were selected and a kinetic study was carried out from the data obtained in fixed bed systems. In these studies four models were used: Adams-Bohart, Thomas, Yan and Yoon-Nelson. Models used for fixed bed systems that represent the rupture curve. For this work, the best model for adjusting the experimental curves was chosen using the determination coefficient (R²> 0.95) and, in response, the most fitting model was the one of Yoon-Nelson for the three adsorbents: pure adsorbent Obtained a determination coefficient of 0.95; The adsorbent of the hydrothermal process obtained a determination coefficient of 0.99; And the adsorbent of the sol gel method obtained a determination coefficient of 0.88; Verifying that the adsorbent of the hydrothermal process obtained the best fit. For the other adsorbents (MgO + ash, ZnO + ash and CuO + ash) did not fit well for this model.

A produção brasileira de etanol atinge volumes superiores a 20 bilhões de litros ao ano, sendo que para cada litro de álcool produzido são gerados cerca de 13 litros de vinhaça, resíduo do processo de destilação para obtenção do etanol. Devido à alta concentração de carga orgânica desse resíduo, algumas propostas para destinação deste é o reaproveitamento dessa matéria por meio da fertirrigação, porém, esta atividade ao longo do tempo confere ao solo e aos mananciais próximos características indesejáveis. Considerando o grande volume de vinhaça produzido, é necessário que novas tecnologias tragam soluções e melhores resultados para o tratamento desse resíduo com alta carga orgânica. O tratamento anaeróbio da vinhaça vem demonstrando ser uma linha de tecnologia muito vantajosa entre as possíveis opções de tratamento. Além conseguir uma remoção aproximada de 50% da carga orgânica desse resíduo, há a geração de metano e hidrogênio, gases combustíveis que podem ser reaproveitados como energia no processo. Entendendo, portanto, essa necessidade, este estudo realizou a avaliação de um modelo cinético adaptado, tendo como base o ADM1, através da sua simulação na plataforma EMSO, analisando as variáveis e coeficientes que regem a cinética da fase acidogênica para a produção de hidrogênio. Nos modelos avaliados, para o reator em batelada foi possível verificar uma previsão da tendência das reações com o modelo, apresentando, para o consumo de substrato avaliado entre os dados do modelo e os dados experimentais um r² de 0,97. A produção de hidrogênio avaliada para o reator em batelada teve convergência com os resultados experimentais avaliados, apresentando r² de 0,95. Dessa forma, o modelo batelada conseguiu prever os dados experimentais ao longo do tempo. Para o modelo APBR, os dados modelados conseguiram convergir com a curva do modelo para os dados de pH, com variação média em 9% entre os valores. Não foi possível chegar a uma conclusão sobre o modelo conseguir descrever o comportamento do reator para a produção de hidrogênio e consumo de substrato, visto que os dados experimentais não apresentaram uma tendência, de qualquer forma, a variação entre os valores experimentais e modelados para as duas variáveis foi de 7%. / The ethanol production in Brazil overtake volumes of 20 billion of litters per year and for each litter of alcohol is produced about 13 litter of vinasse, waste from distillation for alcohol production. Due the high charge of organic matter in this waste, some proposals for the destination of vinasse is the reuse of this in the fertigation, although this activity over time provide to soil and water sources nearby undesirable characteristics with respect to quality. Taking account the volume of produced vinasse, it´s necessary that new technology bring solutions and better results for the treatment of this waste with high charge of organic matter. The vinasse anaerobic treatment has been showing as an option of technology very advantageous among the other possibilities of treatment. The treatment gets about 50% of organic matter removal and also can produce hydrogen and methane, two combustion gases that have the possibility of them use as energy in the process. In this context, new studies for the feasibility and structuring of the factor and variables of the vinasse treatment process bring great benefits and readiness for the real application. Understanding, therefore, this requirement, the research realize an evaluation of a kinetic personalized model, based on ADM1, through the simulation in EMSO platform, finding the parameters and calibrating the variables e coefficients that takes the kinetics of acidogenic stage for the hydrogen production. In a model built for batch reactor, was possible to verify the preview of reaction’s tendency, showing, for the substrate uptake data, comparing between the experimental data and the model data a r² of 0,97. The hydrogen production evaluated for the batch reactor had a convergence with the experimental results, getting a r² of 0,95. In this way, the batch model could preview the experimental data over time. For APBR, the modified model results was able to converge with the experimental data for pH, with a variation of 9% between the values. It has not been possible to reach a conclusion if the model can describe the behavior of the reactor for hydrogen production and consumption of substrate, whereas the experimental data did not show a trend, anyway, the variation between experimental and modeled values for both variables was about 7%.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa Machado Alvarenga.pdf: 5166821 bytes, checksum: 9a52b626a19ffe6c666fd34df1f01780 (MD5) Previous issue date: 2013-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Muitos processos têm sido utilizados para a reciclagem dos resíduos de embalagens cartonadas. A pirólise se destaca como uma tecnologia promissora capaz de separar o alumínio do polietileno e gerar produtos com maior poder calorífico. Neste trabalho, realizou-se um estudo das reações de pirólise dos resíduos cartonados e de seus componentes puros, a fim de estimar os parâmetros cinéticos destas reações. Para isto, análises termogravimétricas isotérmicas e dinâmicas foram realizadas e dois diferentes tipos de modelos cinéticos foram utilizados: os isoconversionais e o das reações paralelas independentes (RPI). Os modelos isoconversionais permitiram calcular a energia de ativação global da reação de pirólise dos materiais, de acordo com as suas conversões. Os valores de energia de ativação obtidos com os modelos de Ozawa, K-A-S e Starink para a pirólise das embalagens cartonadas foram semelhantes (168,30; 166,54 e 166,78 kJ.mol-1), assim como aqueles encontrados para o polietileno (137,41; 132,49; 132,98 kJ.mol-1) e para o papel cartão (155,66; 153,46; 153,69 kJ.mol-1). Entretanto, o método de Kissinger estimou menores valores de energia de ativação para as embalagens cartonadas (121,42 kJ.mol-1) e para o papel cartão (144,89 kJ.mol-1), e um maior valor para a energia de ativação do polietileno (155,15 kJ.mol-1). O modelo RPI, por sua vez, permitiu calcular os parâmetros cinéticos de cada um dos subcomponentes da embalagem cartonada e do papel cartão. Os valores estimados para os parâmetros cinéticos dos subcomponentes dos materiais permaneceram dentro da faixa de valores encontrada na literatura. A perda de massa dos materiais simulada com o modelo RPI apresentou um bom ajuste aos dados experimentais obtidos por termogravimetria, com valores de desvios na mesma ordem de grandeza daqueles encontrados em outros trabalhos na literatura. Foi realizada ainda, uma análise de sensibilidade paramétrica do modelo RPI, através da qual se pode verificar que a energia de ativação afetou a conversão total dos materiais de forma mais acentuada do que o fator pré-exponencial. Em geral, este trabalho contribuiu na avaliação da qualidade dos ajustes dos modelos cinéticos utilizados e para o cálculo dos parâmetros cinéticos da pirólise dos materiais / Many processes have been used for recycling of carton packaging wastes. The pyrolysis highlights as a promising technology to be used for recovering the aluminum from polyethylene and generating products with high heating value. In this research, a study on pyrolysis reactions of carton packaging wastes and its pure components was performed in order to estimate the kinetic parameters of these reactions. For this, dynamic and isothermal thermogravimetric analyses were carried out and two different kinds of kinetic models were used: the isoconversional and Independent Parallel Reactions (IPR). Isoconversional models allowed to calculate the overall activation energy of the material pyrolysis reaction, in according to their conversions. The activation energy values obtained with Ozawa, KAS and Starink models for carton packaging pyrolysis were similar (168.30, 166.54 and 166.78 kJ.mol-1), as well as the results found for polyethylene (137.41, 132.49, 132.98 kJ.mol-1) and cardboard (155.66, 153.46, 153.69 kJ.mol-1). Nevertheless, the Kissinger method the method of Kissinger estimated lower values of activation energy for carton packaging (121.42 kJ.mol-1) and cardboard (144.89 kJ.mol-1), and a higher value for polyethylene activation energy (155.15 kJ.mol-1). The IPR model, in turn, allowed the calculation of kinetic parameters of each one of the carton packaging and paperboard subcomponents. The estimated values for the kinetic parameters of the material subcomponents were within the range of values found in the literature. The mass loss of materials simulated with the RPI model showed a good fit to the experimental data obtained by thermogravimetry, presenting deviation values in the same order of magnitude as those found in other literature studies. It was also performed a parametric sensitivity analysis of IPR model, that shown that the activation energy affected the total conversion of the material more strongly than the pre-exponential factor. In general, this work contributed to the quality evaluation of the kinetic models adjustment and for the calculation of the kinetic parameters of material pyrolysis

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_Diss_Leonardo_StreyProt.pdf: 1886831 bytes, checksum: f0eb61d130d6fa0e5a0fa7362ee15fa8 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work proposes the use of the bark of Pinus elliottii, a residue of wood processing, as biosorbent in the removal of metal ions Cd2+, Pb2+ and Cr3+solutions fortified, as an alternative to conventional treatment methods, such as precipitation, ion exchange, electrochemical treatment, flocculation and filtration. The biosorbent was characterized by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FT-IR) and point of zero charge (pHPCZ). Adsorption tests were performed aiming to determine the optimal conditions of pH, mass of adsorbent and contact time for the adsorption process. The adsorption kinetics was evaluated by pseudofirst and pseudosecond order models, Elovich and intraparticle diffusion. Adsorption isotherms for each metal were constructed, which were linearized according to mathematical models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radusckevich. To compare this biosorbent with a commercial adsorbent, comparative studies with activated charcoal were performed . Furthermore, we evaluated the ability of desorption of materials and the influence of temperature on adsorption of metals studied by pine bark. The characterization of the biosorbent by SEM showed a rough and heterogeneous surface, important adsorption characteristics. From the FT-IR was identified compounds such as lignin, cellulose and hemicellulose, which favor the adsorption process. The pHPZC obtained was 3.5. The mass tests showed that 8 g L-1 biosorbent are sufficient for efficient removal of metal ions in solution. From the tests of pH, optimum conditions were obtained: 7.0 for Cd and 5.0 to Pb and Cr. The equilibrium time for adsorptive process were 40, 20 and 80 min for Cd, Pb and Cr, respectively. With the application of kinetic models is possible to suggest that the main limiting step for adsorption of these metal ions may be the chemisorption. The mathematical models that best fitted for the adsorption pine bark were Dubinin-Radushkevich for Cd, Freundlich for Pb, and Langmuir and Freundlich for Cr. The increase in temperature increased removal efficiency and, furthermore, with the thermodynamic parameters, it was found that the adsorption process is controlled by chemisorption. Desorption values were low, indicating a strong interaction of the metal with the surface of the adsorbent. In comparative studies with activated coal its possible to concluded that, despite the bark of Pinus elliottii present an adsorption efficiency less than this, the same satisfactory results of adsorption and removal of metal ions present in solutions fortified. Thus, it is concluded that the use of the bark of Pinus elliottii as biosorbents showed a promising alternative for the decontamination of contaminated water bodies by metal ions Cd, Pb and Cr / O presente trabalho propõe a utilização da casca de Pinus elliottii, um resíduo do beneficiamento da madeira, como biossorvente na remoção dos íons metálicos Cd2+, Pb2+ e Cr3+ de meio aquoso, como alternativa aos métodos convencionais de tratamento, como a precipitação, troca iônica, tratamento eletroquímico, floculação e filtração. O biossorvente foi caracterizado por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e ponto de carga zero (pHPCZ). Após a caracterização foram realizados testes de adsorção objetivando determinar as condições ideais de pH, massa de adsorvente e tempo de contato para o processo de adsorção. A cinética de adsorção foi avaliada pelos modelos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula. Foram construídas as isotermas de adsorção para cada metal, as quais foram linearizadas conforme os modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radusckevich. Visando comparar este biossorvente com um adsorvente comercial, foram realizados estudos comparativos com o carvão ativado. Além disso, foram avaliados a capacidade de dessorção dos materiais e a influência da temperatura no processo de adsorção dos metais em estudo pela casca de pinus. A caracterização do biossorvente por meio da técnica de MEV mostrou uma superfície irregular e heterogênea, importantes características de adsorção. A partir da FT-IR foi possível identificar grupos funcionais comuns a estrutura da lignina, celulose e hemicelulose, os quais favorecem o processo de adsorção. O pHPCZ obtido foi de 3,5. Os testes de massa demonstraram que 8 g L-1 do biossorvente são suficientes para uma remoção eficiente dos íons metálicos em solução. A partir dos testes de pH, as condições ideais obtidas foram: 7,0 para Cd e, 5,0 para Pb e Cr. Os tempos de equilíbrio para o processo adsortivo foram 40, 20 e 80 min, para Cd, Pb e Cr, respectivamente. Com a aplicação dos modelos cinéticos sugere-se que a etapa limitante para a adsorção destes íons metálicos pode ser a quimiossorção. Os modelos matemáticos que melhor se ajustaram para a adsorção em casca de pinus foram Dubinin-Radushkevich para o Cd, Freundlich para Pb e, Langmuir e Freundlich para o Cr. O incremento na temperatura aumentou eficiência de remoção e, além disso, com os parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que o processo de adsorção é controlado pela quimissorção. Os valores de dessorção foram baixos, indicando uma forte interação dos metais com a superfície do adsorvente. Com os estudos comparativos com o carvão ativado foi possível concluir que apesar da casca de Pinus elliottii apresentar uma eficiência de adsorção menor que este, a mesma apresentou resultados satisfatórios de adsorção e remoção dos íons metálicos presentes nas soluções fortificadas. Assim, conclui-se que a utilização da casca de Pinus elliottii como biossorvente mostrou-se uma alternativa promissora para descontaminação de corpos hídricos contaminados pelos íons metálicos Cd, Pb e Cr

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_Disser.pdf: 667991 bytes, checksum: 7899d1028a494de98c320f1e37b16a41 (MD5) Previous issue date: 2002-12-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / This study aimed compare the bacterioplankton heterotrofic potential and the routes of glucose mineralization, and also determined some polymeric monossacharides produced by bacterioplankton. Water samples were collected in the Barra Bonita reservoir SP (22º32 34.5 S and 48º29 26.4 W) in two periods (February/01 e July/01), filtered and enriched with glucose. The samples were incubated at 20ºC during 60 days, under aerobic and anaerobic conditions. During the experimental period, aliquots were collected from the mineralization flasks to determine the organic carbon concentration (dissolved and particulate). The global decay coefficient and the coefficients of the three routes admitted by the glucose mineralization model were determined through kinetics fitting. In February (rainy season), the mineralization coefficients were higher ( 10 times) than the mineralization coefficients of July (drought season). In both periods, the anaerobic metabolism showed greater mineralization coefficients (1.4 times in February and 1.1 times in July), than the aerobic one. On the other hand, the carbon immobilization (COP formation) was greater in the aerobic metabolism compared with anaerobic metabolism, in the two periods. The water samples, collected in March/02 in the same place described above, were taken to determine the total and dissolved monosaccharides from polymeric polysaccharide released by bacterioplankton during glucose mineralization. These samples were filtered, enriched with glucose and incubated at 20ºC during 30 days, under aerobic conditions. During that period, aliquots were colleted from the mineralization flasks to determine the monosaccharides concentration. The monosaccharides: arabinose, fucose, galactose and rhamnose were found. Rhamnose showed the greater amount in comparison with other monosaccharides. / Este estudo teve como objetivo comparar o potencial heterotrófico do bacterioplâncton e as rotas de mineralização da glicose e também determinar alguns monossacarídeos que entram na composição de polímeros produzidos pelo bacterioplâncton. Amostras de água coletadas no reservatório de Barra Bonita-SP (22º32 34,5 S e 48º29 26,4 W) em dois períodos distintos (fevereiro e julho de 2001) foram filtradas e enriquecidas com glicose. Em seguida foram incubadas a 20ºC, durante sessenta dias, em condições aeróbias e anaeróbias. Durante esse período, alíquotas foram retiradas dos frascos de mineralização para determinação das concentrações de carbono orgânico (dissolvido e particulado). Através de ajustes cinéticos foram stimados os coeficientes globais de decaimento e os coeficientes de mineralização das três rotas admitidas. Em fevereiro (período de maior precipitação) os coeficientes de mineralização foram superiores ( 10 vezes) aos obtidos em julho (período de menor precipitação). Com relação ao metabolismo, nas duas oportunidades, o anaeróbio apresentou coeficientes de mineralização superiores (1,4 vezes em fevereiro e 1,1 vezes em julho). Em contrapartida, a manutenção do carbono orgânico em biomassa de bactérias (formação de COP) foi maior no processo aeróbio, nos dois períodos. Para o experimento de determinação de monossacarídeos poliméricos totais e dissolvidos liberados pelo bacterioplâncton durante o processo de mineralização da glicose, amostras de água foram coletadas no mesmo ponto de amostragem do reservatório, em março de 2002. Estas amostras foram filtradas e enriquecidas com glicose, incubadas a 20ºC, durante trinta dias, em condições aeróbias. Durante esse período, alíquotas foram retiradas dos frascos de mineralização para determinação das concentrações de monossacarídeos. Constatou-se a presença de arabinose, fucose, galactose e ramnose, sendo a ramnose, o monossacarídeo que apresentou as maiores concentrações em relação aos outros monossacarídeos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseALB.pdf: 962464 bytes, checksum: c71fc7daee60d8c77c149c7c1a1ad5c6 (MD5) Previous issue date: 2003-04-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / The decomposition of macrophytes may constitute in an important source of carbon for the functioning of aquatic ecosystems. The experiments developed in this study aimed to describe mineralization aspects such as kinetics and formation of CO2 and CH4 from the anaerobic decomposition of the aquatic macrophytes Eichhornia azurea Kunth and Egeria najas Planch. Samples of these plants and of water were collected in the Óleo lagoon (Ecological Station of Jataí, Luiz Antônio district SP; 21o33 - 21o37 S, 47o45 - 47o52 W). In the laboratory two experiments were conducted: the first aimed to describe the kinetics of carbon transformation through the quantification of the reminiscent fractions; the second aimed to describe the variations of the gas products (CO2 and CH4). Fragments of E. azurea and E. najas, along with water samples from the lagoon, were added to decomposition chambers in the proportion of 8 g L-1 (PS). The CO2 and CH4 emissions were determined through chromatography. The results of E. azurea showed that, on the first phase of mineralization, the mass losses varied between 24,91 and 23,93%, with decay coefficients of 0,55 and 1,5 day-1. For E. najas the mass losses varied between 25 and 67%, depending on temperature. The decay coefficients were of 0,14 and 0,17 day-1 (E. najas). The production of CO2 for both species was, overall, higher when temperatures were 17,7 and 20,3 oC. The production of methane was favored at 22,4 and 27,0 oC. The results allowed to infer that, at the Óleo lagoon, the conversion of the label debris fraction of Egeria najas is favored at higher temperatures and its mineralization coefficient are relatively low. The rate of mineralization of refractory carbon of Egeria najas, in this lagoon, is probably increased with temperature elevation. / A decomposição das macrófitas aquáticas pode se constituir em uma fonte importante de carbono para o funcionamento de ecossistemas aquáticos. Os experimentos desenvolvidos visaram descrever aspectos da mineralização como a cinética e a formação de CO2 e CH4, a partir da degradação anaeróbia das macrófitas aquáticas Eichhornia azurea Kunth e Egeria najas Planch. Amostras dessas plantas e de água foram coletadas na Lagoa do Óleo (Estação Ecológica de Jataí, no município de Luiz Antônio (SP) 21o33' a 21o37'S, 47o45' a 47o51'W). Foram realizados em laboratório dois experimentos: o primeiro visou descrever as cinéticas de transformação do carbono, através das quantificações das frações remanescentes, o segundo enfocou as variações dos produtos gasosos (CH4 e CO2). Para tanto montaram-se câmaras de decomposição, adicionando-se fragmentos de E. azurea e E. najas e amostras de água da lagoa na proporção de 8 g L-1 (PS). A seguir as câmaras contendo fragmentos de E. azurea foram incubadas a 18,2; 21,4; 24,8 e 26,8 oC e as câmaras contendo fragmentos de E. najas foram incubadas a17,7; 20,3; 22,4 e 27,0. Os resultados de E. azurea mostraram que, na primeira fase da mineralização, as perdas de massa variaram entre 24,91 e 23,93 % com coeficientes de decaimento entre 0,55 e 1,5 dia-1. Para E. najas na 1a fase as perdas de massa variaram entre 25,53 e 67,22 % e seus coeficientes de decaimentos variaram entre 0,09 dia-1 e 1,5 dia-1. As produções de CO2 para as duas espécies em questão predominaram, principalmente, nas temperaturas mais baixas, enquanto as produções de metano foram favorecidas com o aumento da temperatura. Os resultados permitiram inferir que na Lagoa do Óleo as conversões das frações lábeis dos detritos de Egeria najas sejam favorecidas nas temperaturas elevadas e seus coeficientes de mineralização são relativamente baixos. A velocidade de mineralização do carbono refratário de E. azurea nesta Lagoa deve ser relativamente incrementada com o aumento da temperatura.

Um dos radionuclídeos que se destaca mundialmente é o molibdênio-99. O 99Mo é o gerador do radioisótopo mais amplamente usado para a preparação de radiofármacos para fins de diagnóstico em medicina nuclear, o tecnécio-99m. Neste estudo, as nanopartículas de magnetita foram sintetizadas por precipitação de íons Fe2+ em meio alcalino e tratadas por irradiação de microondas e foram aplicadas na separação do 99Mo por adsorção. O material foi caracterizado por FTIR, MEV, DRX, DSC, TGA e EDS. Os estudos de adsorção foram realizados utilizando a técnica em batelada e em colunas de leito fixo. Verificou-se a influência das espécies de Al e os radioisótopos Te, I e Ru na adsorção de 99Mo. Os efeitos do pH, tempo de contato, temperatura, concentração e dose do adsorvente foram investigados. Modelos de isotermas de adsorção Langmuir e Freundlich foram usados para obter informações sobre o processo de adsorção e os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartículas foram estudados para avaliar a cinética de adsorção. Soluções de dessorventes para a recuperação do 99Mo foram investigadas. A nova via de síntese de nanomagnetita proposta mostrou-se simples e rápida, fazendo uso de um único reagente. As nanopartículas de magnetita apresentaram forma esférica de aproximadamente de 20 nm e polidispersão heterogênea. As caracterizações por DRX, DSC e TGA confirmaram a predominância da fase magnetita nas amostras. A adsorção de 99Mo nas nanopartículas de magnetita foi próxima de 100% no intervalo de pH entre 1 e 11, durante 30 min de tempo de contato e 15 mg de dose do adsorvente. O modelo de isoterma de adsorção de Langmuir apresentou melhor acordo para a remoção 99Mo pelas nanopartículas de magnetita, e a cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem. A caracterização por EDS indicou ausência de contaminação. A recuperação do 99Mo da nanomagnetita com solução de NaOH foi superior a 95% e os elementos Ru, Te, Al e I não interferiram na propriedade adsortiva da nanomagnetita. Estes resultados mostraram que nanopartículas de magnetita são bons adsorventes para o Mo e, por conseguinte, tem grande potencial para aplicação no processo de separação e purificação do 99Mo de fissão. / One of radionuclides that stand out globally is the Molybdenum-99. The 99Mo is the radionuclide generator most widely used radioisotope for the preparation of radiopharmaceuticals for diagnostic purposes in nuclear medicine, Technetium-99m. In this study, magnetite nanoparticles were synthesized by precipitation of Fe2+ ions in an alkaline medium and treated by microwave irradiation and were studied for 99Mo adsorption and recovery The synthesized material was characterized by FTIR, SEM, XRD, DSC, TGA and EDS. Adsorption studies were carried out using the batch technique and fixed bed columns. The influence of the Al and the radioisotopes of Te, I and Ru species on 99Mo adsorption of was verified. Effects of pH, contact time, temperature, concentration and adsorbent dosage were investigated. Adsorption isotherm models of Langmuir and Freundlich were used to obtain information on the adsorption process and the kinetic models of pseudo first-order, pseudo-second order and intraparticle diffusion were studied to evaluate the adsorption. Desorbent solutions for 99Mo recovery were investigated. The new route for nanomagnetite synthesis was found to be simple and fast using of just one reagent. The magnetite nanoparticles showed spherical shape with about 20 nm in diameter and heterogeneous polydispersion. The characterizations by XRD, DSC and TGA confirmed the predominance of magnetite phase. The adsorption of 99Mo was close to 100% by the magnetite nanoparticles in the pH range from 1 to 11 for 30 min of contact time and 15 mg of adsorbent dosage. Langmuir adsorption isotherm model showed better agreement for the 99Mo adsorption by nanomagnetite nanoparticles, and the adsorption kinetics was better described by the pseudo second order model. The nanoparticle characterization by EDS indicated no contamination. The recovery of 99Mo with NaOH 2 mol L-1 from the magnetite nanoparticles was higher than 95% and the elements Ru, Te, Al and I did not interfere in the adsorption property of magnetite nanoparticles. These results showed that magnetite nanoparticles were good adsorbent for 99Mo and therefore have great potential for application in the process of separation and purification of fission 99Mo.

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-04-08T19:43:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T13:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T13:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / CAPES / O Brasil produz 1,4 milhões de toneladas de suco de laranja, sendo responsável por 50% da produção mundial. Estima-se que 40-60% do volume processado seja considerado rejeito. Uma alternativa de aproveitamento da biomassa residual é a sua utilização para a obtenção de energia a partir do processo de pirólise. A compreensão desse processo envolve o estudo da cinética de degradação da biomassa residual, dos fenômenos de transporte, bem como do tipo, configuração e condições ótimas de operação do reator. O objetivo principal deste trabalho é o estudo cinético da pirólise de bagaço de laranja. Com relação à análise termogravimétrica, esta foi avaliada em dois estágios: o primeiro referente à perda de água livre até 373 K (secagem) e o segundo referente às reações de pirólise (devolatilização). Para a fase de secagem, modelos semi-empíricos de secagem foram usados em suas formas não isotérmicas. Já para a fase de devolatilização, utilizaram-se os modelos isoconversionais e o das reações paralelas independentes (RPI) reparametrizado. Para o primeiro estágio, o modelo que melhor descreveu a etapa de secagem dinâmica foi o de Overhutz, obtendo-se energia de ativação média de 11,24 kJ/mol. Já para o segundo estágio, os modelos isoconversionais apresentaram energia de ativação entre 104,94 e 417,27 kJ/mol. O modelo de Reações Paralelas Independentes Reparametrizado apresentou energia de ativação entre 130,32 e 153,62 kJ/mol, 144,00 e 194,65 kJ/mol, 59,23 e 85,41 kJ/mol, 74,16 e 148,89 kJ/mol, e 163,95 e 184,23 k/mol para hemicelulose, celulose, lignina, pectina e componente não conhecido, respectivamente. As frações dos subcomponentes do bagaço de laranja também foram estimados e obtiveram-se valores aproximados de 21, 31, 17, 25 e 6% de hemicelulose, celulose, lignina, pectina e componente x, respectivamente. Além disso, avaliou-se a cinética de secagem convectiva do bagaço, visto que o mesmo possui uma alta umidade inicial, empregando-se as equações semi-empíricas de cinética de secagem. A energia de ativação para a cinética convectiva do bagaço de laranja foi de 20,99 kJ/mol e o modelo de Overhultz foi o que melhor se adequou aos dados experimentais. / Brazil produces 1.4 million tons of orange juice, accounting for 50% of world production. It is estimated that 40-60% of the volume processed is considered tailings. An alternative use of residual biomass is their use for obtaining energy from the pyrolysis process. Understanding this process involves the study of the residual biomass degradation kinetics, transport phenomena, and the type, configuration, and optimal conditions of reactor operation. The aim of this work is the kinetic study of orange bagasse pyrolysis. With respect to thermogravimetric analysis, this was assessed in two stages: the first refers to the free water loss to 373 K (drying) and the second referring to the pyrolysis reactions (devolatilization). For the drying step, the semi-empirical models of drying were used in their non-isothermal forms. As for the devolatilization phase, they used the isoconversionais models and independent parallel reactions (RPI) reparametrized. For the first stage, the model that best describes the dynamic drying step was to Overhutz, obtaining average activation energy of 11,24 kJ/mol. As for the second stage, isoconversionais models showed activation energy between 104,94 and 417,27 kJ/mol. The reparametrized Independent Parallel Reactions model presented activation energy between 130,32 and 153,62 kJ/mol, 144,00 and 194,65 kJ/mol, 59,23 and 85,41 kJ/mol, 74,16 and 148,89 kJ/mol, and 163,95 and 184,23 kJ/mol for hemicellulose, cellulose, lignin, pectin, and component not known respectively. Fractions of subcomponents of orange bagasse were also estimated and is obtained approximate values of 21, 31, 17, 25 and 6% hemicellulose, cellulose, lignin, pectin and component x, respectively. In addition, it evaluated the convective drying kinetics bagasse, since it has a high initial moisture content, using the semi-empirical equations drying kinetics. The activation energy for convective kinetics of orange bagasse was 20,99 kJ/mol and the Overhultz model was the one best suited to the experimental data.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pacobahyba.pdf: 806828 bytes, checksum: 80f8829debedd2c2f3a1bbde1053164f (MD5) Previous issue date: 2002-05-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work the decomposition aspects of the Staurastrum iversenii Nygaard var. americanum phytoplankton species, isolated from the Barra Bonita Reservoir (22 degrees 29 minutes S e 48 degrees 34 minutes W), were approached; as resource of the decomposition were used: cells (ruptured and whole) and polysaccharide of higher and lower molecular masses. Were approached, still, the effects of the following variables: temperature and concentration of dissolved oxygen. Therefore, decomposition chambers were set up in laboratory with cells (ruptured and whole) and polysaccharides of higher and lower molecular masses deriving from S. iversenii. Based on the quantifications of the organic carbon concentrations, the decomposition processes of the resources were described and the kinetic coefficients evaluated. These descriptions constituted the base of the models proposed for the resource decomposition. These models allowed to infer that the used substrata constituted from a structural point of view, of composed heterogeneous, presenting labile and refracting fractions. In relation to the consumption of oxygen, the decomposition of the ruptured cells was observed to be faster than that of the whole cells; for the polysaccharides, the consumptions of oxygen were faster in the mineralization of the fractions of high molecular mass. The temperature influenced the speeds of the processes involved with the mineralization of the refracting fractions, besides altering the mineralization routes of the resources; it, also, induced the occurrence of alterations of the stoichiometric (O/C) relationships of the processes. It was possible to verify that the sugars which form these polysaccharides contributed with the supply of energy to the microorganisms during a long period. The proposed mathematical models were shown to be sensitive to the experimental results. The degradation of S. iversenii can contribute to the maintenance of the processes connected to the maintenance of the Barra Bonita Reservoir microbial loop. / Neste trabalho foram abordados aspectos da decomposição da espécie fitoplanctônica Staurastrumive iversenii Nygaard var. americanum, isolada do reservatório de Barra Bonita (22 graus 29 minutos S e 48 graus 34 minutos W); como recurso da decomposição utilizaram-se: células (rompidas e íntegras) e polissacarídeos de alta e baixa massas moleculares. Foram abordados, ainda, os efeitos das seguintes variáveis: temperatura e concentração oxigênio dissolvido. Para tanto, montou-se em laboratório, câmaras de decomposição com células (rompidas e íntegras) e polissacarídeos (de alta e baixa massas moleculares) provenientes de S. iversenii. Com base nas quantificações das concentrações de carbono orgânico descreveu-se os processos de decomposição dos recursos e avaliou-se os coeficientes cinéticos. Estas descrições constituíram a base dos modelos propostos para a decomposição dos recursos. Esses modelos permitiram inferir que os substratos utilizados constituíram-se, do ponto de vista estrutural, de compostos heterogêneos, apresentando frações lábeis e refratárias. Em relação ao consumo de oxigênio, observou-se que foi mais rápido na decomposição das células rompidas que das células íntegras; para os polissacarídeos, os consumos de oxigênio foram mais rápidos nas mineralizações das frações de alta massa molecular. A temperatura influenciou as velocidades dos processos envolvidos com a mineralização das frações refratárias, além de alterar as rotas das mineralizações dos recursos; induziu, também, a ocorrência de alterações das relações estequiométricas (O/C) dos processos. Foi possível verificar que os açucares que formam estes polissacarídeos contribuíram com o fornecimento de energia para os microrganismos durante um longo período. Os modelos matemáticos propostos mostraram-se sensíveis aos resultados experimentais. A degradação de S. iversenii pode contribuir para a manutenção dos processos ligados a manutenção do elo microbiano do reservatório de Barra Bonita.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The method discrete ordinates is used to solve problems involving rarefied gas dynamics. In this work, a version of the analytical method discrete ordinates (ADO) is used to solve problems in a semi-infinite. The complete analytical development, in cartesian coordinates, the solution of the Thermal-Slip and Viscous-Slip problems is presented, for four kinetic models: BGK model, S model, Gross Jackson model and MRS model in a unified approach. In addition, to describe the interaction between gas and surface, we use the Cercignani-Lampis boundary condition defined in terms of the coefficients of accommodation of tangential momentum and energy accommodation coefficient kinetic corresponding the velocity normal. Numerical results are presented, where we obtain quantities of interest, such as: velocity profile and heat flow profile, which were implemented computationally through the FORTRAN program. / O método de ordenadas discretas é utilizado na solução de alguns problemas envolvendo a dinâmica de gases rarefeitos. Neste trabalho, uma versão analítica do método de ordenadas discretas (ADO) é usada para resolver problemas em meio semiinfinito. O desenvolvimento analítico completo, em coordenadas cartesianas, da solução dos problemas Deslizamento Térmico e Deslizamento Viscoso é apresentada, para quatro modelos cinéticos: modelo BGK, modelo S, modelo Gross Jackson e modelo MRS em uma abordagem unificada. Além disso, para descrever o processo de interação entre o gás e a parede utiliza-se o núcleo de Cercignani-Lampis definido em termos do coeficiente de acomodação do momento tangencial e do coeficiente de acomodação da energia cinética correspondendo a velocidade normal. Resultados numéricos são apresentados, onde obtém-se grandezas de interesse, tais como: perfil de velocidade e perfil de fluxo de calor, os quais foram implementados computacionalmente através do programa FORTRAN.