Orientador: Katia Tannous / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T03:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_JoanaBratz_M.pdf: 4471799 bytes, checksum: b024641bde2dc64cccbbc8f18b82a373 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento fluidodinâmico de misturas binárias entre as biomassas madeira de eucalipto (Eucalyptus grandis) e o caroço do fruto do tucumã (Astrocaryum aculeatum), e areia como inerte, visando à aplicação em processos de termoconversão que utilizam a tecnologia de leito fluidizado. Os experimentos foram realizados em uma coluna de acrílico de diâmetro interno de 0,092 m. Os materiais escolhidos pertenceram às categorias A, B e D da classificação de Geldart. Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The objective of this study is to analyze the fluid dynamic behavior of binary mixtures between biomasses, eucalyptus wood (Eucalyptus grandis) and tucumã endocarp (Astrocaryum aculeatum), and inert (sand), aiming the application in thermoconversion processes that use the fluidized bed technology. The experiments were carried out in an acrylic column with an internal diameter of 0.092 m. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Katia Tannous / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:07:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_VicenteFranco_M.pdf: 7282944 bytes, checksum: fb759d971353c73317d6c0ac1974ee13 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial de biomassas amazônicas (ouriço de castanha-do-brasil, ouriço da sapucaia e caroço do fruto do tucumã) visando sua utilização como insumo energético em processos de termoconversão. As caracterizações das propriedades estabelecidas foram: física (diâmetro médio, esfericidade, massa específica real e aparente, e morfologia), química (analises química, elementar e imediata), térmica (Poder Calorífico Superior, Poder Calorífico Inferior e termogravimetria) e um estudo cinético (energia de ativação e fator pré-exponencial) a partir da análise termogravimétrica. As biomassas foram moídas em um moinho de martelo e separadas por peneiramento, onde o intervalo granulométrico escolhido foi de 497-2019 ?m. As partículas foram definidas como irregulares e suas esfericidades foram calculadas mediante as equações de Massarani e Peçanha (1986) e Riley (1941), obtendo as faixas de 0,3-0,8 e 0,6-0,9, respectivamente. As massas específicas, real e aparente, foram determinadas através de picnômetro a gás de Hélio e porosímetro de mercúrio, tendo como resultado valores entre 1424-1479 kg/m3 e entre 678-1115 kg/m3, respectivamente. Na análise morfológica foram encontradas duas estruturas celulares principais relacionadas à rigidez das biomassas, sendo estas: fibras e esclereídes. A análise da composição química apresentou teores de hemicelulose entre 2-3%, de celulose entre 31-58%, e de lignina 36-38%. A composição elementar foi determinada mediante analisador elementar CHN-S, onde se constatou a predominância dos teores de carbono e oxigênio (máx. 48%-47%, respectivamente). A composição imediata foi determinada mediante normas técnicas, obtendo-se: teor de umidade entre 7%-8% (ASTM E871-82), materiais voláteis 79%-86% (ASTM E872-82), cinzas 0,4%-2,0% (ASTM E1755-01) e carbono fixo 13-20% (por diferença). O Poder Calorífico Superior foi determinado pela norma ASTM D240-09 (Sanchez, 2010) e situou-se entre 19-20 MJ/kg. O Poder Calorífico Inferior foi determinado pela equação de Mendeleev resultando em 16 MJ/kg-17 MJ/kg. A partir da análise termogravimétrica das biomassas foram identificadas três regiões de perda de massa: 25-150ºC, atribuída à eliminação de água; 200-420ºC e 430-900ºC, atribuídas à degradação térmica das biomassas. Os principais componentes associados foram hemicelulose e celulose, e lignina, respectivamente. Na análise cinética da reação, a energia de ativação e fator pré-exponencial foram determinados através de dois métodos dinâmicos (Kissinger e Ozawa). A variação destes parâmetros foi mais significativa para o caroço do fruto do tucumã em relação os diâmetros médios, bem como entre as conversões das reações de degradação / Abstract: This study aims to evaluate the potential of Amazonian biomass (woody shell of the Brazil nut, woody shell of the sapucaia and tucumã endocarp) for their use as energy input into thermoconversion processes. The characterizations of the properties were established: physical (mean particle diameter, sphericity, real and apparent density, and morphology), chemical (chemical, ultimate and proximate analysis), thermal (Higher Heating Value, Lower Heating Value, thermogravimetry) and a kinetic study (activation energy, pre-exponential factor) from the thermogravimetric analysis. The biomasses were ground in a hammer mill and separated by sieving, where the particle sizes range 497-2019 microns was chosen. The particles were defined as irregular and its sphericities were calculated by Massarani and Peçanha (1986) and Riley (1941) equations obtaining ranges from 0.3 to 0.8 and 0.6 to 0.9 respectively. The densities (apparent and true) were determined by gas Helium pycnometer and mercury porosimeter resulting 1424-1479 kg/m3 and between 678-1115 kg/m3, respectively. In the morphological analysis, two major cellular structures related to the rigidity of biomass were found: fibers and sclereids. The chemical composition analysis showed that: 2-3% of hemicelluloses content, 31-58% of cellulose content and 36-38% of lignin content. The ultimate analysis was determined by CHN-S elemental analyzer, which it is noticed the predominance of carbon and oxygen (máx.48%-47%, respectively). The proximate analysis was determined by testing standards according: 7%-8% of moisture content (ASTM E871-82), 79%-86% of volatile materials (ASTM E872-82), 0.4%-2.0% of ash (ASTM E1755-01) and 13-20% of fixed carbon (by difference). The Higher Heating Value was determined by ASTM D240-09 (Sanchez, 2010) and obtaining between 19 MJ/kg -20 MJ/kg. The Lower Heating Value was determined by the Mendeleev formula resulting in 16 MJ/kg-17 MJ/kg. From the thermogravimetric analysis of biomass three regions of mass loss were identified: 25°C-150°C attributed to the elimination of water; 200°C-420°C and 430°C-900°C attributed to thermal degradation of biomass corresponded to hemicelluloses and cellulose, and lignin, respectively. In analyzing the reaction kinetics, the activation energy and pre-exponential factor were determined through two dynamic methods (Kissinger and Ozawa). The variation of these parameters was more significant for the tucumã endocarp relating to mean particle diameters as well as conversion of thermal degradation reactions / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ThaisMariaFerreiradeSouza_D.pdf: 1857639 bytes, checksum: 8162b6f98ed8403230373b00af16e8d5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As ceras possuem propriedades importantes para o uso nos setores alimentício, cosmético, de limpeza e polimento. O conhecimento de suas características é essencial para sua aplicação. A cera de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) extraída da torta de filtro, um resíduo da indústria sucro- lcooleira, pode ser uma alternativa às ceras de carnaúba, abelha e ceras sintéticas. Considerando a larga disponibilidade de torta de filtro nos países produtores de cana, o potencial de produção desta cera é bastante grande. Neste trabalho foram estudadas as etapas de extração e fracionamento de cera de cana-de-açúcar com solventes. Os rendimentos da extração de dois tipos de tortas filtro com hexano foram de 4,32 e 7,11% em cera bruta. Os índices analíticos apresentados pelas ceras purificadas de cana foram comparáveis aos das ceras comerciais de abelha e carnaúba. As ceras purificadas apresentaram alta pureza quanto à composição em classes de lipídios, observada pelas análises de DSC, cujas curvas de fusão e cristalização mostraram picos únicos e estreitos. As propriedades térmicas dessas ceras (temperatura de pico de fusão entre 80,9 e 81,7ºC) aproximaram-se das da cera de carnaúba (picos de fusão a 82,0 e 88,1ºC). Os ácidos graxos das ceras de cana foram principalmente os saturados de cadeia normal e longa, com uma predominância do ácido palmítico (C16:0) e octacosanóico (C28:0). As amostras de cera de cana apresentaram álcoois graxos saturados de 24 a 34 carbonos. O principal álcool graxo foi o octacosanol (C28H57OH), cujos teores variaram de 118,57 a 224,89 mg.g-1 / Abstract: Waxes have important specific properties for food and cosmetic uses, and for cleaning and polishing applications. The knowledge of the characteristics of waxes is essential for their application. Wax recovered from sugarcane (Saccharum officinarum) filter cake, a by-product of the sugar and alcohol industry, represents a potential alternative to carnauba, beeswax, and synthetic waxes, considering the enormous resources of raw material in sugarcane growing countries. Crude wax solvent extraction and fractionation were studied in this project. Two types of filter cake extracted with hexane yielded 4.32 and 7.11% crude sugarcane wax, respectively. Purified sugarcane waxes presented analytical indexes similar to those of commercial bee and carnauba waxes. Purified sugarcane wax appeared to be homogeneous in terms of composition, containing few lipid classes, as indicated by DSC analysis. Single narrow peaks were observed during melting and crystallization of these samples. The thermal properties of purified sugarcane wax (melting peak between 80.9 and 81.7ºC) closely resembled those of carnauba wax (melting peaks at 82.0 and 88.1ºC). Fatty acids of sugarcane waxes were mainly normal and long-chain saturated compounds, predominantly C16:0 (palmitic) and C28:0 (octacosanoic). Long-chain saturated fatty alcohols, ranging from C24 to C34, were observed in sugarcane wax samples, with a large redominance of octacosanol (C28H57OH). Octacosanol content ranged from 118,57 to 224,89 mg.g-1 / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

O objetivo deste trabalho foi o estudo das propriedades mecânicas e térmicas do PHB e de compósitos de PHB/pó de madeira processados, reprocessados e irradiados. Foram preparados compósitos com PHB e pó de madeira com concentrações de PHB/pó de madeira de 90/10, 80/20 e 70/30 (m/m). Foram realizados ensaios de propriedades mecânicas, HDT, ponto de amolecimento Vicat, TGA e DSC. A incorporação do pó de madeira aumentou o grau de cristalinidade e a temperatura de cristalização do polímero, e nos compósitos PHB/pó de madeira 80/20 e 70/30 a rigidez do material aumentou em relação ao polímero puro. O compósito PHB/pó de madeira 70/30 apresentou os melhores resultados em termos econômicos, de processamento e de estabilidade em relação ao reprocessamento. A irradiação após o processamento, em dose de 30 kGy, provocou aumento da rigidez do PHB puro e dos compósitos PHB/pó de madeira 90/10 e 80/20, embora as outras propriedades tenham decrescido. O compósito PHB/pó de madeira 70/30 apresentou queda de todas as propriedades com a irradiação. / The purpose of this work was the study of the mechanical and thermal properties of processed, reprocessed and irradiated PHB, as well as PHB/wood flour composites. PHB/wood flour composites were prepared with PHB/wood relation of 90/10, 80/20 e 70/30 (w/w). Mechanical properties, HDT, Vicat melting point and thermo analyses (TGA and DSC) tests were carried out. The introduction of the wood flour increased both polymer crystallinity and crystallization temperature. The material stiffness increased in PHB/wood flour composites (80/20 and 70/30) resulting in higher values in some properties when compared with pure PHB. The PHB/wood flour composite 70/30 showed the best results in terms of economy, processing and stability during reprocessing. The irradiation after processing in 30kGy doses led to a stiffness increasing of pure PHB and PHB/wood flour composites (90/10 and 80/20) while other properties have decreased. The PHB/wood flour 70/30 showed decreasing in all properties after irradiation.

Nenhuma / Investigamos neste trabalho as propriedades elétricas e térmicas de 1)compositos resina epóxi/nanotubos de carbono de paredes múltiplas concêntricas (MWNT) manufaturados com 0,1, 0,5 e 1% em massa de MWNT dispersos aleatoriamente na resina; 2)de compósitos reina/buckpaper; 3) de buckpaper (tecido de MWNT).

O objetivo deste trabalho foi a produção de blendas a partir de zeína e amido de milho, procurando unir de forma otimizada as propriedades dos polímeros e suas características de processabilidade e o entendimento da correlação estrutura-propriedades destas blendas. Misturas de amidolzeína foram preparadas nas proporções de 0/100, 10190, 20180, 30170, 50150, 80120 e 10010 massa/massa%, utilizando glicerol como plastificante nas proporções de 22, 30 e 40% em relação a massa total dos polímeros. As formulações foram processadas em um misturador interno, tipo Haake, conectado ao reômetro de torque a 160°C. As misturas obtidas foram moldadas por compressão a 160°C. As propriedades das blendas foram aliadas por ensaios de absorção de umidade, difração de raios X, ensaios mecânicos (tração), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise termo dinâmica-mecânica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia ótica. As blendas com 22% de glicerol foram avaliadas também quanto a biodegradabilidade, utilizando a técnica de biodegradação aeróbia. A adição da zeína facilitou o pmcessamento das misturas, conforme o observado durante o processamento no reômetro de torque. A presença da zeína não afeta a cristalinidade do amido nas blendas e não ocorre a formação de novas estruturas cristalinas devido a mistura. As blendas amidolzeína apresentaram menor estabilidade térmica que o amido termoplástico e zeína plastificada separadamente e a estabilidade térmica das blendas diminuiu com o aumento do teor de glicerol. As propriedades mecânicas das blendas foram dependentes do teor de zeína e de glicerol. A adição de zeína na lenda provocou aumento no módulo de elasticidade e na resistência a tração e diminuição da deformação , enquanto que o gliceml provocou diminuição em todas estas propriedades. As blendas apresentaram-se imiscíveis em todas as composições estudadas. A zeína plastificada mostrou biodegradação mais acentuada que o amido termoplástico e as blendas apresentaram biodegradação intermediária entre o amido e a zeína. / In this work were investigated blends from zein, which is a com protein, with com starch. The objective of this work was optimizing the polymers properties and their processing characteristics and looking for a structure-properties correlation of these blends. The mixtures of pure polymers and starchlzein blends were prepared using glycerol as plasticizer in a batch mixer connected to a torque rheometer. The zein content varied from 20 to 80% and three levels of glycerol were used, 22, 30 and 40 % of total starch plus zein weight, on a dry basis. The mixtures obtained were molded by compression at 160 OC. The blends were characterized by water absorption experiments, wide-angle X-ray diffraction, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), tensile test, dynamical mechanical thermal analysis (DMTA), scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy. Additionally the biodegradability of starchtzein blends were evaluated by aerobic test. The torque behavior of the starchtzein blends shows that zein acts as a processing agent, reducing the melt viscosity of the mixture and facilitating the plasticization of starch. No evidence of the zein affecting the type or amount of crystal structure of thermoplastic starch was observed. The zein proved to be effective to reduce the water absorption of the blends. Mechanical properties of blends depends on the glycerol and zein contents. Young\'s modulus and ultimate tensile strength increase sharply with increasing zein content, while that the glycerol caused reduction on these properties. The blends were immiscible and phase invesion was observed. The results of biodegradation aerobic showed that after 45 days the zeína unfastened greater COz mass than the starch. This indicates that the zein biodegradation occurs more easily than the starch. The blends presented intermediate biodegradtion between the starch and the zein.

Um fator importante para o desenvolvimento de projetos de microssistemas é o conhecimento de propriedades termomecânicas dos materiais e a compreensão dos mecanismos de falhas. Este trabalho estuda o comportamento mecânico de microvigas atuadas termicamente e propõem um método para ser utilizado na caracterização de propriedades termomecânicas de filmes finos. Fabricou-se vigas de Oxinitreto de Silício em que se aplicou a microscopia Nomarski para observar a deformação e a ocorrência do fenômeno de flambagem. / An important factor to develop microsystems is knowledge of materials properties and failure mechanisms. This research studies the thermal actuated microbeam mechanical behavior and propose a method in order to characterize thermomechanical properties of thin films. Silicon Oxynitride microbeams are fabricated and Nomarski microscopy was applied to observe strain and buckling phenomenon ocurrence.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-28T13:08:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoAnaliticoExperimental.pdf: 2764706 bytes, checksum: 23a8474d6c0a8add2635345dfc0f84d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-02T14:17:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoAnaliticoExperimental.pdf: 2764706 bytes, checksum: 23a8474d6c0a8add2635345dfc0f84d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T14:17:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoAnaliticoExperimental.pdf: 2764706 bytes, checksum: 23a8474d6c0a8add2635345dfc0f84d0 (MD5) Previous issue date: 1983 / O estudo proposto neste trabalho está baseado num estudo de parâmetros influentes no processo de gaseificação ascendente ou Contra-Corrente. O gaseificador utilizado foi um prototipo modular. O módulo inferior com diâmetro externo de 50cm e diâmetro interno 42cm devido ao refratário e às paredes duplas para o pré-aquecimento do ar de entrada. O módulo superior de diâmetro externo de 55 cm e interno 50,6 cm é constituido também de paredes duplas por causa das extrações de gás estarem lozalizadas a duas alturas diferentes. Os dois módulos são acplados entre si de tal maneira que podemos variar a altura de carga do gaseificador, assim como, a altura da saída de gás. O processo utilizado na gaseificação foi o "gás de ar" ou "gás pobre". O estudo foi dividido em duas geometrias, variando entre elas a relação da altura da saída de gás pelo diâmetro do gaseificado. Quando a extração de gás se processou pelos furos superiores com uma relação δ = 3,09 denomina-mos de geometria superior e para δ = 2,14 de geometria inferior. Para cada uma das geometrias foram realizadas cinco experiências com vazões de ar diferentes. Foram medidas as temperaturas em três pontos distintos do gaseificados a fim de verificarmos o comportamento das zonas de reação de acordo com as temperaturas, assim como, os fluxos de ar, gás, carvão gaseificado e vapor d'água contido no ar foram medidos a fim de que as análises fossem feitas es termos de parâmetros adimensionais. A composição do gás foi analisada cromatograficamente para todos os experimentos a fim de determinarmos o poder calorífico do gás, as parcelas de energia de cada componente na mistura do gás resultante, a potência calorífica do gaseificador. Com relação a composição do gás de ar, devido as nossas condições ambientais a gaseificação comportou-se como se fosse uma composição de gás d'água apresentando em sua análise parcelas de hidrogênio e metano proporcionando assim um aumento no poder calorífico do gás e consequentemente aumento da potência calorífica do gaseificador. / The research subject proposed in this study is based on an examination of the parameters significant for the process of ascendent and counter-current gasification. The gasifier which was utilized was a module proto type. The lower module has an extenal diameter of 50 cm and an internail diameter of 42 cm, owing to the refractory and to the double walls designed for the heating of the incoming air. The upper module with an external diameter of 55 cm and an internal diameter of 50,6 cm, is similarly made of double walls in view of the extraction of gas being localized at different The two modules are joined to each other in such a way as to enable a variation in the height of the charging of the gasifier, as well as in the height of the outgoing gas. The process of gasification used in the study was that of air gas or low-BTU gas. The study was divided into two geometries by varying be tween them, the relation of the height of the outgoing gas and the diameter of the gasifier. When gas was extracted by the upper perforation with a relation δ = 3,09 it is denominated upper geometry andwhen δ=214, lower geometry. Five experimento involving different escapes of air were made for each of the geometries. Temperatus were measured at three different points of the gasifier in order to ascertain the behavior of the reaction zones according to the temperatures. The flows of air, gas, gasified coal and steam contained in the air were measured so that the analyses were made in terms of dimensional parameters. The composition of the gas was analyses chromografically in all the experiments undertaken, so as to determine the calorific potential of the gas, the percent of energy in each component of the resultant mixed gas, and the calorific power of the gasifier. In relation to the composition of air gas, the gasification behaved as if it were a mixture of water gas, owing to local ambiental condition. The composition presented, on analysis, parts of hydrogen and methane, thus contributing to an increase in the heating power of the gas and consequently, an increase in the heating potential of the gasifier.

Devido à preocupação com o meio ambiente e o volume crescente de resíduos plástico em aterros sanitários, os polímeros biodegradáveis estão sendo estudados extensivamente. Um deles é o PLA. Apesar de possuir propriedades comparáveis a polímeros commodities e polímeros de engenharia, ainda é necessário melhorar certas características do PLA, como resistência ao impacto. Para isso, a nanocelulose (NC) pode ser usada sem alterações significativas na biodegradação polimérica. Este estudo teve como objetivo obter a nanocelulose, caracteriza-la e incorpora-la ao poli(ácido láctico) (PLA), assim como, estudar as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do compósito obtido. A NC foi obtida por hidrólise ácida utilizando ácido fosfórico e posteriormente foi silanizada com três silanos distintos. As nanopartículas foram caracterizadas por Birrefringência, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Termogravimetria (TG), Potencial Zeta, Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raio X (DRX). Com as imagens obtidas pelo MET foi possível medir o tamanho das partículas de NC. E então obter a razão de aspecto de 82 e o limite de percolação de 1,1% em massa, confirmando a morfologia de nanofibra. De acordo as analises TG\'s, a presença de NC silanizada aumentou o início da degradação térmica. Os compósitos, contendo 3% em massa de NC, foram obtidos por fusão em câmara de mistura e moldados por injeção. Os compósitos foram caracterizados por FTIR, Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), TG, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Impacto e Tração. As análises dos compósitos mostraram que a NC atuou como agente de nucleação, facilitando a cristalização do PLA, além de a NC ter atuado como reforço na matriz polimérica melhorando as propriedades mecânicas. / Due to concern for the environment and the growing volume of plastic waste in landfills, biodegradable polymers are being studied extensively. One of them is the PLA. Despite properties comparable to commodities polymers and engineering polymers, it is still necessary to improve certain characteristics of PLA, such as impact resistance. For this, the nanocelulose (CN) can be used without significant changes on the polymeric biodegradation. This study aimed to obtain nanocelulose, characterizes it and incorporates it to polylactic acid (PLA), even as, studies of thermal, morphological and mechanical properties of the composites processed. The CN was obtained by acid hydrolysis using phosphoric acid and it was, subsequently, silanized with three different silanes. The nanoparticles were characterized by Birefringence, Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetry (TG), Zeta Potential, Spectroscopy Absorption Vibrational Infrared Fourier Transform (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD). By images taken by TEM was possible to measure the size of particles CN. So, obtain the aspect ratio of 82 and the percolation limit of 1.1 wt%, demonstrating morphology of nanofiber. According to TG analysis, the beginning of thermal degradation increased when CN Pure was compared with modified CN. The composite, containing 3 wt% CN, were obtained by melt in mixing chamber and then injection molded. The composites were characterized by FTIR, Gel Permeation Chromatography (GPC), TG, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM), Impact and Tensile Strength. The results showed that the CN acts as a nucleating agent in PLA, facilitating the crystallization and acts as reinforcement in polymer matrix to improve the mechanical properties.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-08-25T13:29:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:57:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:58:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-28T20:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Os bioplásticos vêm ganhando espaço nos projetos de pesquisas e muitos já estão sendo produzidos em escala industrial e podem substituir polímeros de origem petroquímica, resultando em grande benefício ambiental. Também possuem grande potencial biotecnológico, podendo ser empregados como matéria-prima para diferentes produtos dependendo principalmente das propriedades físico-químicas e térmicas que apresentarem. Os polihidroxialcanoatos (PHAs), típicos bioplásticos totalmente biodegradáveis, são poliésteres acumulados, principalmente, por uma variedade de bactérias, como fonte de reserva de carbono e energia para a célula. O poli(3-hidroxibutirato) [P(3HB)], é o PHA mais estudado e mais comumente armazenado na forma de grânulos lipofílicos, podendo chegar a níveis de 90% em massa celular seca. O objetivo desta pesquisa foi, primeiramente, quantificar e avaliar as propriedades térmicas do polímero produzido pela Pseudomonas sp. CMM43, identificada como produtora de P(3HB), cultivada em meio nutritivo simples. Na sequência, o objetivo foi otimizar a produção de P(3HB) pela bactéria em incubador agitador orbital e biorreator bem como caracterizar os biopolímeros produzidos nas diferentes condições. Inicialmente, foi investigada a fase de multiplicação celular, alterando parâmetros de cultivo com intuito de aumentar a concentração de biomassa produzida e determinar se a produção está associada à multiplicação celular. O P(3HB) recuperado foi identificado e caracterizado. A Pseudomonas sp. CMM43 acumulou P(3HB) em 24 h, sem a necessidade de limitação de algum nutriente, sugerindo que a acumulação do polímero ocorra simultaneamente à multiplicação. O máximo conteúdo de P(3HB), 70% em relação à massa celular seca (MCS), foi obtido em meio com 1% de sacarose, pH 6,5; temperatura de 28 ºC, 250 rpm e menor aeração. O biopolímero apresentou propriedades térmicas e massa molecular reduzidas, o que permite aplicações específicas na área médica e farmacêutica. Em uma segunda fase, foram testados em agitador incubador orbital meios e concentrações de inóculo para a fase de produção do biopolímero na temperatura e aeração anteriormente selecionadas. Os P(3HB)s foram identificados e caracterizados. A máxima produção de polímero relativa à MCS foi de 83% em 48 h, no meio em que foi utilizado 10% (v/v) de inóculo e 1% de sacarose. Obtiveram-se polímeros de massa molecular reduzida e temperatura de fusão menor que a de degradação, indicando ser uma característica da bactéria e não influência do meio ou da concentração do inóculo. Por final foi avaliada a produção de P(3HB) em biorreator, aplicando o mesmo meio e condições de cultivo do estudo anterior, observando-se grande redução no acúmulo. Conclui-se que Pseudomonas sp. CMM43 possui propriedades promissoras para processos industriais de produção de P(3HB). Mesmo não tendo atingido altas concentrações celulares, a bactéria acumulou altos níveis de (P(3HB)/MCS) em 48 h, sem limitação de nutrientes e utilizando sacarose, substrato bastante econômico no Brasil. Adicionalmente, sintetiza polímeros com propriedades térmicas diferenciadas que permitem aplicabilidades específicas na área biomédica e farmacêutica. / Bioplastics have been gaining espace in research projects and many are already being produced on an industrial scale and can replace petrochemical polymers of origin, resulting in greater environmental benefit. They also have great biotechnological potential and can be used as raw material for different products depending primarily on the physical, chemical and thermal properties that show. Polyhydroxyalkanoates (PHAs), typical bioplastics completely biodegradable, are polyesters accumulated mainly by a variety of bacteria, as a source of carbon and energy reserve for the cell. The poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)], is the most studied and most commonly stored as lipophilic PHA granules, reaching levels of 90% of dry cell weight. The aim of this study, was first, to quantify and evaluate the thermal properties of the produced polymer by Pseudomonas sp. CMM43, identified as producing P(3HB), cultivated in simple nutrient medium. Following aimed to optimize the production of P(3HB) by the bacteria in orbital shaker and bioreactor, and to characterize produced biopolymers in different conditions. Initially, was investigated cellular growth phase, changing cultivation parameters in order to increase the concentration of biomass produced and to determine if production is growthassociated. The P(3HB) recovered was identified and characterized. The Pseudomonas sp. CMM43 accumulated, high levels of P(3HB) at 24 h, without any nutrient limitation, suggesting that accumulation of polymer occurs simultaneously on the growth. The maximum content, 70% in the dry cell weight (DCW) was obtained in medium with sucrose, pH 6.5, temperature of 28 º C, 250 rpm and less aeration. The biopolymer presented reduced thermal properties and molecular weight, which allows specific applications in the medical and pharmaceutical area. In a second phase, was tested still in an orbital shaker incubator, media and inoculum concentration for the biopolymer production phase, in the temperature and aeration previously selected. The P(3HB) are recovered were identified and characterized. The maximum polymer yield was 83% in DCW at 48 h, in the medium which 10% (v/v) of inoculum and1% of sucrose was used. Polymers with low molecular weight and with melting temperature less than degradation were obtained, indicating that a characteristic of bacteria, and no influence on the medium or the concentration of inoculum. By the end was evaluated P(3HB) production in bioreactor, using the same medium and culture conditions of the previous study, it was observed a large reduction in the accumulation. In conclusion, Pseudomonas sp. CMM43 has promising conditions for industrial P(3HB) production processes. Despite not having reached high cell concentrations, the strain acumulated high levels (P(3HB)/DCW) for 48 h, without nutrient limitation and using sucrose, quite economical substrate in Brazil. Additionally, synthesizes polymers with different thermal properties that allow specific applicability in the biomedical and pharmaceutical field.