Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344687.pdf: 2755734 bytes, checksum: 5fa69136c190163c3114f9c2fe7c03ce (MD5) Previous issue date: 2016 / A valorização de resíduos agroindustriais via conversão térmica tem se mostrado promissora em relação à geração de biocombustíveis. A pirólise é um processo de conversão termoquímica para geração de energia renovável, atuando ao mesmo tempo como solução para a disposição final dos resíduos agroindustriais. Neste contexto, o objetivo principal deste estudo foi valorizar a torta da mamona e o bagaço das vagens de algaroba, ambos resíduos agroindustriais, para obtenção de bio-óleo e biochar. Os ensaios de pirólise foram realizados à pressão atmosférica, com um fluxo de N2 de 400 mL·min-1, em duas diferentes condições: a 700 °C com taxa média de média de aquecimento 160 °C·min-1; e a 900 °C com taxa média de média de aquecimento 224 °C·min-1, ambas com tempo de residência de 5 min na temperatura final. Os produtos da pirólise (bio-óleo, biochar e gases não condensáveis) foram caracterizados. Além disso, o biochar produzido foi aplicado como adsorvente na captura de CO2 e em reações de gaseificação com CO2. Um carvão ativado comercial foi utilizado como base de comparação nos ensaios de adsorção. Os gases formados na pirólise foram o H2, CO, CO2 e CH4. Nos bio-óleos produzidos foram identificados aproximadamente 180 compostos divididos em compostos oxigenados (ácidos, ésteres, cetonas, aldeídos, fenóis, álcoois, éteres e furanos), hidrocarbonetos, compostos nitrogenados e compostos sulfurados. Os biochars produzidos apresentaram potencial para serem utilizados em processo de produção de energia por possuírem poder calorífico comparáveis a alguns combustíveis fósseis e de outras biomassas. Em relação à capacidade de captura de CO2 na temperatura de 25 °C o carvão ativado adsorveu maior quantidade de CO2 (105,24 mgCO2·gCA-1) que os biochars do bagaço das vagens de algaroba (40,09-65,14 mgCO2·gbiochar-1) que por sua vez capturou mais CO2 do que os biochars da torta de mamona (11,38-39,48 mgCO2·gbiochar-1). Em termos de reatividade com CO2 nas temperaturas na faixa de 760-920 ºC os biochars produzidos do bagaço das vagens de algaroba foram mais reativos que os biochars advindos da torta da mamona, e os valores para energia de ativação referentes à gaseificação dos biochars com CO2 ficaram em torno de 185-238 kJ·mol-1.<br> / Abstract : The valorization of biomass agro-industrial waste via thermal conversion has shown promise in relation to the generation of biofuels. Pyrolysis is a thermochemical conversion process for renewable energy generation, which work at the same time as a solution for the final disposal of these wastes. In this context, this study aims to valorize the castor bean cake and mesquite pods bagasse, both agro-industrial waste, through the pyrolysis process. The pyrolysis tests were carried under atmospheric pressure with N2 gas flow of 400 ml·min-1 at two conditions, the first at 700 ºC with average heating rate of 160 ° C· min-1 and the second at 900 ºC with an average heating rate of 224 ° C· min-1, both with 5 min of residence time at the final temperature. The pyrolysis products (bio-oil, biochar and non-condensable gases) were characterized. Furthermore, the biochar produced was applied as an adsorbent, for CO2 capture, and CO2 gasification reactions. An commercial activated carbon was used as a comparison basis for the adsorption process. The pyrolysis gases H2, CO, CO2 and CH4 were found during the pyrolysis process. In the bio-oils produced were identified little more than 180 compounds divided between oxygenated compounds (acids, esters, ketones, aldehydes, phenols, alcohols, furans and ethers), hydrocarbons, nitrogenous compounds and sulfur compounds. The biochars produced show a potential to be used in power production process due its calorific value comparable to some fossil fuels and other biomass. In relation to CO2 capture capacity at 25 ºC, the activated carbon adsorbed more CO2 (105,24 mgCO2·gCA-1) than biochars produced by mesquite pods bagasse (40,09-65,14 mgCO2·gbiochar-1), which in turn captured more CO2 than biochars produced the castor bean cake (11,38-39,48 mgCO2·gbiochar-1). In terms of reactivity with CO2 in the temperature range of 760-920 °C, the biochars produced from mesquite pods bagasse were more reactive than biochars arising from the castor bean cake and the activation energy values related to biochars gasification were around 187-238 kJ·mol-1.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344109.pdf: 2132551 bytes, checksum: ce482fdce49fb3dee55e987122afb313 (MD5) Previous issue date: 2016 / Fungos do gênero Pleurotus são conhecidos como produtores de lacases. Esta enzima tem vasta aplicação nas indústrias de bebidas, alimentos, têxteis, bem como na degradação diversos de poluentes ambientais. A fim de se minimizar os custos de produção desta enzima, diversos resíduos agroindustriais, normalmente disponíveis na região de produção, podem ser utilizados na formulação de meios de cultivo. Assim sendo, o presente trabalho teve como objetivos (a) caracterizar quimicamente os resíduos lignocelulósicos água de imersão de folhas secas de bananeira e pó de cascas de banana; (b) estudar a produção de lacase por Pleurotus sajor-caju, em frascos agitados e biorreator, utilizando resíduos da bananicultura na composição do meio de cultivo; (c) avaliar a influência da velocidade de agitação sobre a produção de lacase por Pleurotus sajor-caju; (d) caracterizar a enzima produzida; (e) avaliar a eficácia do caldo enzimático bruto sobre a degradação de bisfenol-A. Os experimentos em frascos agitados foram realizados em frascos Erlenmeyer de 500 mL contendo 100 mL de meio de cultivo inoculados com dois discos de ágar de 12 mm contendo micélio fúngico. Os frascos foram mantidos a 30 oC e agitação de 110 min-1, por 15 dias. Os experimentos em biorreator foram realizados em modelo BIOSTAT B da marca B. BRAUN com volume de trabalho de 4 L, sendo o inóculo 10% deste volume. O pH inicial foi ajustado em 6,0, a temperatura fixada em 30 oC, a aeração em 0,3 vvm e a velocidade de agitação em 100, 350 e 500 min-1, dependendo do experimento. Os resíduos água de imersão de folhas secas de bananeira e pó de cascas de banana apresentaram relação C:N iguais a 13,8 e 16,9, respectivamente. Os percentuais de cinzas foram 28,6 e 12,8% para água de imersão e pó de cascas de banana, respectivamente. O meio de cultivo OXI, formulado com resíduos da bananicultura, mostrou-se adequado para a produção de lacase por Pleurotus sajor-caju, sendo os maiores valores de atividade encontrados nos testes em frascos agitados (60 g L-1 pó de cascas de banana) e em biorreator (45 g L-1 pó de cascas de banana e 350 min-1) iguais a 2.416 e 1.850 U L-1, respectivamente. As atividades obtidas utilizando-se velocidades de agitação 100 e 500 min-1 foram 200 e 9 vezes, respectivamente, inferiores às obtidas utilizando-se velocidade de 350 min-1. Encontrou-se como pH ótimo os valores de 2,5 e 3,0. Com relação à temperatura ótima, todas as temperaturas avaliadas (20, 30, 40 e 50 oC) apresentaram atividade relativa próxima a 100 %. Observou-semaior estabilidade da enzima nos valores de pH 5 e 7; e temperatura de estabilidade na faixa de 20 a 40 oC. Os valores de Km e Vmáx foram 0,1 mM e 1,25 mM min-1, respectivamente. O caldo enzimático bruto foi capaz de degradar 100 % do bisfenol-A (500 mg L-1) em 48 h de incubação.<br> / Abstract : Fungi of the Pleurotus genus are known as laccase producers. This enzyme is widely applied in the food, beverage and textile industries as well as in the degradation of various environmental pollutants. In order to minimize production costs for this enzyme, several agro-industrial wastes, normally available in the production area, may be used to formulate the culture media. Thus, the objectives of this study were to: (a) chemically characterize the lignocellulosic wastes: immersion water of dried banana leaves and banana peel powder; (b) study laccase production by Pleurotus sajor-caju, in shake flasks and bioreactor, using banana plantation wastes in the culture medium composition; (c) evaluate the influence of agitation speed on laccase production by Pleurotus sajor-caju; (d) characterize the enzyme produced; (e) evaluate the efficacy of the crude enzymatic broth on bisphenol-A degradation. The experiments in shake flasks were carried out in Erlenmeyer 500 mL flasks containing 100 mL of culture medium inoculated with two 12 mm agar discs containing fungal mycelium. The flasks were kept at 30 oC with 110 min-1 agitation, for 15 days. The experiments in bioreactor were carried out in a B. BRAUN BIOSTAT B fermenter with 4 L work volume, with inoculum being 10 % of this volume. Initial pH was adjusted to 6.0, temperature fixed at 30 oC, aeration at 0.3 vvm and agitation speed at 100, 350 and 500 min-1, depending on the experiment. The water wastes from the immersion of dried banana leaves and banana peel powder had a C:N ratio equal to 13.8 and 16.9, respectively. Ash percentages were 28.6 and 12.8 % for immersion water and banana peel powder, respectively. The OXI culture medium, formulated with banana plantation wastes proved to be adequate for laccase production by Pleurotus sajor-caju, with the greatest activity values being found in tests with flasks agitated at (60 g L-1 banana peel powder) and in bioreactor (45 g L-1 banana peel powder and 350 min-1) equal to 2,416 and 1,850 U L-1, respectively. The activities obtained using 100 and 500 min-1 agitation speeds were 200 and 9 times, respectively, lower than those obtained using a speed of 350 min-1. The values of 2.5 and 3.0 were considered ideal for the pH. In relation to ideal temperature, all evaluated temperatures (20, 30, 40 and 50 oC) showed activity relatively close to 100 %. Greater enzyme stability was observed with pH values of 5 and 7; and temperature stability in the range of 20 to 40 oC. The Km and Vmáx values were 0.1 mM and 1.25 mM min-1, respectively. Thecrude enzymatic broth was able to degrade the bisphenol-A (500 mg L-1) 100 % in 48 h incubation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-07T17:53:39Z No. of bitstreams: 1 2008_RodrigoAlmeidaBarroso.pdf: 1644258 bytes, checksum: 4eacb54d4228249325619f0aa8ac92b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2009-10-09T16:42:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RodrigoAlmeidaBarroso.pdf: 1644258 bytes, checksum: 4eacb54d4228249325619f0aa8ac92b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-09T16:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RodrigoAlmeidaBarroso.pdf: 1644258 bytes, checksum: 4eacb54d4228249325619f0aa8ac92b5 (MD5) Previous issue date: 2008-02 / A pesquisa teve como objetivo geral a realização de um levantamento da produção e uso de biomassa energética no Distrito Federal. Especificamente objetivou-se identificar os consumidores de biomassa energética e os produtores de resíduos madeireiros no DF, diagnosticar e analisar a evolução do consumo de lenha e briquete nos setores comercial e industrial do DF, diagnosticar e analisar a evolução da produção de resíduos madeireiros nos setor industrial no DF e indicar possíveis utilizações. A metodologia proposta no trabalho primeiramente foi de levantar os possíveis consumidores de lenha e produtores de resíduo na área de estudo através dos registros de empresas nos sindicatos de classes, principalmente no Sindicato dos Madeireiros - SINDMAN, Lista telefônica, cadastro no Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA e Instituto Euvaldo Lodi - IEL. Em seguida foram feitas visitas, quando se aplicou um questionário distinto para consumidores de lenha e para produtores de resíduos. O consumo de lenha no setor industrial e comercial, foi de 5.652t/ano para olarias, com uma redução de 5,26% em relação a 2000; para Restaurantes e Hotéis fazenda o consumo anual foi respectivamente de 15,36t e 9,00t e para pizzarias o consumo de lenha foi 987,36t/ano e dentre essas se identificou consumo de briquete que não ocorria em 2000. Não tendo serrarias em atividade, a produção de resíduos de origem madeireira ocorre em madeireiras e marcenarias. As regiões administrativas do DF de maiores produções de resíduos foram: Gama, Setor de Indústria e Abastecimento - SIA Sobradinho seguida de Taguatinga, que juntas representavam 94,91% da produção do Distrito Federal. Foi identificado o consumo de lenha com alto teor de umidade, o que diminui a eficiência energética. Não se identificou no Distrito Federal o consumo energético do resíduo gerado pelas madeireiras e marcenarias, no entanto, parte deste resíduo na forma de pedaços de madeira é comercializado e levado para Anápolis-GO para serem queimados em olarias. ___________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research had as general goal the rising of the production and uses of energetic biomass in Distrito Federal. It specifically objectified to identify the consumers of energetic biomass and the lumbermen residues producers in the DF, to diagnose and to analyze the evolution of the firewood and briquete consumption in the commercial and industrial sectors of DF, to diagnose and to analyze the evolution of the lumbermen residues production in the industrial sector in the DF and to indicate their possible utilizations. The proposed methodology at work was firstly to lift the possible firewood consumers and residues producers in the studied area through the companies records in the classes unions, mostly in the Union of the Lumbermen – SINDMAN, Telephone book, cadaster in the Brazilian Institute of the Environment and of the Renewable Natural Resources – IBAMA and Institute Euvaldo Lodi – IEL. Visits were soon after done, when we applied a distinct questionnaire for firewood consumers and for residues producers. For 2007, the firewood consumption in the industrial and commercial sector were 5.652t/year to potteries, with a reduction of 5,26% regarding 2000; to Restaurants and farm Hotels the annual consumption was respectively 15,36t and 9,00t, and to pizza places the firewood consumption was 987,36t/year and among these, briquete consumption was identified, which did not occur in 2000. Sawmills in activity were not found, and the origin of wood residues production occurs in wood stores and joineries. DF's administrative regions residues larger productions were: Gama, Industry and Supply Sector – WAS, Sobradinho, followed by Taguatinga, representing 94,91% of the production of the Distrito Federal. It was identified the inadequate consumption of firewood by potteries with high humidity content, which decreases the energetic efficiency. It was not identified in the Distrito Federal the energetic consumption of the residue generated by wood stores and joineries, however, part of this residue in the form of wooden pieces is commercialized and carried to Anápolis-GO to be burnt in pottery.

O aumento do canavial brasileiro nos últimos anos e sua consequente queima como prática pré-colheita tem preocupado diversos setores da sociedade, devido aos problemas causados por ela, tanto do ponto de vista econômico como ambiental. A hipótese sob a qual esse estudo foi realizado é a de que o resíduo de colheita de cana-de-açúcar sem queima prévia do canavial seja utilizado como combustível nas fornalhas das caldeiras da agroindústria sucroalcooleira, em substituição ao bagaço, que seria comercializado. Para tanto, buscou-se verificar o desempenho operacional e econômico de uma enfardadora de forragem de fardos cilíndricos, operando com esse resíduo, preparando-o para transferência do campo à indústria. Os trabalhos de campo foram realizados no município de Santa Bárbara D´Oeste - SP, com a variedade de cana-de-açúcar SP 706163, em canaviais de 2° e 3° cortes. Concluiu-se, pelos resultados obtidos, que o processo de enfardamento do resíduo, com o equipamento utilizado é viável tecnicamente, embora necessite de adaptações mecânicas e operacionais. A fonte de potência utilizada foi inadequada à operação, inferindo-lhe elevados custos, o que inviabilizou o processo quando considerado o preço do bagaço a granel. Para o bagaço briquetado, o resultado foi positivo. O consumo de energia na forma de combustível, pelo conjunto trator-enfardadora, foi de 1,16% da energia contida no resíduo enfardado. O potencial energético do canavial estudado é atrativo, pois a biomassa hoje descartada pela queima representou, em peso, um terço dos colmas industrializáveis produzidos, com poder calorifico muito próximo ao do bagaço utilizado como combustível nas fornalhas. / not available

Orientador: Adilson Pinheiro. / Co-orientador: Marcos Rival da Silva. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental.

Orientador: Lorena B. B. Tavares. / Coorientador: Atilano A. Vegini. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas.

As atividades industriais têm se intensificado nos últimos anos, bem como a demanda por novas tecnologias e processos que contribuem para a remediação dos diferentes tipos de contaminantes gerados. A obtenção de carvão ativado (CA) a partir de resíduos industriais é uma alternativa interessante que tem sido estudada para obtenção de novos produtos com maior valor agregado e que apresentem diversas aplicações. A obtenção do carvão ativado tendo como matéria prima a fuligem do bagaço de cana-de-açúcar (FBCA) e a avaliação de suas propriedades adsortivas são os objetos deste trabalho, foram estudados os parâmetros relativos à temperatura e tempo de ativação na obtenção dos materiais. Os resultados das caracterizações indicaram que a FBCA possui 88% de carbono e os CAs obtidos, valores inferiores, uma vez que houve oxidação seletiva de uma parte do carbono superficial durante o processo de ativação. Além disso, de acordo com a difração de raios-X, os CAs e a FBCA, apresentam caráter amorfo com presença de óxidos de Si, Al, K, Ca e Mg sendo que SiO2 na fase quartzo foi encontrado em maior proporção que os demais. A análise de área superficial BET mostrou a formação de poros nos CAs após ativação, com elevação da área superficial dos CAs até o máximo de 829 m2 g-1, observado para o carvão ativado a 900 °C por 1h. A avaliação dos CAs quanto a capacidade de adsorção dos corantes azul de metileno (AM) e Remazol black 5 (RB5) mostrou-se eficiente, em comparação com o carvão ativado comercial, atingindo cerca de 98% de adsorção para AM e 79% para RB5. O processo de adsorção pode ser descrito segundo o modelo de pseudossegunda ordem e o de Langmuir. Os resultados mostraram que o resíduo FBCA apresenta um potencial para ser utilizado para obtenção de carvões ativados com alta capacidade de adsorção. / Industrial activities has been intensified in recent years, as well as the demand for new technologies and processes that contribute to the remediation of the different types of contaminants generated. To obtain activated carbon (CA) from industrial waste is an interesting alternative that has been studied in order to generate new products with higher added value and with a number of applications. The obtention of activated carbon, having as raw material the sugarcane bagasse soot (FBCA), and the evaluation of the adsorptive properties are the objectives of this work. The results of the characterization indicated that the SCBS has 88% carbon and the AC’s obtained, lower values, since there was selective oxidation of carbon atoms of the surface during the activation process. Furthermore, according to x-rays diffraction, the CA’s and the SCBS presents amorphous character with presence of Si, Al, K, Ca and Mg oxides with SiO2 with quartz phase being found in higher proportion. The BET analysis showed the formation of pores in the AC’s after activation, with elevation of the surface area up to 829 m2 g-1, observed to the activated charcoal at 900 °C by 1h. The CA’s adsorptive capacity for methylene blue dyes (MB) and Remazol black 5 (RB5) proved be efficient when compared to the commercial activated carbon, reaching about 98% of adsorption for MB and 79% for RB5. The adsorption process can be described according to the model of pseudo-second order and Langmuir. The results showed that the SCBS residue presents a potential to be used for the obtention of activated charcoals with high adsorption capacity. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O aumento do canavial brasileiro nos últimos anos e sua consequente queima como prática pré-colheita tem preocupado diversos setores da sociedade, devido aos problemas causados por ela, tanto do ponto de vista econômico como ambiental. A hipótese sob a qual esse estudo foi realizado é a de que o resíduo de colheita de cana-de-açúcar sem queima prévia do canavial seja utilizado como combustível nas fornalhas das caldeiras da agroindústria sucroalcooleira, em substituição ao bagaço, que seria comercializado. Para tanto, buscou-se verificar o desempenho operacional e econômico de uma enfardadora de forragem de fardos cilíndricos, operando com esse resíduo, preparando-o para transferência do campo à indústria. Os trabalhos de campo foram realizados no município de Santa Bárbara D´Oeste - SP, com a variedade de cana-de-açúcar SP 706163, em canaviais de 2° e 3° cortes. Concluiu-se, pelos resultados obtidos, que o processo de enfardamento do resíduo, com o equipamento utilizado é viável tecnicamente, embora necessite de adaptações mecânicas e operacionais. A fonte de potência utilizada foi inadequada à operação, inferindo-lhe elevados custos, o que inviabilizou o processo quando considerado o preço do bagaço a granel. Para o bagaço briquetado, o resultado foi positivo. O consumo de energia na forma de combustível, pelo conjunto trator-enfardadora, foi de 1,16% da energia contida no resíduo enfardado. O potencial energético do canavial estudado é atrativo, pois a biomassa hoje descartada pela queima representou, em peso, um terço dos colmas industrializáveis produzidos, com poder calorifico muito próximo ao do bagaço utilizado como combustível nas fornalhas. / not available

Orientadora: Márcia Brandão Palma. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Orientadora: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.