A lama vermelha é o resíduo gerado pela Indústria do Alumínio. Assim como outros resíduos industriais apresenta características complexas com inúmeras dificuldades de manipulação, além de ser um material perigoso pela sua baixa granulometria e alcalinidade. É um resíduo com potencial poluidor alto, agravado pela forma de disposição vulnerável geralmente adotada, sendo esta a disposição do resíduo em lagoas projetadas para esta finalidade. O estudo e desenvolvimento de alternativas sustentáveis para a utilização da lama vermelha devidamente tratada como matérias-primas de outros processos são tendências importantes e necessárias no contexto mundial de preservação do meio ambiente. O objetivo deste estudo é compreender o comportamento da lama vermelha sob a influência de diferentes temperaturas de tratamento térmico. Baseados nos efeitos de redução de área e transformações de fases, característicos dos processos térmicos, adotou-se um foco de análise voltado para a redução pH e dos íons livres. A identificação dos pHs adequados de análise da concentração de íons solúveis foi feita com base nas curvas de mobilidade eletroforética e condutividade. Os resultados obtidos para as amostras calcinadas mostraram queda do pH inicial das dispersões e da concentração dos íons solubilizados. Esse efeito pode ser atribuído a redução de área e a incorporação de íons à estrutura, o que assegura ao resíduo menor reatividade. / Red mud is the waste generated by Aluminium Industry, like other industrial wastes, has complex features with several difficulties in handling, as well as being a hazardous material because of its low particle size, alkalinity and high amount generated. It is a waste with high pollution potential, compounded by the vulnerability of the disposition generally adopted, usually in lagoons designed for this purpose. The study and development of sustainable alternatives for the use of properly treated red mud, as raw material of other processes, are important tendencies and necessaries in the global context of environmental preservation. However, this work deals the thermal treatment as method to modify the characteristics of the waste, suggesting the reduction of alkalinity with the lower leaching of alkaline ions. This approach can be a discarding alternative most reliable and safe for the environment. The objective of this study is understand the red muds behavior using thermal treatment. Based on the reduction effects of the area and phase transformations characteristic of thermal process, the analysis was taken observing the reduction of free ions and pH. Identification of correct pH of analyse of soluble ions concentration was based at mobility electrophoretic and conductivity graphics. The results of calcined samples showed reduction of initial pH and the concentration of soluble ions. This effect could be assigned to the area reduction and ions incorporation at structure, which ensures the residue lower reactivity.

Orientador: Salatiér Buzetti / Resumo: Os solos de Cerrado apresentam baixos teores de matéria orgânica e, sendo esta a principal fonte primária de boro (B), torna-se necessário o suprimento deste nutriente via adubação. Portanto, em plantios comerciais de eucalipto, é comum a adubação no sulco de plantio e até mesmo via foliar, durante a fase de implantação da cultura. Sendo assim, é importante verificar se a aplicação de B realizada inicialmente por meio de fontes com diferentes solubilidades é suficiente para atender as exigências da cultura ao longo do ciclo, ou se é necessária a reaplicação do elemento em cobertura. Objetivou-se com esse trabalho comparar o efeito residual das fontes de B aplicadas no sulco de plantio, assim como também a aplicação foliar e a reaplicação de B em cobertura na cultura do eucalipto (clone I144), tendo em vista o alto índice de bifurcação das árvores sem aplicação de B. O experimento foi conduzido na Fazenda Renascença, localizada no município de Três Lagoas/MS, com latitude 20o 34’ S e longitude 51o 50’ O e altitude de aproximadamente 305 m. O delineamento experimental foi blocos casualizados, com cinco repetições, em esquema fatorial, onde as parcelas foram subdivididas, perfazendo um 3 x 2 x 2, sendo o primeiro fator: 0 kg ha-1 de B; 1 kg ha-1 de B utilizando o fertilizante borogran (baixa solubilidade, 10% B), aplicado manualmente em filete contínuo no sulco de plantio; 1 kg ha-1 de B utilizando o fertilizante ácido bórico (alta solubilidade, 17% B), aplicado manualmente em f... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cerrado soils have low organic matter content, and this being the main primary source of boron (B), it is necessary to supply this element through fertilization. Therefore, in commercial eucalyptus plantations, it is common to fertilize in the planting groove and even via the foliar, during the implantation phase of the crop. Therefore, it is important to verify if the application of B carried out initially is sufficient to meet the crop requirements during the cycle, or if it is necessary to reapply the element under cover. The objective of this work was to compare the residual effect of the B sources applied to the planting groove, as well as the foliar application of the element and the reapplication of B in cover in the eucalyptus crop (clone I144), considering the high index of bifurcation in the treatments that did not receive the application of B. The experiment was conducted at Fazenda Renascença, located in the municipality of Três Lagoas/MS. The experimental design was randomized blocks, with five replications, in a factorial scheme, where the plots were subdivided, making a 3 x 2 x 2, being the first factor: 0 kg ha-1 of B; 1 kg ha-1 of B using borogran fertilizer (low solubility, 10% B), manually applied in continuous fillet in the planting groove; 1 kg ha-1 of B using boric acid fertilizer (high solubility, 17% B), manually applied in continuous fillet in the planting groove. Factorial 2 refers to the application or not of B via foliage. Two foliar applications o... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Utilizando simulações de dinâmica molecular, estudamos um sistema de partículas que interage através de um potencial contínuo de caroço atenuado constituído por um caroço duro, um ombro a distancias mais próximas e um parte atrativa a uma distância bem maior. Obtemos o diagrama de fases pressão-temperatura do sistema para diversas profundidades da parte atrativa ajustável. Como este é um potencial de duas escalas de comprimento, são esperados anomalias na densidade, na difusão e na estrutura do sistema. Mostramos que o efeito de aumentar a interação atrativa entre as moléculas é encolher a região de pressão na qual a anomalia na densidade e difusão estão presentes. Se as forças de atração são muito fortes, a partícula estará predominantemente em uma das duas escalas de comprimento e assim a anomalia na densidade e difusão não é observada. A região de anomalia estrutural está presente em todos os casos. Analisamos igualmente o comportamento da solubilidade de um soluto apolar em água. Usamos como modelo para a água o potencial de duas escalas proposto neste trabalho e para o soluto um sistema de esferas rígidas. Mostramos que este modelo efetivo reproduz qualitativamente o comportamento observado para a água de um extremo na solubilidade. / Using molecular dynamics simulations, we study a system of particles interacting through a continuous potential which consists of an attenuated hard core, a shoulder to closer distances and attractive part at a distance higher. We obtain the phase diagram pressure-temperature system for different depths of the attractive part adjustable. As this is a two length scales potential, anomalies are expected in the density, diffusion and structure of the system. We show that the effect of increasing the attractive interaction between molecules is to shrink the region of pressure at which the anomaly in density and diffusion are present. If the attraction forces are very strong, the particle is predominantly one of two length scales and so the anomaly in the density and difusion is not observed. The region of structural anomaly is present in all cases. Also analyzed the behavior of the solubility of a nonpolar solute in water. We use the potential of two scales proposed in this work as a model for water and for the solute a system of hard spheres. We show that this model effectively reproduces qualitatively the observed behavior to an extreme water solubility.

O objetivo da presente dissertação é o estudo da difusão de Ag e Al em uma matriz de α-Ti. Sua motivação principal se origina do fato de haver na literatura resultados contraditórios sobre o comportamento difusional desses elementos. Além disso, este estudo é necessário para dar continuidade à investigação sistemática da difusão de impurezas substitucionais em α-Ti, que vem sendo realizada pelo grupo de implantação iônica, a fim de estabelecer uma relação entre tamanho, valência e solubilidade dos elementos e seus coeficientes de difusão. A dependência do coeficiente de difusão com a temperatura para ambos elementos foi estudada nos intervalos de temperatura de 823 a 1073 K para a Ag e 948 a 1073 K para o Al. No caso da Ag foi usada a técnica de RBS para determinar os perfis de concentração, a qual tem uma alta resolução em profundidade (tipicamente 10nm), o que permite a determinação das baixas difusividades esperadas no presente experimento ( D ≤ 10-7 m2/s). No caso do Al foi usada a técnica de NRA, que preenche os mesmos requisitos citados anteriormente, com uma resolução em profundidade de aproximadamente 10 Å. As medidas realizadas mostraram que, para ambos os casos, os coeficientes de difusão seguem uma representação linear de Arrhenius. Foram encontrados os seguintes parâmetros característicos de difusão: Do = (1 ± 0,75) x10-4 m2s-1 e Q = 279 ± 6 kJ/mol para a Ag e Do = (1,4 ± 1,2) x10-2 m2s-1 e Q = 326 ± 10 kJ/mol para o Al, os quais são típicos de um comportamento substitucional normal. A comparação desse trabalho com trabalhos prévios não mostra evidência de relacionamento entre tamanho, valência e solubilidade dos elementos e seus coeficientes de difusão.

Utilizando simulações de dinâmica molecular, estudamos um sistema de partículas que interage através de um potencial contínuo de caroço atenuado constituído por um caroço duro, um ombro a distancias mais próximas e um parte atrativa a uma distância bem maior. Obtemos o diagrama de fases pressão-temperatura do sistema para diversas profundidades da parte atrativa ajustável. Como este é um potencial de duas escalas de comprimento, são esperados anomalias na densidade, na difusão e na estrutura do sistema. Mostramos que o efeito de aumentar a interação atrativa entre as moléculas é encolher a região de pressão na qual a anomalia na densidade e difusão estão presentes. Se as forças de atração são muito fortes, a partícula estará predominantemente em uma das duas escalas de comprimento e assim a anomalia na densidade e difusão não é observada. A região de anomalia estrutural está presente em todos os casos. Analisamos igualmente o comportamento da solubilidade de um soluto apolar em água. Usamos como modelo para a água o potencial de duas escalas proposto neste trabalho e para o soluto um sistema de esferas rígidas. Mostramos que este modelo efetivo reproduz qualitativamente o comportamento observado para a água de um extremo na solubilidade. / Using molecular dynamics simulations, we study a system of particles interacting through a continuous potential which consists of an attenuated hard core, a shoulder to closer distances and attractive part at a distance higher. We obtain the phase diagram pressure-temperature system for different depths of the attractive part adjustable. As this is a two length scales potential, anomalies are expected in the density, diffusion and structure of the system. We show that the effect of increasing the attractive interaction between molecules is to shrink the region of pressure at which the anomaly in density and diffusion are present. If the attraction forces are very strong, the particle is predominantly one of two length scales and so the anomaly in the density and difusion is not observed. The region of structural anomaly is present in all cases. Also analyzed the behavior of the solubility of a nonpolar solute in water. We use the potential of two scales proposed in this work as a model for water and for the solute a system of hard spheres. We show that this model effectively reproduces qualitatively the observed behavior to an extreme water solubility.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-07T15:50:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1174621 bytes, checksum: c6b8f57db951c449de6c5fbb552bccf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T15:50:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1174621 bytes, checksum: c6b8f57db951c449de6c5fbb552bccf0 (MD5) Previous issue date: 2015-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / De acordo com a sua solubilidade, as proteínas da carne se dividem em três classes: sarcoplasmáticas, miofibrilares e estromais. Elas exercem papel importante na textura de produtos cárneos emulsionados, devido às suas propriedades físico-químicas. Proteínas não cárneas, como o concentrado proteico do soro de leite (CPS), podem ser adicionadas a produtos cárneos a fim de diminuir custos e para contribuir para as características específicas desses produtos. Com o intuito de entender a influência de proteínas não cárneas, propriedades técnico-funcionais das proteínas da carne juntamente com o concentrado proteico do soro foram avaliadas. Foram realizadas as análises de solubilidade, capacidade de ligação de água e estabilidade da emulsão dos concentrados proteicos. Nos géis autossustentáveis, aqueles que mantiveram sua estrutura em condições de concentração, pH, temperatura e tempo estabelecidos, foram realizadas as análises de perfil de textura e relaxamento de tensão. As maiores concentrações de proteínas solúveis foram encontradas em valores extremos de pH (2, 3, 8 e 9) para todos os tratamentos, exceto para os tratamentos formados por proteínas miofibrilares em meio salino (0,6 mol.L -1 e 1,1 mol.L -1 ), cuja máxima solubilidade foi encontrada em pH 6,5; 7; 8 e 9. Em relação à estabilidade da emulsão, as proteínas estromais não apresentaram diferença (p>0,05) entre os valores de pH (3, 4 e 9). As proteínas miofibrilares com adição de sal, em valores de pH de 8 e 9, propiciaram maior estabilidade da emulsão em comparação com as proteínas miofibrilares sem adição de sal. A dispersão da mistura das proteínas cárneas formou emulsão mais estável que a suspensão das proteínas estromais e sarcoplasmáticas. O parâmetro “dureza”, em análise do perfil de textura, foi maior em géis formados pelas misturas das três proteínas extraídas da carne. O gel formado a 75 oC por 4 % de proteínas miofibrilares não diferiram (p > 0,05) do gel formado por 4 % da mistura de proteínas miofibrilares (80 %) e CPS (20 %) à mesma temperatura. O gel composto apenas por CPS necessitou de maior temperatura (90 °C) e concentração (8%) para formar um gel autossustentável. Em relaxamento de tensão, os géis das proteínas miofibrilares apresentaram o comportamento mais elástico do que o gel composto pela mistura das proteínas miofibrilares + CPS. O gel formado pela mistura das três proteínas da carne (miofibrilar + sarcoplasmática + estromais) apresentou maior módulo elástico entre os géis formados por proteínas, miofibrilares e CPS e sua mistura (Miofibrilar + CPS), porém, apresentou menor valor de taxa de recuperação, ou seja, apresentaram uma estrutura seca e quebradiça. Conclui-se que a substituição de 20 % de proteínas miofibrilares por CPS não altera o perfil de textura dos géis de proteínas miofibrilares e que as proteínas sarcoplasmáticas contribuem para as propriedades técnico-funcionais dos géis formados pelas proteínas cárneas, aumentando a força do gel e relativa propriedade emulsificante. / According to its solubility, meat proteins fall into three classes: sarcoplasmic, myofibrillar and stroma. They play an important role in texture emulsified meat products, due to their physico-chemical properties. The Non-meat proteins, such as whey protein concentrate (WPC), can be added to meat products in order to reduce costs and contribute to the specific characteristics of these products. In order to understand the influence of non-meat proteins, technical and functional properties of meat proteins together with whey protein concentrate was evaluated. The Solubility tests were carried out, water binding capacity and emulsion stability of protein concentrates. In the self- supported gels, those which maintained their structure conditions of concentration, pH, temperature and time set, the texture profile analysis and stress relaxation were performed. The higher soluble protein concentrations were found at pH extremes (2, 3, 8 and 9) for all treatments except for treatments consisting of myofibrillar proteins in saline (0.6 mol.L -1 and 1.1 mol.L -1 ), the maximum solubility was found at pH 6.5; 7; 8 and 9. For the stability of the emulsion, stromal proteins showed no difference (p > 0.05) between pH values (3, 4 and 9). The myofibrillar proteins with added salt at pH values 8 and 9, showed higher emulsion stability compared with the myofibrillar proteins without added salt. The dispersion of the mixture of meat proteins formed stable emulsion suspension of stromal and sarcoplasmic proteins. The parameter "hardness" in texture profile analysis, was greater in the gels formed by the mixture of the three extracted meat proteins. The gel formed at 75 ° C for 4% of myofibrillar proteins did not differ (p > 0.05) 4% gel formed by the mixture of myofibrillar proteins (80%) and WPC (20%) at same temperature. The gel contains only WPC required higher temperature (90 ° C) and concentration (8%) to form a self-supported gel. In relaxation of tension, the gels of myofibrillar proteins showed a more elastic behavior of the gel formed by the mixture of myofibrillar proteins WPC +. The gel formed by mixing the three meat proteins (myofibrillar + sarcoplasmic + stromal) showed higher elastic modulus of the gels formed by proteins, myofibrillar and WPC and its mixture (Myofibrillar + WPC), however, showed the lowest recovery rate, that is had a dry and brittle structure. It is concluded that the replacement of 20% of myofibrillar proteins by WPC does not alter the texture profile of the gels of myofibrillar proteins and the sarcoplasmic proteins contribute to the technical and functional properties of the gels formed by the meat proteins, increasing the gel strength and relative emulsifying property.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-07T17:28:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1540685 bytes, checksum: 8b226e913f4f005a6a9fd055c6cd26ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T17:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1540685 bytes, checksum: 8b226e913f4f005a6a9fd055c6cd26ee (MD5) Previous issue date: 2004-03-12 / O soro de queijo é o subproduto mais abundante da indústria de lacticínios, mas ainda hoje, em diversos países, incluindo o Brasil, significativa quantidade de soro é descartada sem tratamento adequado, trazendo como conseqüência problemas de poluição ambiental. O crescimento da produção de soro no Brasil, resultante do aumento da demanda por queijo, tem levado a indústria de lacticínios a procurar novas formas de seu reaproveitamento, pois apenas 55% (em massa) do total produzido é reutilizado em produtos alimentícios. Uma alternativa é a recuperação da lactose do soro, que possui alto valor de mercado na forma purificada. Neste contexto, este trabalho estudou a cinética de cristalização da lactose a partir de soluções modelo, avaliando a influência da temperatura e do pH da solução e da concentração de sementes. Os experimentos foram conduzidos em um sistema de cristalização, operado em modo descontínuo, em escala piloto, constituído por i) um evaporador a vácuo e ii) um tanque para cristalização provido de agitação e de uma serpentina de resfriamento, conectada a um banho termostático. As soluções modelo foram preparadas pela dissolução de α-lactose em água destilada, com concentração inicial de 50% (em massa) de lactose e concentradas até 60% (em massa) no evaporador (vácuo de 8 in Hg). Foram, então, descarregadas no cristalizador. O pH foi ajustado para o valor desejado, com ácido láctico, 0,1 N, e a solução foi então resfriada até alcançar a temperatura de trabalho. A velocidade de agitação foi mantida constante em 89 rpm. Inicialmente foram realizados 8 experimentos, de acordo com um planejamento fatorial 23, variando-se a temperatura da solução no cristalizador nos níveis de 15°C e 30oC, o pH da solução no cristalizador nos níveis de 4 e 5, e a concentração de sementes no cristalizador nos níveis de 0,05% e 0,15% (em massa). A partir dos resultados desses experimentos, procedeu-se à realização de outros 10 ensaios, obedecendo a um planejamento do tipo central composto, mantendo-se a concentração de sementes constante em 0,15% (em massa) e variando-se a temperatura e o pH, respectivamente, nas faixas de 26°C a 54oC e de 1,6 a 4,4. Em todos os experimentos foram avaliados a concentração da solução (por refratometria) e o diâmetro médio dos cristais (por microscopia ótica) ao longo do tempo. Também foi determinado o rendimento final, em termos da razão massa de cristais recuperada pela massa inicial de lactose contida no magma. As curvas de concentração da solução em função do tempo foram adequadamente representadas pelo modelo de Page, sendo possível calcular uma constante de cristalização, a partir dos parâmetros do modelo. Os dados de diâmetro médio dos cristais em função do tempo foram empregados para a determinação da taxa média de crescimento de cristais e da taxa de deposição de massa na superfície cristalina. Foram construídas superfícies de resposta para essas variáveis e verificou-se que os máximos rendimentos foram obtidos com pH em torno de 4,0 e temperatura de 40°C. Por outro lado, as taxas de cristalização apresentaram um mínimo em torno de 30oC e aumentaram continuamente com a elevação da temperatura. A influencia da concentração de sementes no rendimento do processo foi insignificante. Foram também determinados dados de solubilidade da lactose em várias temperaturas, (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90)°C, bem como dados de elevação do ponto de ebulição de lactose na faixa de concentração de (12,7 a 68,4)% de lactose (em massa) e pressões entre (2,4x103 a 9,3x104) Pa. / The cheese whey is the most abundant by-product of the dairy industry, but, in several countries, significant amount of whey is discarded without appropriate treatment, causing problems of environmental pollution. The growth of the Brazilian whey production due to the increase of the cheese demand lead the dairy industry to find new forms for its utilization, because only 55% (m/m) of this by-produced is reused in nutrition products. An alternative is the recovery of the lactose of the whey that possesses high market value in the purified form. In this context, this work studied the kinetics of crystallization of the lactose at model solutions, evaluating the influence of solution temperature and pH and of seed concentrations in the crystallizer. The experiments were carried out in a crystallization system, in a discontinuous way and pilot scale, constituted by i) an vacuum evaporator ii) a crystallization tank provided of agitation and of a cooling serpentine, connected to a thermostatic bathing. The lactose solutions were prepared in distilled water, with initial concentration of 50% (in mass) of lactose and concentrated up to 60% (m/m) in the evaporator (8 in Hg vacuum). After then, the lactose solutions were discharged in the crystallizer; the pH was adjusted with lactic acid, 0,1 N and the solution was maintained cold until reaching the work temperature. The agitation speed was maintained constant at 89 rpm. Initially 8 experiments were accomplished, in a factorial design 23, being varied the solution temperature at the levels of 15°C and 30°C, the solution pH at the levels 4 and 5, and the seed concentrations at the levels of 0,05% and 0,15% (m/m). Analyzing the results of those experiments, it was preceded to the accomplishment of other 10 experiments according to a composed central type design. The seed concentrations ware fixed constant concentration of seeds in 0,15% (m/m) being varied the temperature and the pH, respectively, in the range from 26°C to 54°C and from 1,6 to 4,4. In all the experiments they were determined the solution concentration (refractive index) and the crystal average diameters (optic microscopy) during the experiment run. The final yield was also determined, in terms of the ratio of recovered crystals per initial mass in the magma. The solution concentration curves in function of the time were appropriately represented by Page model, being possible to calculate the page crystallization constant from the model parameters. The crystal average diameter data in function of the time were used for the determination of the average rate of crystals growth and of the rate of mass deposition in the crystalline surface. Response surfaces for yield, crystal growth and were verified that the maximum yield was obtained at pH 4,0 and 40°C. On the other hand, the crystallization rates presented a minimum around 30°C and increased continually on the temperature rise. The seed concentrations influence was insignificant in the process yield. Solubility data of lactose at temperatures of (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90)°C as well as data of boiling point rise of lactose solutions at concentrations of (12,7 to 68,4)% (m/m) and pressures among (2,4x103 to 9,3x104) Pa, were determined. / Não foram localizados o cpf e o currículo lattes do autor.

Fundando-se em argumentos de equilíbrio e estabilidade termodinâmica, a solubilidade de soluto em um solvente é definida pelo limiar de existência da mistura como sistema homogêneo. De fato, entende-se tal grandeza sobre a coexistência de fases. A noção de solubilidade apresentada é desenvolvida através de modelos simples, que incluem resultados na rede bem como a extensão do modelo de van der Waals ao caso de duas componentes. Desta extrai-se uma condição genérica à observação de mínimos na solubilidade incidente sobre a topologia de seu diagrama de fases e de evidente correspondência física. / Concerning the equilibrium and stability in thermodynamics, the solubility of solute in a solvent is defined as the threshold of the mixture existing as a homogeneous system. Indeed, such quantity meets its meaning when understood on the coexistence surface. The idea of solubility presented is developed following the discussion of simple models, including results on the lattice as well as the van der Waals model extended to include two components. From these results we extract a general condition which connects the occurence of a minimum in solubility to the topological structure of the phase diagram.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6799.pdf: 3742423 bytes, checksum: 1adc9b85f847886dc864e88202c5f855 (MD5) Previous issue date: 2014-11-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / Phosphorus is a vital element for both animals and plants. In recent decades, the population growth boosted the production of food and technologies applied to the crops. The intense use of land for monoculture depletes the soil nutrients rapidly, requiring its replacement with fertilizer. Among the main macronutrients, phosphorus is the least required by plants. However, it is the one that most limits productivity in Brazilian soils, mainly because iron and aluminum ions in the soil immobilize this nutrient. The use of phosphate rocks in crops has been studied in recent years as an attempt to control the release of phosphorus in the soil. The present research aimed at studying the kinetics of phosphate release. Analysis were carried out on samples of milled phosphate rock and synthetic samples of two apatites. The results were compared to the kinetic analysis of a high solubility phosphate fertilizer widely used in the fields. The study was divided in three stages: the physical-chemical characterization of the simple superphosphate fertilizer; the physical-chemical characterization of the phosphate rock; and the characterization of apatite s synthetic phases. The results confirmed that the phosphate fertilizer has a phase already quite soluble in water. Through the calculated kinetic parameters it was observed that with a short milling time it was possible to increase the nutrient release. This study served mainly to determine the conditions of the test and also to confirm that the mechanical activation is one way to increase the solubility of less soluble materials. The results of the Bayóvar rock characterization showed that its major mineral phase is apatite which has a low solubility in water. Solubility tests in citric acid showed increased solubility of the material when increasing the milling time, with top system performance (mill/jar and alumina balls) in 20 minutes. As what happened to the fertilizer, the mechanical activation played a significant role to increase the material solubility, even with the material being little soluble. The mineralogical phase of phosphate is also crucial to the success of the release. To check if the mineralogical phase in fact influences the release kinetics, the isolated phases of two apatites were studied. Hydroxyapatite and fluorapatite samples were synthesized via coprecipitation and the particles were grown by hydrothermal treatment, varying time and temperature. The characterizations showed success in the synthesis of samples via co-precipitation. The results of XRD, SEM and BET also showed that temperature was more influential on the crystal growth than on the changes in its morphology. xii Solubility tests, also with citric acid, showed that indeed the mineralogical phase of phosphate is important and will be decisive in the choice of possible rock or natural phosphates to be used for direct soil fertilization. / O fósforo é um elemento vital tanto para animais quanto para as plantas. Nas últimas décadas o crescimento populacional impulsionou a produção de alimentos e de tecnologias aplicadas nas lavouras. O intenso uso das terras por monoculturas fazem com que os nutrientes do solos se esgotem rapidamente, sendo necessária a reposição por meio dos fertilizantes. Dentre os principais macronutrientes, o fósforo é o menos exigido pelas plantas porém, é o maior limitador da produtividade em solos brasileiros, principalmente devido a imobilização desse nutriente por íons de ferro e alumínio existentes no solo. O uso de rochas fosfáticas nas lavouras vem sendo estudado nos últimos anos como uma alternativa para o controle da liberação desse nutriente no solo. Esse trabalho teve como intuito estudar a cinética de liberação do fosfato proveniente de amostras de rocha fosfáticas moídas, amostras sintéticas de duas apatitas, comparando os resultados com um fertilizante fosfatado de alta solubilidade amplamente utilizado nas lavouras. O trabalho foi dividido em três etapas, iniciando com a caracterização físico-química do fertilizante superfosfato simples, depois a rocha fosfática e finalizando com a caracterização das fases sintéticas de apatita. Os resultados confirmaram que o fertilizante fosfatado possui, uma fase já bastante solúvel em água. Por meio dos parâmetros cinéticos calculados foi observado que em poucos tempos de moagem foi possível aumentar a liberação do nutriente. Esse estudo serviu principalmente para determinar as condições de ensaio e também para confirmar que a ativação mecânica é uma alternativa para aumentar a solubilidade de materiais menos solúveis. Os resultados das caracterização da rocha Bayóvar mostraram que a fase mineralógica principal é uma apatita que possui uma baixa solubilidade em água. Os ensaios de solubilidade em ácido cítrico mostraram que houve o aumento da solubilidade do material com o aumento do tempo de moagem, tendo o máximo de performance do sistema moinho e meio de moagem em 20 minutos. Assim como o ocorrido com o fertilizante a ativação mecânica atuou significativamente para aumentar a solubilidade do material, mesmo ele sendo pouco solúvel. Outro fato observado foi que a fase mineralógica que fosfato se encontra também é determinante para o sucesso da liberação. Para comprovar se a fase influência de fato na cinética de liberação, foram estudadas as fases isoladas de duas apatitas. Amostras de Hidroxiapatita e Fluorapatita foram sintetizadas via co-precipitação e as x partículas foram crescidas por meio de tratamento hidrotérmico variando tempos e temperatura. As caracterizações mostraram que houve sucesso na síntese das amostras via co-precipitação. Os resultados de DRX, MEV e BET mostraram também que a temperatura influenciou mais no crescimento dos cristais do que na mudança da morfologia dos mesmos. Os ensaios de solubilidade, também em ácido cítrico, mostraram que de fato a fase mineralógica que o fosfato se encontra é importante e será decisiva na escolha de possíveis rochas ou fosfatos naturais a serem utilizados para a fertilização direta em solos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-13Bitstream added on 2014-06-13T20:05:27Z : No. of bitstreams: 1 lima_ac_dr_arafcf.pdf: 901788 bytes, checksum: 13bcfcf5ec140760a159cf464fadf2e4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo avalia as propriedades físico-químicas do praziquantel (PZQ) em dispersões sólidas (DS) preparadas através de tecnologia de fluido supercrítico (FSC). As DS de PZQ com polivinilpirrolidona K30 (PZQ: PVP K30) foram preparadas em condições supercríticas de temperatura e pressão que variaram de a 60 a 140 bars e 37 a 80ºC utilizando a técnica do Gás Antissolvente (GAS). Equilíbrio de solubilidade, perfil de dissolução, propriedades térmicas (DSC, TGA e TG), difração de raios X (DRX), infravermelho com transformada de Fourier (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e taxa de transporte, utilizando método do saco intestinal invertido, foram utilizados para caracterizar as DS em comparação com as misturas físicas (MF) e o PZQ. A solubilidade do PZQ nas DS aumentou significativamente com a diminuição da taxa PZQ: PVP K30. O estudo de dissolução mostrou aumento significativo da taxa de dissolução do PZQ nas DS. A DRX mostrou redução da cristalinidade do PZQ em todas as DS. O DSC e a TG mostraram que não houve alteração no ponto de fusão do PZQ e confirmaram o resultado da DRX em relação à redução da cristalinidade do PZQ. O DTA apresentou apenas uma temperatura de degradação revelando um composto organicamente puro e uma interação PZQ: PVP. O IV não mostrou nenhuma alteração significativa dos grupos funcionais do PZQ ou da PVP, o que sugere boa estabilidade para o composto. A MEV mostrou diferenças entre a interação física do PZQ com PVP K30 nas MF e DS. Estas interações foram evidenciadas no estudo de DRX. Um aumento significativo de cinco vezes na taxa de transporte do PZQ, através da membrana intestinal de ratos, foi observado para as DS. Os resultados obtidos confirmaram o potencial das DS para alterar propriedades físico-químicas importantes relacionadas à solubilidade do PZQ. A tecnologia de FSC utilizando o método GAS... / In this study, the physicochemical properties of praziquantel (PZQ) in solid dispersions (SD), prepared by supercritical fluid (SCF) methodology, were investigated. The SD of PZQ with polyvinylpyrrolidone K30 (PZQ: PVP K30) were prepared under supercritical conditions of pressure and temperature, ranging from 60 to 140 bars and 37 to 80 ºC, by the gas antisolvent process (GAS). Equilibrium solubility, dissolution profile, thermal properties (DSC, TGA and TG), powder X-ray diffraction (pXRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and gut transport rate, assessed in the everted gut-sac model, were used to characterize PZQ in SDs, in comparison with physical mixtures (PM) and PZQ alone. The solubility of PZQ in the SD increased significantly with decreasing PZQ: PVP K30 ratio. The rate of dissolution of the PZQ was significantly greater in the SD. The XRD patterns showed a reduction of the crystallinity of PZQ in all SD. DSC and TG showed that there was no change in the melting point of PZQ and confirmed the reduction in the crystallinity of PZQ detected by XRD. DTA showed only one degradation temperature, revealing an organically pure compound and a PZQ: PVP interaction. FTIR did not detect any significant changes in the functional groups of PZQ or PVP, suggesting that the compound has a good stability. SEM indicated differences between the PZQ-PVP physical interactions in the PM and SD. These interactions were evident in the XRD data. A significant 5-fold rise in the rate of transport of PZQ across the rat gut membrane was observed with the SDs. The results obtained confirmed the potential capacity of SDs to alter important physicochemical properties related to the solubility of PZQ. SCF technology, used in the GAS process, proved effective in the preparation of SDs of PZQ: PVP K30. These results and the insights gained in this study imply that... (Complete abstract click electronic access below)