Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atualmente, existe um crescente interesse por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis. O biodiesel é uma fonte alternativa de combustível bastante atrativa em relação ao diesel em decorrência de seus benefícios ambientais. A obtenção de biodiesel é geralmente realizada através de reações de transesterificação de óleos vegetais com álcool de cadeia curta. Entretanto, também se pode produzi-lo através da esterificação de ácidos graxos livres utilizando-se matérias-primas de baixa qualidade como rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. O estudo de catalisadores que melhorem os resultados destas reações tem importante papel no desenvolvimento da produção de biodiesel. Normalmente, utilizam-se catalisadores básicos como o NaOH, nas reações de transesterificação. No entanto, o uso destes catalisadores causa impactos ambientais, além de promover a reação de saponificação quando a matéria-prima apresenta teores significativos de acidez, reduzindo o rendimento e dificultando a separação de fases. Este trabalho apresenta o estudo de catalisadores ácidos, à base de estanho, com ênfase especial no sulfato de estanho II, voltados para utilização na reação de esterificação de cargas contendo elevados teores em ácidos graxos. Avaliou-se a influência das variáveis: temperatura, concentração do catalisador, tipo de sistema reacional, quantidade de etanol, tipo de álcool, acidez, natureza dos ácidos graxos e temperatura de calcinação. Uma comparação entre os catalisadores, a questão da reutilização do catalisador e das mudanças proporcionadas pelo tratamento térmico ao qual foram submetidos também foram analisadas. Dentre os catalisadores estudados, os de sulfato de estanho mostraram maior atividade catalítica frente à reação estudada, os mais promissores sendo os calcinados até a temperatura de 500C. O principal motivo para os altos rendimentos encontrados foi associado ao comportamento pseudo-homogêneo do SnSO4, que se solubiliza, acidificando o meio reacional durante as reações de esterificação / Currently, there is a growing interest in renewable energy sources and the development of new technologies for biofuels production. Biodiesel is a very attractive alternative fuel source compared to diesel due its environmental benefits. Biodiesel is generally produced by transesterification of vegetable oils with a short chain alcohol. However, it can be produced through esterification of free fatty acids using feedstock of low quality such as industrial or domestic waste or animal fats. The study of catalysts that improve the results of such reactions has an important role in the development of biodiesel production. Commonly, basic catalysts such as NaOH are employed in the transesterification reactions. Nonetheless, the use of these catalysts causes environmental impacts and promotes the saponification reaction when the feedstock has significant levels of acidity, reducing the yield and hardening the separation of phases. This paper presents the study of acid Sn-based catalysts, with special emphasis on the tin II sulfate, centered on use in the esterification reaction of loads containing high levels of fatty acids. The influence of temperature, catalyst, concentration, type of reaction system, the amount of ethanol, type of alcohol, acidity, nature of fatty acids and the calcination temperature were evaluated. A comparison among catalysts, the matter of the reuse of catalysts and the changes provided by heat treatment, which they have been submitted to were also analyzed. Among the catalysts studied, tin sulfate catalysts showed higher catalytic activity as to the reaction studied, the most promising being calcined up to 500C. The main reason for the high yield found was associated to the pseudo-homogeneous behavior of SnSO4, which solubilizes up, and acidifies the reaction medium during the esterification reactions

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T13:45:38Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T13:50:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T13:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The purpose of this study was to determine the composition of chemical elements in freshwater microalgae evaluated as feedstock for biodiesel production in order to assess possible consequences on the biodiesel quality and to determine whether the use of residual biomass as animal feed. So the 26 chemicals elements in 76 freshwater algae samples, 39 microalgae biomass obtained once direct transesterification, 6 oilseeds, one sample of beef tallow as well as biomass, oil and biodiesel of microalgae Desmodesmus ssp. were measured by ICP-OES. Microalgae stood out compared to conventional feedstock due to higher contents of Na and Fe, moreover chemical elements such as Al, B, Cu, Mn, Sn, Zn and as Fe, are not monitored and may be existing in microalgae biodiesel. Thru direct transesterification procedure, most of the macronutrients constituents of microalgae is lost. Residual biomass by solvent extraction process keeps the mineral composition and in this case, is the most suitable for animal feed. The contents of chemical elements from Desmodesmus ssp. biomass decrease throughout the biodiesel production process by direct transesterification. However, the P content in biofuel was 127 mg/kg, about 13 times beyond the specification, so it being necessary the pretreatment consequence to proceed the transesterification. The study demonstrated that standardization of biodiesel quality control should include the control of other chemicals, further those already monitored, if biodiesel is mainly derived from microalgae feedstock. / O objetivo deste trabalho foi avaliar a composição de elementos químicos em microalgas dulcícolas avaliadas como matéria-prima para produção de biodiesel visando estimar possíveis consequências na qualidade do biodiesel e determinar a possibilidade de aproveitamento da biomassa residual como ração animal. Para isso foram determinados por ICP-OES os teores de 26 elementos químicos em 76 amostras de microalgas dulcícolas, 39 biomassas das microalgas obtidas após procedimento de transesterificação direta, 6 sementes de oleaginosas, 1 amostra de sebo bovino e, finalmente, biomassa, óleo e biodiesel obtido a partir da microalga Desmodesmus ssp. As microalgas destacaram-se em relação às matérias-primas convencionais pelos elevados teores de Na e Fe. Também foram encontrados elementos químicos como Al, B, Cu, Mn, Sn, Zn e que, assim como o Fe, não são monitorados e poderão estar presentes no biodiesel de microalgas. Durante o procedimento de transesterificação direta, boa parte dos macronutrientes constituintes da microalga é perdida. Já a biomassa residual do processo de extração por solvente mantém a composição mineral e, neste caso, é a mais indicada para a utilização na alimentação animal. Os teores dos elementos químicos da biomassa da microalga Desmodesmus ssp. diminuem ao longo do processo de obtenção de biodiesel via transesterificação direta. Entretanto, a concentração de P no biocombustível foi de 127 mg/kg, cerca de 13 vezes acima do especificação, sendo necessário neste caso, efetuar o tratamento do óleo via degomagem antes de proceder a transesterificação. O trabalho demonstrou que a normalização do controle de qualidade de biodiesel deve contemplar o controle de outros elementos químicos, além dos já monitorados no biodiesel, principalmente se o biodiesel for obtido a partir de microalgas como matéria-prima graxa.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T14:24:54Z No. of bitstreams: 2 Tese - Monise Cristina Ribeiro Casanova Coltro - 2014.pdf: 2363437 bytes, checksum: c570d900344418055e735c453f546be0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T14:15:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Monise Cristina Ribeiro Casanova Coltro - 2014.pdf: 2363437 bytes, checksum: c570d900344418055e735c453f546be0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T14:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Monise Cristina Ribeiro Casanova Coltro - 2014.pdf: 2363437 bytes, checksum: c570d900344418055e735c453f546be0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-01 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Bioabsorbable and biodegradable polymers are extremely importante in medical applications such as sutures and controlled drug realease systems because they do not produce toxic products. In this sense, several researches prepare and characterize polylactic acid but do not apply it or vice-versa. The present work aimed to prepare and characterize polylactic acid and perform in vitro and in vivo tests in inflammaded knees of sheeps. In this work, the polymers PLLA and PDLLA were sinthesized by melt policondensation method. In order to reach a higher molecular weight of polymers, catalysts were used based on zinc and tin supported on sulfonated styrene-divinylbenzene (Sty-DVB) copolymers. The Sty-DVB copolymer was synthesized through suspension polymerization in the presence of inert diluents. The Sty-DVB copolymer was sulfonated with concentrated sulfuric acid in the presence of dichloroethane. The original and sulfonated copolymer, as well, the supported catalysts were characterized by nitrogen physical adsorption, FTIR, EDS, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, atomic absorption spectrometry and thermogravimetric analysis. PLLA and PDLLA were characterized by inherent viscosity measurements, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and nuclear magnetic resonance of 1H and 13C. PDLLA nanospheres were prepared through nanoprecipitation method without and with the incorporation of dexamethasone, an anti-inflammatory drug. The polymeric nanospheres were characterized by dynamic light scattering to measure medium diameter and polydispersity index, as well, zeta potential The encapsulation efficiency, the drug loading, the yield as well as controlled release drug profile in dialyses membrane were obtained by high performance liquid chromatography analyzes. Tin was supported on sulfonated Sty-DVB copolymer as SnO2, while zinc was detected by EDS analysis without the possibility of compound type identification. Tin supported catalyst was more efficient than zinc containing catalyst. PDLLA nanospheres containing encapsulated dexamethasone with medium diameter of 80 nm and polydispersity index near 0.110 were obtained with excellent reproducibility. Encapsulation efficiency, dexamethasone load in PDLLA and yield were 75 %, 3.5 % and 78 %, respectively. In vivo tests showed the visual apparence on recuperation of inflamed sheep knees treated with PDLLA nanoespheres were excelente compared to the ones treated with comercial dexametasone. / Polímeros biodegradáveis e bioabsorvíveis são de extrema importância em aplicações médicas em suturas ou como carreadores de fármacos devido a produção de resíduos não tóxicos. Neste sentido, vários trabalhos sintetizam e caracterizam o poliácido lático mas não fazem nenhuma aplicação in vitro e in vivo e vice-versa. Assim este trabalho visou sintetizar e caracterizar o poliácido lático e realizar testes de liberação in vitro e testes de liberação in vivo em joelhos inflamados por ruptura de ligamento de ovelhas. Neste trabalho sintetizou-se os polímeros PLLA e PDLLA pelo método de policondensação em estado fundido. Para garantir o alcance de um peso molecular maior, fez-se o uso de catalisadores de zinco e estanho suportado em copolímero estireno-divinilbenzeno (Sty-DVB) sulfonado. O copolímero Sty-DVB foi preparado por polimerização em suspensão na presença de diluentes inertes. O copolímero Sty-DVB foi sulfonado com ácido sulfúrico concentrado na presença de dicloroetano. O copolímero original e sulfonado, bem como, os catalisadores suportados foram caracterizados por medidas de adsorção física de nitrogênio, espectroscopia na região de infravermelho, espectrometria de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectrometria absorção atômica e termogravimetria. Os polímeros PLLA e PDLLA foram caracterizados por medidas de viscosidade inerente, difração de raios X, termogravimetria e ressonância magnética nuclear de 1H e 13C. Nanoesferas de PDLLA foram preparadas pelo método de nanoprecipitação sem e com o farmáco anti-inflamatório dexametasona. As nanoesferas foram caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico para medir o diâmetro médio e o índice de polidispersão, bem como, o potencial zeta. A eficiência de encapsulamento do fármaco, a carga do fármaco, o rendimento bem como o perfil de liberação do fármaco em teste in vitro em membrana de diálise foram obtidos por análises de cromatografia líquida de alta eficiência. O estanho foi suportado no copolímero Sty-DVB sulfonado na forma de SnO2, enquanto para o zinco a sua presença foi detectada pela análise de EDS sem que fosse possível identificar o tipo de composto adsorvido. O catalisador com estanho suportado foi mais eficiente que o catalisador contendo zinco. Nanoesferas de PDLLA contendo dexametasona encapsulada com diâmetro médio de 80 nm e polidispersão de aproximadamente 0,110 foram obtidas com excelente reprodutibilidade. A eficiência de encapsulamento, a carga de dexametasona no PDLLA e o rendimento form 75%, 3,5% e 78 %, respectivamente. Os testes in vivo preliminares mostraram que a aparência visual da recuperação do ligamento em joelhos tratados com nanoesferas de PDLLA com dexametasona foram extremamente melhores que os joelhos tratados com dexametasona comercial.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-18T19:11:56Z No. of bitstreams: 1 Viviane Manozzo 2016.pdf: 3333567 bytes, checksum: ebe7b9726675839238cfd3ee3c4ed3ca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T19:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Manozzo 2016.pdf: 3333567 bytes, checksum: ebe7b9726675839238cfd3ee3c4ed3ca (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / The whole world is experiencing an energy crisis, though a lot of potential is wasted because it is necessary to develop technologies for the utilization of biomass as a raw material capable of producing energy. Municipal waste, wood waste, agricultural crop residues, plants and algae, breeding animal waste, food processing and organic waste are considered the main sources of production and biomass and boost research in the energy sector in search responses to the crises faced. The objective of this study was to obtain experimental data of thermal decomposition of biomass Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes to determine the kinetic parameters through the pyrolysis process. Thus, laboratory studies were conducted in order to determine the chemical and physical properties: particle size, moisture, volatile matter, ash, cellulose, lignin and superior calorific value (PCS), to obtain the thermal decomposition curve by thermogravimetric analysis for biomasses studied ; and determine the kinetic parameters during pyrolysis of biomass decomposition methods using non-isothermal differential. The thermogravimetric analysis was performed under an inert nitrogen atmosphere at temperatures ranging from 60ºC to 990ºC for four heating rates of 5, 10, 15 and 20 °C / min. Results as 10.83 MJ / kg and 12, 96 MJ / kg were found for PCS of biomasses Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes respectively. The determination of the kinetic parameters we used the methods: Flyn Wall Osawa, Kissinger and Friedman. The mass loss of biomass Pistia stratiots presented in the temperature range 244-823 ° C. The Eichhornia crassipes in the range 241-991°C. To Pistia stratiotes the activation energy calculated by the FWO method foinde 178.60 kJ / mol - 332.79 kJ / mol. Kissinger 155.89 kJ / mol. Friedman in the range of 153.75 kJ / mol - 369.09 kJ / mol. For Eichhornia crassipes the activation energy calculated by the method presented FWO in the range of 156.59 kJ / mol - 531 80 kJ / mol. Kissinger 130.46 kJ / mol. Friedman in the range of 156.53 kJ / mol - 349.47 kJ / mol. The results obtained were of the same order of magnitude. The kinetic data confirm that the molecular structures are represented by different mechanisms thermal decomposition reaction rate and the decomposition rate with the temperature in the pyrolysis showing that this technique is a powerful tool for transforming biomass into products which contribute to generation of energy. / O mundo todo vive uma crise energética, no entanto um grande potencial é desperdiçado, pois é preciso que se desenvolvam tecnologias para o aproveitamento de biomassas como matéria prima capaz de produzir energia. Os resíduos urbanos, restos de madeira, resíduos de culturas agrícolas, plantas e algas, resíduos de criadouros de animais, de processamento de alimentos e de resíduos orgânicos se apresentam como as principais fontes de produção e biomassa e impulsionam as pesquisas no setor energético em busca de respostas para as crises enfrentadas. Assim, o objetivo deste estudo foi obter dados experimentais de decomposição térmica das biomassas Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes visando determinar os parâmetros cinéticos por meio do processo de pirólise. Desta forma, estudo laboratoriais foram desenvolvidos visando determinar as propriedades químicas e físicas: granulometria, umidade, material volátil, cinzas, celulose, lignina e poder calorífico superior (PCS), obter as curvas de decomposição térmica através de análises termogravimétricas para as biomassas em estudo; e determinar os parâmetros cinéticos durante a pirólise de decomposição das biomassas utilizando métodos não isotérmicos diferenciais. A termogravimetria foi realizada em atmosfera inerte de nitrogênio, com temperaturas variando de 60ºC a 990ºC, para quatro taxas de aquecimento: 5, 10, 15 e 20ºC / min. Resultados como 10,83 MJ/kg e 12, 96 MJ/kg foram encontradas para o PCS das biomassas Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes respectivamente. A determinação dos parâmetros cinéticos utilizou–se dos métodos: Flyn Wall Osawa, Kissinger e o Friedman. A perda de massa da biomassa Pistia stratiotes apresentou na faixa de temperatura de 244 – 823 °C. A Eichhornia crassipes na faixa de 241 – 991 °C. Para Pistia stratiotes a energia de ativação calculada pelo método FWO foi de 178,60 kJ / mol – 332,79 kJ / mol. Por Kissinger 155,89 kJ / mol. Por Friedman na faixa de 153,75 KJ / mol – 369,09 kJ / mol. Para Eichhornia crassipes a energia de ativação calculada pelo método FWO apresentou na faixa de 156,59 kJ / mol – 531, 80 kJ / mol. Por Kissinger 130,46 kJ / mol. Por Friedman na faixa de 156,53 kJ / mol – 349,47 kJ / mol. Os resultados obtidos foram da mesma ordem de grandeza. Os dados cinéticos obtidos confirmam que as estruturas moleculares são representadas por diferentes mecanismos de decomposição térmica, taxas de reação e taxa de decomposição com a temperatura no processo de pirólise comprovando que a técnica é uma poderosa ferramenta para transformar biomassas em produtos que contribuem para geração de energia.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-18T21:04:45Z No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T21:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) Previous issue date: 2016-09-08 / The necessity of alternative energy sources is an example of action that may contribute to diminish environment related issues. Thus, biofuels rise as an option that fit to sustainable development, because they are produced from renewable sources of energy in order to reduce harmful gas emissions to the environment. Studies approach the potential of micro-algae to produce biodiesel, a biofuel obtained from the oil of oilseeds and micro-algae. The micro-algae consist of a variety of autotrophic, prokaryotic or eukaryotic organisms. Their simple structure allows them to easily convert solar energy into chemical energy. The products of this conversion are been used to obtain biomass from micro-algae and, consequently, products of commercial applications. Some micro-algae contain high levels of lipid, showing the potential of these microorganisms to produce biofuels. In this way, the objective of this paper was to study the micro-algae Chlamydomonas reinhardtii cultivation, growing with and without nitrogen, for the extraction and quantification of oil from this biomass in different temperatures and the analysis of the composition of the fatty acids produced. From the results obtained with the extraction, it has been seen that the deletion of nitrogen influence lipids productivity, rising the levels of the lipids on the micro-algae biomass when compared to lipids levels of the biomass cultivated with nitrogen, showing better outcomes when extracted at the temperature of 45º C (7% with nitrogen and 11% without nitrogen), independently of cultivation conditions. The deletion of nitrogen on the cultivation does not interfere significantly with the composition of the fatty acids in the oil of the biomass from the micro-algae. What predominates in its composition are saturated fatty acids (C 16:0) and mono-unsaturated (C 14:1, C 16:1 and C 20:1), propitious to biodiesel production. The results obtained show that the biomass Chlamydomonas reinhardtii micro-algae has the potential to produce biodiesel, when cultivated on the conditions tested on this paper. / A necessidade de fontes alternativas de energia são exemplos de ações que podem contribuir para amenizar os problemas relacionados ao meio ambiente. Assim, os biocombustíveis surgem como uma opção que se ajusta ao desenvolvimento sustentável, pois estes são produzidos a partir de fontes de energia renováveis de forma a diminuir a emissão de gases nocivos ao ambiente. Estudos abordam as potencialidades de microalgas para a produção de biodiesel, um biocombustível obtido a partir do óleo de diversas oleaginosas e microalgas. As microalgas consistem em uma variedade de organismos autotróficos, procarióticos ou eucarióticos, a estrutura simples das microalgas permite que elas convertam facilmente a energia solar em energia química. Desta forma, o trabalho teve como objetivo estudar o cultivo da microalga Chlamydomonas reinhardtii, em meios de cultivo com e sem nitrogênio, para extração e quantificação do óleo desta biomassa em diferentes temperaturas e análise da composição dos ácidos graxos produzidos. A microalga Chlamydomonas reinhardtii foi cultivada em meio com e sem nitrogênio. Após a recuperação da biomassa, esta foi analisada quanto à matéria orgânica e inorgânica, teor de clorofila a e b e por fim, foi obtido e quantificado o teor lipídico presente na biomassa, analisando-se o perfil de ácidos graxos presentes por cromatografia gasosa. A partir dos resultados obtidos com a extração, observou-se que, a supressão de nitrogênio influencia na produtividade de lipídeos, aumentando os teores destes na biomassa da microalga, quando comparado ao teor lipídico da biomassa cultivada com nitrogênio, apresentando maiores rendimentos quando extraído na temperatura de 45º C (7% CN e 11% SN), independente da condição de cultivo. A supressão de nitrogênio no meio de cultivo não interfere significativamente na composição dos ácidos graxos no óleo da biomassa algácea, predominando em sua composição ácidos graxos saturados (C 16:0) e mono-insaturados (C 14:1, C 16:1 e C 20:1), propícios para a produção de biodiesel. Os resultados obtidos demonstram que a biomassa microalga Chlamydomonas reinhardtii apresenta potencial para produção de biodiesel, quando cultivada nas condições testadas neste estudo.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-21T17:48:06Z No. of bitstreams: 1 Cristiane Tomas 2016.pdf: 3290049 bytes, checksum: 1f383e6c83c3ca0a2b8d59aa65426c21 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T17:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane Tomas 2016.pdf: 3290049 bytes, checksum: 1f383e6c83c3ca0a2b8d59aa65426c21 (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / The search for renewable energy sources is a concern of the new generations in face of possible fossil fuel scarcity and climate change caused by greenhouse gas emissions. When compared with diesel derived from petroleum, the biodiesel can reduce 78% carbon dioxide emissions, considering plants reabsorption; also, it can reduce by 90% emissions of smoke and virtu ally eliminates sulfur oxide. The purpose of this research was to investigate the cultivation of microalgae Scenedesmus acuminatus in the substrate composed by corn steep liquor for biodiesel production purposes. Initially a preliminary test was carried out to verify the viability of growing the microalgae in the effluent; further, a central composite design was carried to study the influence of the effluent and inoculum concentration on the cell density biomass, production of biomass, chemical oxygen demand (COD) and maximum growth rate (μmax) of microalgae culture. Statistical analysis indicated that the percentage of inoculum and effluent had na influence on the cell density, COD and maximum specific growth rate and that the optimal cultivation conditions would be achieved with the use of 53.5 % of efluente and 5.2% of inoculum. The proposed model was validated through cultivation under the proposed conditions, achieving 0.30 g/L of dry biomass on the seventh day. The cultivation, together with the coagulation procedure, was efficient for the removal of organic matter, verified through the COD and pH reduction, reaching the appropriate level according the standard required by current legislation. HARA & RADIN (1978) was more efficient for extraction at 45ºC: achieved a yield of 44,50 ± 2,12 mg / L total lipids. The extraction temperature had influence on the yield of lipids: the procedure performed at 45 ° C was able to extract more lipids in both methods. / A busca por fontes renováveis de energia é uma preocupação das novas gerações em face da possível escassez dos combustíveis fósseis e das alterações climáticas causadas pelas emissões dos gases do efeito estufa. Comparado ao óleo diesel derivado de petróleo, o biodiesel pode reduzir em 78% as emissões de gás carbônico, considerando-se a reabsorção pelas plantas; também reduz em 90% as emissões de fumaça e praticamente elimina as emissões de óxido de enxofre. O objetivo desta pesquisa foi investigar o cultivo de microalgas Scenedesmus acuminatus em substrato composto por água de maceração do milho para fins de produção de biodiesel. Inicialmente realizou-se um teste preliminar para verificar a viabilidade de crescimento dessa microalga no efluente; posteriormente foi realizado um delineamento composto central rotacional para estudar a influência da concentração de efluente no meio e percentual inicial de células (inóculo) sobre a densidade celular, acúmulo de biomassa, DQO e velocidade máxima de crescimento (μmax) do cultivo. A análise estatística indicou que os percentuais de inóculo e efluente tiveram influência sobre a densidade celular, DQO e velocidade máxima específica de crescimento e que as condições ótimas do cultivo seriam alcançadas com a utilização de 53,5% de efluente e 5,2% de inóculo. O modelo proposto foi validado através de um cultivo nas condições propostas, cujo rendimento em biomassa seca foi de 0,30g/L ao sétimo dia. O cultivo, aliado ao procedimento de coagulação, foi eficiente para remoção de matéria orgânica do meio de cultura, observada através da redução dos valores de DQO e pH, que atingiram nível adequado ao padrão exigido pela legislação vigente. A metodologia HARA & RADIN (1978) foi a mais eficiente foi mais eficiente para extração de lipídeos totais à temperatura de 45ºC: obteve um rendimento de 44,50 ± 2,12 mg/L. A temperatura de extração teve influência sobre o rendimento em lipídeos: o procedimento realizado a 45°C foi capaz de extrair maior quantidade de lipídeos para ambos os métodos.

As fibras naturais apresentam boas propriedades mecânicas e adsortivas, considerável biodegradabilidade, baixo custo, e provêm de recursos renováveis. Por outro lado, a incompatibilidade entre fibras naturais que possuem caráter hidrofílico e materiais poliméricos hidrofóbicos gera uma fraca interface fibra/polímero, podendo ocorrer laminação do material. Portanto, o preparo desses materiais compósitos permanece um desafio. Neste trabalho foram sintetizadas membranas semipermeáveis, com matriz de policloreto de vinila (PVC) e a matriz combinada de policloreto de vinila (PVC) e o polietileno glicol (PEG), com reforço de fibras vegetais - bucha vegetal, cana de açúcar, coco e pequi - in natura e tratadas quimicamente. As fibras vegetais passaram por três tratamentos diferentes: mercerização ou alcalinização por hidróxido de sódio a 5% (m/m), acetilação e tratamento por permanganato de potássio a 0,5 % (m/m). A caracterização dos compósitos e dos precursores foi realizada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análises térmicas (TG-DTG-DSC), microscopia eletrônica de varredura e energia dispersiva de raio-X (MEV/EDS), dureza e difração de raio-X (DRX). Os estudos de permeabilidade envolveram ensaios de intumescimento de água, adsorção de corante rodamina B em batelada e microfiltração de soluções de corante, visando aplicação no tratamento de efluentes. A inserção de fibras vegetais nas membranas poliméricas provocou uma diminuição da estabilidade térmica e decréscimo nos ensaios de dureza Shore D, principalmente nas membranas microporosas com matriz de PVC- PEG. Além disso, as fibras conferem às membranas de PVC e PVC-PEG, um aumento significativo na capacidade adsortiva, variando de 8% a 98% dependendo do tipo de fibra, tratamento químico e da matriz polimérica. As membranas preparadas com as fibras de cana e coco foram as mais eficientes na adsorção do corante. Em relação aos tratamentos químicos, observou-se alteração na morfologia das fibras, tornando-as mais rugosas e promovendo uma maior afinidade e coesão na interface polímero-fibra. / The natural fibers have good mechanical and adsorptive properties, considerably biodegradability, low cost and still provide from renewable resources. Moreover, the incompatibility between hydrophilic natural fibers and synthetic hydrophobic polymeric materials is a challenge at the application of these composite materials generates the weak interface fiber / polymer, delamination of the materials and can occur, therefore, preparation of composite materials remains a challenge. In this work semi-permeable membranes were synthesized with array polyvinyl chloride (PVC) and the combined array of polyvinyl chloride (PVC) and polyethylene glycol (PEG) reinforced with natural fibers (loofah, sugarcane, coconut and pequi) in natura and chemically treated. The natural fibers passed for three different treatments, mercerizing or alkalization by sodium hydroxide 5% (w/w), acetylation and treatment with potassium permanganate to 0.5% (w/w). The characterization of composite and precursor was performed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TG-DTG-DSC), scanning electron microscopy and energy dispersive ray-X (SEM / EDS), hardness and x-ray diffraction. Permeability studies involving swelling test water, rhodamine B dye adsorption in batch and microfiltration dye solutions, aimed application in treating effluents. The insertion of vegetable fibers in the polymeric membrane caused a decrease in thermal stability and a decrease in Shore D hardness tests, especially in composite membranes with PVC PEG matrix. Moreover, the fibers provide a significant increase in adsorptive capacity for membranes made of PVC and PVC-PEG ranging from 8% to 98%, depending on the type of fiber, chemical treatment and the polymer matrix. Membranes prepared with sugar cane and coconut fibers were more efficient in the adsorption of the dye. With respect to chemical treatments observed change in the morphology of the fibers, making them more rough, promoting a higher affinity and cohesiveness in the polymer-fiber interface.

As atividades do setor industrial e minerário são essenciais para o desenvolvimento da sociedade, porém causam diversos impactos ambientais, tais como contaminação de efluentes por corantes e metais tóxicos. A fim de mitigar esses tipos de impactos, o presente trabalho teve como objetivo a síntese dos materiais TiO2, ZnO e SiO2, e seu estudo de viabilidade de aplicação na degradação de corantes por fotocatálise e na remoção de metais por adsorção. Os óxidos foram sintetizados por dois métodos: precursores poliméricos (PP) e sol-gel (SG). Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise de área específica por fisissorção de N2 (BET), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e potencial zeta. O método de síntese não influenciou nas fases cristalinas dos materiais obtidos, visto que ZnO apresentou fase wurtzita, TiO2 anatase e SiO2 apresentou característica amorfa. Os materiais apresentaram baixa área específica, entre 4 e 11 m2/g, exceto SiO2 PP, que se destacou por apresentar área específica, de 226 m²/g. Por MEV-FEG, verificou-se que, para TiO2 e SiO2, maiores tamanhos médio de partícula foram exibidos pela metodologia SG, enquanto que com ZnO, maiores tamanhos de partículas foram obtidos por PP. Por FTIR, constatou-se que todos os óxidos apresentaram seus respectivos grupos químicos referente às ligações M-O, porém apresentaram resíduos orgânicos de síntese. As variações de área específica e tamanho de partículas não se mostraram significantes diante da resposta fotocatalítica desses materiais. Por outro lado, os resíduos de síntese na superfície das partículas justificam os resultados de fotocatálise. Isto porque a degradação de corante Rodamina B foi a mesma para ZnO SG e ZnO PP (88%), e superior para TiO2 SG (90%) em relação ao TiO2 PP (80%). No que diz respeito às características adsortivas dos materiais, as análises de área específica e potencial zeta merecem destaque. Por meio do potencial zeta, verificou-se que o ZnO SG apresentou estabilidade em pH acima de 10 e ZnO PP acima de 9,5; TiO2 SG apresentou estabilidade em pH acima de 6 e TiO2 PP acima de 3; e SiO2 SG apresentou estabilidade acima de 3,5 e SiO2 PP acima de 6. Ensaios de adsorção de íons metálicos de Mn2+ indicaram que ZnO, SiO2 e TiO2 apresentaram potencial adsorvente. Os melhores resultados de adsorção para os óxidos ocorreram em pH 8 e 8,5. SiO2 PP se destacou nos estudos adsorção, o qual apresentou maior adsorção de Mn2+ (Qm de 1,49 mg/g) em 90 min de tempo de contato, pH 8,5 e 5 mg/L de adsorvente. Este material apresentou maior área específica e suspensão estável no referido pH, o que justifica a maior adsorção apresentada em relação aos outros óxidos avaliados neste estudo. / The activities of the industrial and mineral sector are essential for the development of society, but they cause several environmental impacts, such as contamination of effluents by dyes and toxic metals. In order to mitigate these types of impacts, this study aimed to synthesize the materials TiO2, ZnO and SiO2, and its feasibility study of the application on the degradation of dyes by photocatalysis and removal of metals by adsorption. The oxides were synthesized by two methods: polymer precursors (PP) and sol-gel (SG). The materials obtained as powder were characterized by X-ray diffraction (XRD), specific surface area analysis by N2 physisorption (BET), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and zeta potential. The synthesis method did not influence the crystalline phases of the obtained materials since ZnO presented wurtzite phase, TiO2 anatase and SiO2 presented amorphous characteristic. The materials showed low specific surface area, between 4 and 11 m2/g, except for SiO2 PP, which stood out with a specific surface area of 226 m²/g. By MEV-FEG, it was verified that for TiO2 and SiO2 higher average particle sizes were shown by SG methodology, whereas for ZnO, higher average particle size was obtained by PP. By FTIR, it was found that all the oxides presented their respective chemical groups related to the M-O bonds, but also presented organic residues of synthesis. Specific surface area and particle size variations were not significant in the photocatalytic response of the materials. On the other hand, the residues of synthesis on the surface of the particles justify the results of photocatalysis. This is because the degradation of Rhodamine B dye was the same for ZnO SG and ZnO PP (88%), and higher for TiO2 SG (90%) than TiO2 PP (80%). Regarding the adsorptive characteristics of the materials, the specific surface area and zeta potential analyzes deserve to be highlighted. By zeta potential, ZnO SG showed stability at pH above 10, and ZnO PP above 9.5; TiO2 SG presented stability at pH above 6, and TiO2 PP above 3; and SiO2 SG presented stability above 3.5, and SiO2 PP above 6. Adsorption tests of Mn2+ metal ions indicated that ZnO, SiO2, and TiO2 presented adsorbent potential. The best adsorption results were for the oxides at pH 8 and 8.5. SiO2 PP stood out in the adsorption tests, which presented higher adsorption of Mn2+ (Qm equal 1,49 mg/g) in 90 minutes of contact, pH 8.5, and 5 mg/L of adsorbent. This material presented higher specific surface area and stability in suspension in the pH 8.5, which justifies the higher adsorption presented in relation to the other oxides evaluated in this study. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Nesse trabalho, catalisadores baseados em carvão de PET (poli (tereftalato de etileno)) e lama vermelha foram sintetizados a partir dos resíduos de PET em pó, gerado na reciclagem de garrafas PET, e lama vermelha (LV), importante resíduo da produção de alumínio pelo processo Bayer. Esses resíduos foram mecanicamente misturados na mesma quantidade de massa, submetidos pirólise (300°C) em forno tubular sob atmosfera inerte (N2) e ativadas em forno tubular em diferentes tempos (2 e 5 h) e temperaturas (800 e 900oC), usando ativação física de CO2. Os materiais foram caracterizados utilizando diferentes técnicas físico-químicas e avaliados quanto a capacidade de remoção de azul de metileno e paracetamol via processo Fenton heterogêneo empregando-se H2O2 como oxidante. Análise Termogravimétrica (TG) indicou maior perda de massa, cerca de 40%, para o material sem ativação (PET-LV), 6% para os ativados a 800°C (PET-LV 800/2h e PET-LV 800/5h) e 1% para o ativado a 900°C (PET-LV 900/5h). A maior perda para o PET-LV está relacionada com a decomposição de material carbonáceo proveniente do PET e as perdas de 6% podem estar relacionada a decomposição de carbonatos de ferro, formados durante a ativação física com CO2. Os difratogramas de raios X (DRX) mostraram que os materiais são formados por uma mistura complexa de fases cristalinas, como gibbsita (Al(OH)3), hematita (-Fe2O3), magnetita (Fe3O4) e/ou maghemita (γ-Fe2O3) e Siderita (FeCO3). A ativação do compósito PET/LV com CO2 em diferentes tempos e temperaturas, alterou a área específica e a reatividade dos materiais. Os materiais apresentaram áreas de 84, 114, 78 e 8 m2g-1 para PET-LV, PET-LV 800/2h, PET-LV 900/5h e PET-LV 900/5h, respectivamente. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostrou que houve alteração na morfologia dos materiais após ativação física com CO2 em diferentes condições. O PET-LV apresentou forma irregular e superfície rugosa, os materiais PET-LV 800/2h e PET-LV 800/5h apresentaram formas irregulares e aspecto esponjoso e o PET-LV 900/5h apresentou morfologia de um aglomerado de partículas de diferentes formas e tamanhos. As análises das características magnéticas indicam que todos os materiais apresentam fases de ferro magnéticas, possivelmente magnetita e/ou maghemita. A espectroscopia Mössbauer indicou a presença de Fe3+ no PET-LV, além de Fe3+ e Fe2+ para os materiais PET-LV 800/2h e PET-LV 800/5h, sendo Fe2+ espécies mais ativas no processo de oxidação. O espectro Mössbauer para o PET-LV 900/5h sugere um aumento no tamanho dos cristalitos das fases de ferro presentes. As análises de pH confirmaram que o processo de síntese dos catalisadores foi capaz de diminuir a basicidade da lama vermelha e o teste de estabilidade revelou que a atividade do material PET-LV 800/5h diminui gradualmente até o quarto ciclo de uso, sendo necessário a reativação do material. Os testes catalíticos para remoção de paracetamol mostraram que os catalisadores PET-LV e PET-LV 900/5h apresentaram remoção de paracetamol semelhante (cerca de 18%, apor 30 min de reação), e os materiais PET-LV 800/2h e PET-LV 800/5h removeram maior quantidade de paracetamol (26 e 40%, respectivamente), possivelmente pela presença de Fe2+. O PET-LV 800/2h foi ainda submetido a teste de adsorção no qual foram removidos 16% da solução de paracetamol, assim, confirmamos a contribuição dos mecanismos combinados de adsorção e oxidação via processo Fenton heterogêneo. Pode-se concluir então, que a utilização dos resíduos de PET e lama vermelha para a produção de catalisadores pode ser uma alternativa promissora do ponto de vista ambiental, uma vez que utiliza resíduos sólidos gerados em grande quantidade na indústria como precursores da produção de catalisadores que podem ser empregados no tratamento de efluentes líquidos. / In this work were studied catalysts based on PET (poly (ethylene terephthalate)) powder, generated through the recycling of bottles, and red mud (RM), an important residue of aluminum production by the Bayer process. These residues were mechanically mixed at the same weight proportion followed by a controlled thermal treatment in tubular furnace at 300°C for 1 h under N2 and then activated using CO2 physical activation at different times (2 and 5 h) and temperatures (800 and 900°C). The materials were characterized using different physicochemical techniques and evaluated for paracetamol removal from water by Fenton heterogeneous-type process using hydrogen peroxide as the oxidant. The Thermogravimetric Analysis (TGA) indicated highest loss of weight, about 40% for the material non-activated (PET-LV), 6% for the activate at 800°C (PET-LV 800/2h and PET-LV 800/5h) and 1% for activated at 900°C (PET-LV 900/5h). In the case of PET-LV, the highest loss weight is related to decomposition of carbonaceous materials from PET, and the weight loss of 6% is possibly to the decomposition of iron carbonates, formed during CO2 physical activation. The X-ray Diffraction (XRD) analysis revealed that the catalyst are formed by a complex mixture of crystalline phases, such as gibbsite (Al(OH)3), hematite (-Fe2O3), magnetite (Fe3O4) and/or maghemite (γ-Fe2O3) and Siderite (FeCO3). The CO2 activation at different times (2 and 5 h) and temperatures (800 and 900°C) of the PET/LV composites affected the surface areas and reactivity of the materials. The catalyst exhibit surface areas of 84, 114, 78 and 8 m2g-1 for PET-LV, PET-LV 800/2h, PET-LV 900/5h and PET-LV 900/5h, respectively. The Scanning Electron Microscopy (SEM) indicated that the materials morphology changed after the thermal treatment in different conditions CO2 activation. The Catalyst PET-LV presented irregular shape and rough surface with cavities whereas the PET-LV 800/2h and PET-LV 800/5h exhibit appearance of spongy-like along with cavities and the PET-LV 900/5h showed agglomerates of different shapes and sizes. The analysis of the magnetic properties indicates that all the catalysts present magnetic iron phases, possibly magnetite and/or maghemite. The Mössbauer Spectroscopy revealed the presence of Fe3+ in PET-LV catalyst. Fe3+ and Fe2+ in the PET-LV 800/2h and PET-LV 800/5h catalyst. The Mössbauer spectrum for PET-LV 900/5h catalyst suggests the increase in the size of the iron oxide crystallites. The pH analysis confirmed that synthesis process of catalyst was able to decrease the basicity of the red mud (possibly NaOH) and the stability test revealed that activity of PET-LV 800/5h catalyst gradually decreased until fourth cycle, leading to negligible catalytic activity. Catalytic tests for paracetamol removal showed PET-LV and PET-LV 900/5h catalyst presented similar drug removal (about 18%, after 30 min of reaction). The catalyst activated at 800°C (PET-LV 800/2h and PET-LV 800/5h) removed a higher amount of paracetamol (26 and 40%, respectively), possibly due to the presence of Fe2+. The adsorption test with PET-LV 800/2h presented 16% of paracetamol remove, thus confirming the contribution of the combined adsorption and oxidation process through Fenton-like heterogeneous process. It can be concluded that use of PET powder and red mud residues for catalyst production can be considered an environmental and promising alternative, since it uses solid residues generate in large amount in the industry as precursors for the catalyst production that can be applied for wastewater treatment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-23Bitstream added on 2014-06-13T19:46:45Z : No. of bitstreams: 1 prestes_smd_dr_bauru.pdf: 1701085 bytes, checksum: 13d4635bbd2dc098860708d385a9fd62 (MD5) / A indústria calçadista gera um montante elevado de resíduos de poli[(etileno)-co-(acetato de vinila)], o EVA, na forma de placas expandidas reticuladas sem soluções adequadas de reaproveitamento e/ou reciclagem. A destinação atualmente encontrada para resíduos é o aterramento e a reciclagem energética. Neste contexto, a despolimerização surge como alternativa para reinserir os resíduos no segmento de origem já que o objetivo deste estudo é o reaproveitamento dos mesmos após diferentes métodos de reciclagem química. Cinco resíduos calçadistas de EVA foram caracterizados e um deles foi escolhido para a despolimerização. Também foi determinado o Poder Calorífico do EVA, 7,462 Kcal/Kg, valor que não é suficiente para afirmar que sua queima é viável técnica, ambiental e economicamente. Classificou-se os resíduos moídos de forma granulométrica e com os mesmos em tamanho de partícula de 1000 цm foram testados três métodos de despolimerização: com peróxido de hidrogênio, microondas e com ozônio, sendo este último o que apresentou melhores resultados em 270 minutos de exposição ao gás. Ocorreu diminuição de aproximadamente 44% do teor de gel, quando comparado ao resíduo sem qualquer tipo de tratamento (66,73%) resultando em um material total ou parcialmente termoplástico, o que amplia as possibilidades de reaproveitamento do resíduo, inclusive visando retorná-lo para o segmento de origem. Foram confeccionadas blendas de PVC com EVA proveniente de resíduos despolimerizados com ozônio em diferentes teores (2,5%, 5% e 7%) e as mesmas foram caracterizadas pro Espectroscopia na Região do Infravermelho, Ângulo de contato, tração, MEV e Análises térmicas. Alguns dos resultados sugerem a miscibilidade dos sistemas, mas para tanto são necessárias análises térmicas mais aprofundadas / The shoe industry generates a large amount of poly [(ethylene)-co-(vinyl cetate)] waste in the form of thermoset expanded sheets without solutions of reuse and/or recycling. The currently disposal of waste found for EVA is the grounding and energy recycling. In this context, the depolymerization is an alternative to reenter the wastes in the segment. The objective of this study is the reuse of these waste after different chemical recycling methods in order to obtain blends with virgin PVC. Five distinct EVA shoe wastes were characterized and based on these results, one was chosen for the depolymerization process. Also was analyzed the Calorific Value of EVA, 7,462 Kcal, a value that is not enough to say that his firing is feasible technically, environmentally and economically. The milled wastes were classified based on the particle size and with the wastes in 1000 цm were performed three methods of depolymerization: with hydrogen peroxide, microwave and ozone, the latter being the one with best results in 270 minutes of exposure to the gas. There was a decrease of about 44% of crosslinking, when compared to the residue without any treatment (66,73%) resulting in a material totally or partially thermoplastic, which greatly expands the possibilities of waste, including aiming to return it to the proper shoe segment. Were prepared blends of PVC/EVA waste depolymerized at different levels (2,5%, 5% and 7%) and they were characterized by Infrared Spectroscopy, Contact Angle, Traction, SEM and Thermal Analysis. Some results suggest the miscibility of the systems, but are necessary Thermal Analyses deeper for this purpose