Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-03T20:13:43Z No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T20:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) Previous issue date: 2006-04-19 / Os ciclones são equipamentos utilizados em processos químicos, em diversas operações unitárias, com o objetivo de promover a separação de sólido e/ou líquido de uma corrente gasosa e secar sólidos. Neste sentido, o presente trabalho propõe um estudo teórico da termofluidodinâmica de um ciclone como secador. O modelo matemático considera escoamento tri-dimensional, turbulento e estacionário para a fase gasosa, e o modelo Lagrangeano para as partículas. As equações diferenciais que representam o fenômeno físico foram resolvidas numericamente pelo método dos volumes finitos, com esquema de interpolação UPWIND para os termos convectivos e o algoritmo SIMPLEC para o acoplamento pressão-velocidade. Como aplicação, a metodologia foi usada para predizer a secagem do bagaço de cana-de-açúcar em um ciclone. As simulações foram realizadas utilizando o código computacional CFX-3D. Resultados do teor de umidade, temperatura e variações dimensionais da partícula, distribuição de velocidade, pressão e temperatura do ar de secagem, para diversas condições do ar, geometria do ciclone e velocidade inicial da partícula são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento gás-partícula no interior do ciclone com presenças de regiões de zonas de recirculação e de inversão de fluxo, apresentando razoável concordância com os dados experimentais. Verificou-se que a cinética de secagem, o aquecimento e o tempo de residência das partículas são afetadas pelas condições do ar de secagem e geometria do ciclone, e quando comparadas com dados experimentais apresentaram boa aproximação. O ciclone com seção de entrada quadrada se mostrou mais eficiente, do ponto de vista de secagem, quando comparados com os dutos de seção retangulares vertical e horizontal. / Cyclones are equipments very used in chemical processes, in several units operations. Their aim is to promote the solid and/or a liquid separation from a gas stream and dry solids. In this sense, the present work proposes a theoretical study of thermal fluid dynamics of a cyclone as dryer. The mathematical model considers three-dimensional, turbulent and stationary flow for gas phase, and Lagrange model for particles. The governing equations were solved numerically with the finite-volumes method, using UPWIND interpolation scheme for convective terms and algorithm SIMPLEC for pressure-velocity coupling. As an application, the methodology was used to predict the sugar cane bagasse drying in a cyclone. Simulations had been carried out using the computational code CFX-3D. Results of the moisture content, temperature and dimensional variations of the particles and velocity, pressure and temperature distributions of the air drying, to several air conditions, shape of the cyclone and initial velocity of particle is presented and analyzed. Three-dimensional gas-particle flow, recirculation zones and inversion flow were verified inside the cyclone. Numerical data fitted well experimental ones. It was verified that the kinetic drying, temperature and residence time of the particles were affected by air drying conditions and cyclone geometry. Cyclone with square inlet section were more efficient to dry than cyclone with vertical and horizontal rectangular section duct.

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Guillermo Ladino Orjuela / Banca: Ricardo Barros Mariutti / Banca: André Luiz Meleiro Porto / Resumo: O Brasil, por sua condição de grande produtor agrícola, também é grande produtor de resíduos lignocelulósicos. Esses resíduos, muitas vezes considerados sub-produtos ou co-produtos, são fontes de açúcares, derivados da celulose e hemicelulose, e de compostos aromáticos, oriundos da lignina, que servem de substratos para diversos processos químicos e biológicos para obtenção de produtos de alto valor agregado. Um dos compostos liberados em abundância durante a desconstrução do material lignocelulósico é o ácido ferúlico cuja biotransformação pode resultar em derivados químicos com aplicações nas indústrias farmacêutica, de alimentos e de cosméticos. Neste trabalho estudou-se a bioconversão bacteriana do ácido ferúlico comercial e daquele obtido a partir da hidrólise alcalina da lignina, em 4-vinilguaiacol. A biotransformação de ácido ferúlico comercial em 4-vinilguaiacol foi estudada em meio líquido sintético contendo o ácido ferúlico em concentração inicial de 300 mg L-1, por 48 horas. Após 24 horas de cultivo, obteve-se um rendimento de 0,5 mmol L-1 de 4-vinilguaiacol que correspondeu a uma conversão de 32,4% do ácido ferúlico. Na continuidade do trabalho, a cepa foi utilizada para bioconverter o ácido ferúlico oriundo da hidrólise da lignina contido no lícor obtido por hidrólise alcalina do bagaço de cana-de-açúcar, cuja concentração de ácido ferúlico era de 310,14 mg L-1. Após 32 horas de cultivo obteve-se um rendimento de 1,3 mmol L-1 de 4-vinilguaiacol que correspondeu... / Abstract: Brazil, is an important agricultural producer and also a big producer of lignocellulosic wastes. These material can generate sugars from cellulose and hemicellulose saccharification and aromatic compounds, derived from lignin, which serve as substrates for various chemical and biological processes to obtain the high added values products. One of the compounds released during the deconstruction of lignocellulosic material is ferulic acid whose biotransformation can lead to the generation of important products. This work aims at the bacterial bioconversion of commercial ferulic acid and those obtained from the alkaline hydrolysis of lignin to 4-vinylguaiacol. The biotransformation of commercial ferulic acid in 4-vinylguaiacol was studied in synthetic liquid medium containing the ferulic acid in an initial concentration of 300 mg L-1, for 48 hours. After 24 hours of cultivation a yield of 0.5 mmol L-1 of 4- vinylguaiacol was obtained which corresponded to a conversion of 32.4% of the ferulic acid. In the continuity of the work, the strain was used to bioconvert the ferulic acid from the hydrolysis of the lignin contained in the lycor obtained by alkaline hydrolysis of the sugarcane bagasse that presented the ferulic acid concentration of 310.14 mg L- 1 . After 32 hours of cultivation, a yield of 4-vinylguaiacol was 1.3 mmol L-1 corresponding to a conversion of 81.7% of the ferulic acid. The results showed that the strain decarboxylated the ferulic acid to 4-vinylguaiacol / Mestre

Orientador: Rosemeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Resumo: O complexo celulolítico é composto principalmente por endoglucanases, exoglucanases e β-glicosidases. As endoglucanases atuam clivando a celulose nas ligações internas da fibra, enquanto as exoglucanases hidrolisam as ligações externas. A necessidade de novas pesquisas de enzimas celulolíticas capazes de degradar eficientemente resíduos industriais como bagaço de cana-de-açúcar para diminuir o custo da hidrólise enzimática e favorecer a produção de etanol de segunda geração. Neste trabalho foram estudadas as melhores condições dos fungos filamentosos em agitação orbital, além de caracterizar os parâmetros bioquímicos como pH e temperatura ótimos e determinar o melhor produtor do complexo celulolítico e analisar a capacidade quanto à biodegradação de bagaço de cana-de-açúcar comparado com enzima comercial. Através da análise de atividade enzimática, o Aspergillus terreus mostrou-se o fungo com a maior produção nos diferentes meios de cultivo, atingindo a maior atividade enzimática no meio contendo CMC, apresentando 230,65 UI.mg proteína-1 de endoglucanase, 10,79 UI.mg proteína-1 de β-glicosidase, 57,79 UI.mg proteína-1 de exoglucanase e 68,60 UI.mg proteína-1 de atividade celulolítica total (FPAse). A análise realizada através do delineamento experimental de Plackett & Burman realizada no meio contendo glicose e celulose cristalina não mostrou influencia da composição do meio de cultura na produção das enzimas do complexo celulítico. O estudo de estabilidade ao pH revelou que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The cellulolytic complex is composed mainly of endoglucanases, exoglucanases and β-glycosidases. Endoglucanases act by cleaving the cellulose in the internal bonds of the fiber, while the exoglucanases hydrolyze the outer bonds. The need for new research on cellulolytic enzymes capable of efficiently degrading industrial residues such as sugarcane bagasse to reduce the cost of enzymatic hydrolysis and favor the production of second generation ethanol. In this work the best conditions of the filamentous fungi were studied in orbital agitation, besides characterizing the biochemical parameters as pH and temperature optimum and to determine the best producer of the cellulolítico complex and to analyze the capacity regarding the biodegradation of sugarcane bagasse compared to Commercial enzyme. Through enzymatic activity analysis, Aspergillus terreus showed the fungus with the largest output in the different culture media, achieving higher production in D medium, showing 230,65 65 μmol.min-1.mg protein-1 for endoglucanase, 10788,34 nmol.min-1.mg protein-1 for β-glycosidase, 57.79 μmol.min-1.mg protein-1 for exoglucanase and 68,60 μmol.min-1.mg protein-1 for Total Cellulolytic Activity - Filter Papel Activity (FPAse). The analysis made with the Plackett & Burman design for the medium content glucose and crystal cellulose showed that the medium composition not show an influence on the enzyme production of cellulolytic complex. The enzymatic stability of pH showed that pH 3 has a negative influence for all enzymatic complex. The endoglucanase and FPAse tend to 0% of residual activity after 24 hours of incubation in all studied pHs for all fungi. The partial purification showed best results with the acetone precipitation and, also, the exoglucanase enzyme was the only... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:10:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266539.pdf: 8284518 bytes, checksum: ce9524a529d7a98da5a4f5ae7f05c98f (MD5) / A utilização do bagaço de cana como combustível em sistemas de cogeração, além da integração energética do processo produtivo em usinas sucroalcooleiras, geram um excedente de eletricidade que corresponde a dois terços da energia produzida em uma planta. A integração energética da planta industrial depende do correto gerenciamento de vapores de processo, os quais fornecem a energia térmica e mecânica necessária ao processo de fabricação. Desta forma, mudanças no balanço energético de uma planta sucroalcooleira influenciam diretamente o rendimento financeiro da unidade produtiva. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma simulação de sistemas térmicos de uma usina de açúcar com destilaria anexa, com o intuito de realizar avaliações econômicas coerentes com a realidade. O modelo de simulação foi desenvolvido sobre a plataforma ASPEN Plus adaptando este software para simular as operações sucroalcooleira. A simulação atende à configuração específica da unidade Potirendaba da Usina Cerradinho, localizada no estado de São Paulo. Foram realizadas simulações com diferentes composições de cana-de-açúcar, conforme as mudanças que a matéria-prima experimenta ao longo da safra. Posteriormente os resultados das simulações foram comparados com dados industriais, permitindo validar o modelo de simulação. Através dos resultados das simulações, realiza-se uma avaliação econômica das alternativas de resfriamento de dornas de fermentação, visando um aumento na produção de etanol, onde são considerados os custos de investimento, operação e energéticos que cada configuração representa. As três alternativas analisadas são: refrigeração por absorção (utilizando a energia térmica disponível no processo produtivo), refrigeração por compressão mecânica de vapores e um sistema híbrido composto pelas duas alternativas anteriores, as quais são configuradas em série.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-24T11:57:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T11:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os polímeros biodegradáveis constituem um campo de pesquisa emergente na área de embalagens, as maiores barreiras para a aceitação destes materiais como substitutos para os tradicionais polímeros não biodegradáveis estão no desempenho mecânico limitado e alto custo. Diante disso, as nanoceluloses têm sido estudadas como biopolímeros de alta tecnologia para aplicação em nanoreforço em diversos materiais. A primeira etapa deste trabalho foi sintetizar e caracterizar os nanocristais de celulose CNC extraídos a partir do bagaço de cana- de-açúcar. Após a síntese com a hidrolise ácida, o rendimento foi estimado em 40 %, o tamanho variou de 6 a 20 nm de diâmetros e comprimento médio dos cristais variam de 150-300 nm. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -19,4 mV, apresentou morfologia de bastonete, temperatura inicial de degradação dos nanocristais de celulose foi de 268 oC, o indice cristalidade foi de 71 % do CNC. A segunda etapa foi sintetizar celulose nanofibrilada CNF extraída do bagaço de cana-de-açúcar processo mecânico de desfibrilação no moinho Super Masscolloider Masuko Sangyo. A celulose nanfibrilada foi caracterizada tendo um rendimento estimado de 90 %, possui seu comprimento alongado 350 nanométrico e seu diâmetro na escala 11 a 16 nanométrico. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -26,2 mV. A análise de difração de raios X e análise térmica revelaram que NCFs possui cristalinidade 64,3 % e a temperatura inicial de degradação celulose nanofibriladas foi 240 oC, provavelmente devido à estrutura amorfo. A próxima etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável com pectina (PEC) e adicionar o antimicrobiano nisina z e nanocristais de celulose com nanoreforço. Os resultados obtidos mostraram que os filmes de pectina (PEC) com nisina z (NIS) inibiram o crescimento das bactérias avaliadas a Escherichia coli e Staphylococcus aureus. A temperatura inicial de degradação dos filmes variou (260 oC a 290 oC). O alongamento na ruptura não obteve diferença significativa ao nivel de (P>0,05) na interação.O alongamento na ruptura reduziu com adição das concentrações máximas de NIS e CNC e, consequentemente, houve aumentos do módulo de elasticidade, tornando os filmes mais rígidos e mais fortes. A resistência à máxima tração do filme foi afetado pelos níveis de CNC (8,55 % e 10 %) estudados, no entando, quanto maior concentração de nisina (8,55 %) e CNC maior foi o resistência a máxima dos filmes.A taxa de permeabilidade do vapor de água foi influenciada por uma maior concentração de nanocristais de celulose (10 %) nos filmes de pectina ocorreu uma aumento significativo da taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA), mostrando que o nanocristais de celulose em alta concentração não funcionaram como uma barrreira para impedir a passagem de gases. A última etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável á base de pectina com nisina z e celulose nanofibrilada (CNF). No teste de difusão em ágar para todos os tratamentos testados ocorreu diferencia significativa ao nível (P>0,05), observou-se atividade antimicrobiana in vitro da nisina z (NIS) para o micro-organismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus. As propriedades mecânicas dos flmes mostraram que a resistência máxima foram afetada pela adição de celulose nanfibrilada (CNF) nos níveis estudados e obteve diferença significativa ao nível (P>0,05).O alongamento na ruptura obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) e também foi afetado pela presença de CNF e NIS. O módulo de elasticidade não obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) em concentrações máximas de NIS e CNF. As análises termogravimétricas dos filmes apresentaram uma temperatura de degradação de variando de 241 oC a 349 oC entre os tratamentos. A taxa de permeabilidade do vapor de água (TPVA) reduziu com a concentração máxima de 10 % de CNF nos filmes de pectina. A CNF funcionou com uma barreira física formada com a dispersão nanofibrilas na matriz polimérica dificultando a passagem de vapor de água. Essa propriedade é essencial para embalagens para alimentos. / Biodegradable polymers constitute an emergent research field in the area of packages. The biggest barriers for the approval of these materials as substitute for the traditional non-degradable polymers lay on the limited mechanical performance and the high cost.Thereof, the nanocellulose has been studied as high tech biopolymers for the application in nanoreinforcement in several materials. The first stage of this work was to synthesize and characterize the cellulose nanocrystals (C NC) extracted from the sugar cane bagasse. After the synthesis with acid hydrolysis, the yield was estimated in 40 %, the size varied from 6 to 20 nm diameter and the crystals average length varied from 150 to 300 nm. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -19,4 mV, presented rods morphology, initial temperature of cellulose nanocrystal degradation was of 268 oC, the cristalnillity index was 71 % from the CNC. The second stage was to synthesize nanofibrillated cellulose CNF extracted from the sugar cane bagasse, mechanical process of defribillation in the mill Super Masscolloider Masuko Sangyo. The nanofibrillated cellulose was characterized with a yield estimated at 90 %, and it has its length elongated 350 nanometric and its diameter in the scale of 11 to 16 nanometric. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -26,2 mV. The X-Ray diffraction analysis and the thermal analysis revealed that CNFs have crystanillity 64.3 % and the nanofibrillated cellulose degradation initial temperature was of 240 oC, probably due to the amorphous structure. The next stage was to develop a biodegradable active package with pectin (PEC) and to add the nisin Z antimicrobial as well as the cellulose nanocrystals with nanoreinforcement. The results that were obtained showed that the pectin films (PEC) with nisin Z (NIS) inhibited the growth of the evaluated bacteria Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films degradation initial temperature varied from 260 oC to 290 oC. The elongation in the rupture did not obtain significant difference at the level of P>0.05 in the interaction, but it was affected when the presence of CNC and NIS were evaluated separately. That elongation reduced with the addition of the maximum concentration of NIS and CNC and, consequently, there were increase of the elasticity modules, making the films stronger and more rigid. The maximum resistance of the film was affected by the studied levels of CNC (8.55 % and 10 %); however, the bigger the concentration of nisine (8.55 %) and CNC the bigger the maximun resistance of the films. The water vapor permeability rate was influenced by a larger concentration of cellulose nanocrystals (10 %); in the pectin films, a significant increase in the water vapor permeability rate (TPVA) took place, showing that the cellulose nanocrystals in high concentration did not function as a barrier to impede the gas passage. The last stage was to develop a biodegradable active package pectin-based with nisin Z and nanofibrillated cellulose (CNF). In the diffusion test in agar for all the tested treatments, a significant difference at the level P>0.05 took place and an antimicrobial activity in vitro of the nisin Z was observed for the microorganisms Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films mechanical properties showed that the maximum resistance was affected by the addition of nanofibrillated cellulose (CNF) in the studied levels and it obtained a significant difference at the level( P>0.05). The bigger the concentration of NIS and CNF the bigger was the films maximum resistance. The elongation in the rupture obtained significant different at level( P>0.05) and was also affected by the presence of CNF and NIS. The elasticity module did not obtain significant difference at level P>0.05 in maximum concentration of NIS and CNF. The films termogravimetric analyses presented a degradation temperature varying from 241 oC to 349 oC among the treatments. The water vapor permeability rate (TPVA) reduced with the maximum concentration of 10 % of CNF in the pectin films. The CNF worked as a physical barrier formed with the dispersion of the nanofibrillated in the polymeric matrix making the passage of water vapor difficult. This property is essencial in food packages.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-07T10:48:30Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1439740 bytes, checksum: b3ea06d40fab5591a617082907405ea0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-07T10:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1439740 bytes, checksum: b3ea06d40fab5591a617082907405ea0 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O eucalipto e o bagaço de cana-de-açúcar são matérias-primas lignocelulósicas disponíveis em abundância no território brasileiro. O eucalipto é amplamente usado para produção de polpa celulósica para papéis, enquanto o bagaço de cana-de-açúcar é largamente utilizado pela própria indústria sucro-alcooleira como combustível para geração de energia e calor. Outra possibilidade de utilizar estas matérias-primas é na produção de polpa para dissolução ou polpa solúvel; essas polpas têm aplicação na indústria de derivados da celulose, como viscose, acetatos, nitratos e lyocell. As polpas para dissolução são tradicionalmente produzidas pelos processos de polpação sulfito e pré-hidrólise Kraft (PHK). O processo sulfito produz polpa de baixa resistência, tem um sistema de recuperação química ineficiente e é sensível a algumas espécies de madeira, devido às substâncias interferentes provenientes de extrativos. O processo pré-hidrólise Kraft apresenta menos problemas que o sulfito, porém tem a desvantagem de produzir baixos rendimentos e ser um processo que resulta em mau odor em razão de usar compostos de enxofre. Um processo alternativo aos processos sulfito e pré-hidrólise Kraft é o processo organossolve, que é livre de enxofre e tem um sistema de recuperação química mais simples que os dois processos tradicionais. Dessa forma, essa tese foi desenvolvida em 3 capítulos com o intuito de abordar o tema de polpação organossolve para produção de polpa solúvel da madeira de eucalipto e do bagaço de cana-de-açúcar. O capítulo 1 compara a polpação organossolve com a polpação pré- hidrólise Kraft para madeira de eucalipto. As polpas produzidas pelo processo organossolve apresentaram, em geral, baixas viscosidades para aplicações na produção de viscose e acetato em relação ao processo PHK; a única excessão foi o processo organossolve utilizando 0.5% de H 2 SO 4 como aditivo. O capítulo 2 avalia o uso do pré- tratamento de explosão a vapor (SE) na remoção de hemiceluloses para aprimorar a produção de polpa para dissolução de eucalipto. A adição de ácido sulfúrico como catalisador na etapa de pré-tratamento dissolveu mais xilanas que o pré-tratamento auto- catalisado (sem adição de H 2 SO 4 ). O pré-tratamento SE reduziu o teor de lignina das polpas organossolve não branqueadas e reduziu o comprimento das fibras de celulose. No capítulo 3, se avaliou o bagaço de cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção de polpa solúvel pelos processos organossolve e PHK. As polpas solúveis organossolve apresentaram características que atendem requisitos de polpas grau acetato, grau viscose e polpas para produção de fibras lyocell, embora ligeiramente inferiores às polpas produzidas pelo processo PHK. / Eucalyptus and sugarcane bagasse are lignocellulosic raw materials available in abundance in Brazil. Eucalyptus is widely used for the production of cellulosic pulp for paper, while the sugarcane bagasse is largely used by itself sugar and alcohol industry as fuel for power and heat generation. Another possibility of using these raw materials is in the production of dissolving pulp or soluble pulp; these pulps have application in the cellulose derivatives industry, such as viscose, acetates, nitrates and lyocell. The dissolving pulps have traditionally been produced by the sulfite and prehydrolysis Kraft (PHK) pulping processes. Sulfite process produces low strength pulps, has an inefficient chemical recovery system and is sensitive to some wood species due to interfering substances from extractives. The prehydrolysis Kraft process presents fewer problems than the sulfite process, however it has the disadvantage of producing low yields and be a process that results in bad smell due to use sulfur compounds. An alternative process to the sulfite and prehydrolysis Kraft processes is the organosolv process, which is sulfur free and has a chemical recovery system simpler than the two traditional processes. Thus, this thesis was developed in three chapters in order to approach the organosolv pulping subject for dissolving pulp production of eucalyptus wood and sugarcane bagasse. Chapter 1 compares the organosolv pulping with prehydrolysis Kraft (PHK) pulping of eucalyptus wood. Pulps produced by organosolv process showed, in general, low viscosities for applications in the production of viscose and acetate in relation to PHK process; the only exception was the organosolv process using 0.5% H 2 SO 4 as an additive. Chapter 2 evaluates the use of steam explosion (SE) pretreatment for the removal of hemicellulose to enhance the production of eucalyptus dissolving pulp. The addition of sulfuric acid as catalyst in the pretreatment step dissolved more xylan than the auto-catalyzed pretreatment (no H 2 SO 4 addition). Steam explosion pretreatment reduced the lignin content of the unbleached organosolv pulps and reduced the cellulose fiber length. In chapter 3, we assessed the sugarcane bagasse as feedstock for the production of soluble pulp by organosolv and PHK processes. The soluble organosolv pulps showed characteristics that meet requirements of acetate grade, viscose grade and pulps for lyocell fibers production, although slightly lower than the pulps produced by PHK process.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-08T10:52:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1895741 bytes, checksum: 9598d14b9c9193967a5820d281b75735 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T10:52:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1895741 bytes, checksum: 9598d14b9c9193967a5820d281b75735 (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesse trabalho, nos reportamos uma extensiva e detalhada caracterização das ligninas no bagaço e palha de cana-de-açúcar. Com esse propósito, nos usamos poderosas metodologias analíticas, incluindo pirólise analítica acoplada a cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM), métodos espectroscópicos como ressonância magnética nuclear (2D- NMR) e derivatização seguida por clivagem redutiva (DFRC), para delinear as diferenças de composição e estrutura entre estas duas ligninas. Esses dados vão ajudar a maximizar o aproveitamento desses importantes resíduos agroindustriais. O bagaço em estudo é composto por holocelulose (75,8%), lignina total (20%), cinzas (2%) e extrativos (2,2%). A palha teve composição química semelhante comparada a do bagaço, tendo holocelulose (72,9%), lignina total (18,9%), cinzas (4,7%) e extrativos (3,5%). Enquanto que a lignina do bagaço é rica em siringil (H:G:S de 2:38:60), a lignina da palha é rica em guaiacil (H:G:S de 4:68:28). As diferenças de composição foram também refletidas nas relativas abundancias das diferentes ligações. As ligninas do bagaço prevaleceram principalmente –O–4 ́subestruturas aril- alquil-éter (representando 83% das ligações medidas no RMN) seguido de quantidades menores de -5 ́ (fenilcumarânico, 6%) e outras subestruturas condensadas. A lignina a partir da palha tem menor quantidade de ligações –O–4′ aril-alquil-éter (75%), mas os níveis relativamente mais altos de fenilcumarânico ( -5 ́, 15%) e dibenzodioxina (5-5/4-O , 3%), correspondendo com uma lignina enriquecida de unidades G. A composição de fitoquímicos lipofílicos no bagaço e palha foi investigada em detalhe por cromatografia gasosa e espectrometria de massa. A composição dos lipídios a partir do bagaço e palha de cana-de- açúcar foram completamente diferentes umas das outras. Os extrativos de bagaço de cana foram dominados por n-aldeídos (cerca de 48% de todos os lipídios identificados) e n-álcoois graxos (ca. 23%) com pequenas quantidades de n-ácidos graxos (10%) e cetonas esteroides (14 %), os extratos de palha de cana de açúcar foram fortemente dominados por n-ácidos graxos (representando cerca de 60% de todos os compostos identificados) com quantidades significativas de compostos esteroides, particularmente esteróis (10%) e esteroides cetonas (14%). Tocoferóis e triterpenos também foram encontrados, sendo particularmente abundante entre os extrativos da palha da cana. Bagaço e palha de cana-de-açúcar podem ser considerados como matérias-primas promissoras para obtenção de combustíveis e produtos químicos de interesse industrial. / In this paper, we report a more extensive and detailed structural characterization of the lignins in sugarcane bagasse and straw. For this purpose, we used powerful analytical methodologies, including analytical pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC/MS), spectroscopic methods such as nuclear magnetic resonance (2D- NMR) spectroscopy, and derivatization followed by reductive cleavage (DFRC), to delineate the compositional and structural differences between these two lignins. Such data will help to maximize the exploitation of these important agro-industrial wastes as feedstocks for the production of second-generation bioethanol and other biobased products. The bagasse studied is composed of holocellulose (75.8%) Total lignin (20%), ash (2%) and extractives (2.2%). The straw had similar composition compared to the bagasse, having holocellulose (72.9%) Total lignin (18.9%), ash (4.7%) and extractives (3.5%). Whereas the lignin from bagasse is rich in syringyl (H: G: S 2:38:60), the lignin from straw is rich in guaiacyl (H: G: S 4:68:28). The compositional differences were also reflected in the relative abundances of the different linkages. Bagasse lignin was primarily –O–4 ́ alkyl-aryl ether substructures (representing 83% of NMR-measurable linkages), followed by minor amounts of -5 ́ (phenylcoumarans, 6%) and other condensed substructures. The lignin from straw has lower levels of –O–4′ aril-alquil-éter (75%) but higher relative levels of phenylcoumarans ( -5 ́, 15%) and dibenzodioxocins (5-5/4-O- , γ%) consistent with a lignin enriched in G-units. The composition of lipophilic phytochemicals in sugarcane bagasse and straw was investigated in detail by gas chromatography and mass spectrometry. The composition of the lipids from sugarcane bagasse and straw were completely different from each other. While the extracts of sugarcane bagasse were dominated by n-aldehydes (ca. 48% of all identified lipids) and n- fatty alcohols (ca. 23%) with lower amounts of n-fatty acids (10%) and steroid ketones (14%), the extracts from sugarcane straw were strongly dominated by n-fatty acids (accounting for ca. 60% of all identified compounds) with significant amounts of steroid compounds, particularly sterols (10%) and steroid ketones (14%). Tocopherols and triterpenols were also found, being particularly abundant among the extractives of sugarcane straw. Sugarcane bagasse and straw can be considered as promising feedstocks to obtain fuels and chemicals of industrial interest.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-11-06T12:07:41Z No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T12:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma tecnologia de secagem moderna. Neste sentido, nesta pesquisa propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se os modelos Euleriano-Lagrangeano no regime permanente e o de turbulência das tensões de Reynolds (LRR) para a fase gás, e um modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. Considerou-se a partícula com forma irregular e constituída de uma mistura binária formada por bagaço de cana-de-açúcar e água. A solução do modelo proposto foi obtida usando o software comercial Ansys CFX 12. Resultados do teor de umidade, temperatura, variações dimensionais e trajetória das partículas, e distribuição de velocidade, pressão e temperatura da fase gás no interior do ciclone são apresentadas e analisadas. Verificou-se que as componentes de velocidade axial e tangencial no interior do ciclone obtidos numericamente apresentaram boa concordância com dados experimentais disponibilizados na literatura e que as cinéticas de secagem, aquecimento, variações dimensionais e tempo de permanência das partículas (bagaço de cana-de-açúcar) são afetadas pela forma do perfil de velocidade de entrada da fase gasosa, pela velocidade de entrada das partículas e pelo sentido do fluxo de gás e partículas na entrada do duto de alimentação (horário e anti-horário). / In recent years, cyclones have been used as a modern drying technology. In this sense, this research proposes a numerical study to describe drying of sugarcane bagasse, using the cyclone as dryer. To this end, it was adopted the Eulerian-Lagrangian model in steady state. The Reynolds stress model was adopted to describe turbulence of the gas phase, while the lumped model in transient state was adopted to describe heat and mass transfer of the particulate phase (sugarcane bagasse). Particles were considered with irregular shape, composed of a binary mixture (solid part and water). The solution of the proposed model was obtained using the commercial software Ansys CFX 12. Results obtained for moisture content, temperature, dimensional variation, and paths of particles, as well as velocity distribution, pressure, and temperature of the gas phase inside the cyclone are presented and analyzed. It has been found that the obtained components for axial and tangential velocity inside the cyclone are in good agreement with experimental data available in the literature, and that the drying kinetics, heating, dimensional variations, and residence time of particles are affected by the velocity profile of the gas phase, by the velocity of particles, and the direction of flow of gas and particles at the entrance of the feed duct (clockwise and counter-clockwise).

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8650_Resumo Dissertação Final - Raquel Nunes Fernandes.pdf: 5609 bytes, checksum: 70d1fe1ceffa22fcfc3a4d501f9c4e76 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CAPES / A utilização de resíduos agroindustriais, como fontes de carbono para a obtenção de enzimas, tem garantido boa produção enzimática e redução dos custos do processo. Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar o crescimento do termofílico Bacillus sp. SMIA-2 e melhorar a secreção de celulases, em cultivos submersos contendo substratos alternativos e baratos como o bagaço de cana-de-açúcar, a água de maceração de milho e a farinha da casca de maracujá. Ao estudar os diferentes tipos de bagaço de cana foi observado que os melhores níveis de atividade específica de avicelase e FPase foram obtidos quando se utilizou o bagaço tratado com hidróxido de potássio. A condição ótima de cultivo, determinada usando a técnica do planejamento composto central (23), foi 0,625% (m/V) de bagaço, 0,625% (m/V) de água de maceração de milho e os tempos de incubação de 120 horas para CMCase e de 168 horas para avicelase. A adição de novas fontes de carbono ao meio demonstrou que o microrganismo foi capaz de utilizar satisfatoriamente cada uma delas, porém as atividades das enzimas celulolíticas variaram em função das fontes testadas. Foi observada uma inibição da síntese enzimática no meio contendo celobiose. No entanto, um grande aumento da secreção das celulases ocorreu quando se utilizou a farinha da casca de maracujá, bagaço e água de maceração de milho, obtendo-se valores de atividades específicas de 3,931 U.mg ptn-1 para a avicelase, 1,032 U.mg ptn-1 para a CMCase e 4,084 U.mg ptn-1 para a FPase. Níveis semelhantes foram obtidos nos meios que continham a pectina de maçã. A máxima produção das enzimas foi observada no intervalo de 168 horas, quando a cultura se encontrava na fase estacionária. O estudo do efeito das concentrações de farinha da casca de maracujá indicou que a adição de 0,5% (m/V) e 0,75% (m/V) deste substrato ao meio proporcionou igualmente uma melhor produção das celulases. Como uma visão geral deste estudo, foi possível aumentar a produção das celulases pela otimização do meio de cultivo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308796.pdf: 1133004 bytes, checksum: a418b88e92f1d3d8bc5ba0c4b022a9a3 (MD5) / Quando correntes oleosas entram em contato com o meio ambiente prejudicam e influenciam tanto a fauna e a flora, quanto à população no entorno dos lugares contaminados. A procura por tratamentos eficientes, de baixo custo, que demandem pouca energia e provenientes de fontes renováveis fazem com que os bioadsorventes ocupem um lugar de destaque na redução dos contaminantes oleosos. Neste trabalho, utilizou-se o bagaço da cana-de-açúcar como bioadsorvente alternativo no tratamento de águas contaminadas com óleos. O efluente sintético foi simulado através de uma dispersão de água destilada e decahidronaftaleno, com concentração inicial de 8900 mg·L-1. O óleo residual, após os experimentos de adsorção, foi quantificado por cromatografia gasosa. A biomassa foi caracterizada pelas análises de umidade, FTIR, MEV, CHNS e análise superficial. Os experimentos foram desenvolvidos em processo batelada, com agitação de 120 rpm, sendo avaliado o tempo de equilíbrio do processo adsortivo, bem como a influência dos parâmetros pH, temperatura e tamanho das partículas do bioadsorvente. O processo de adsorção resultou na remoção de 80% de óleo em apenas 5 min de contato entre a dispersão e a biomassa. Os parâmetros que influenciaram significativamente a remoção do hidrocarboneto pelo bagaço-de-cana foram a temperatura e o tamanho de partícula do material. Para as condições testadas, o maior desempenho foi obtido a 25oC. O melhor ajuste para a Isoterma de Adsorção foi obtido com o modelo de Langmuir-Freundlich, fornecendo uma capacidade máxima de adsorção de 6,65 g de hidrocarboneto/g de biomassa. Os ensaios mostraram grande potencial do bagaço da cana-de-açúcar ser utilizado como bioadsorvente na redução do teor de óleos e graxas em efluentes aquosos, apresentando-se como uma alternativa sustentável a dois grandes problemas ambientais: o resíduo sólido gerado pelo processo de cultivo e industrialização da cana-de-açúcar e a contaminação de fontes aquosas pela indústria do petróleo e petroquímica. / When oily streams come in contact with the environment, they affect and influence the fauna and flora, as the population surrounding the contaminated places. The search for effective treatments that are low cost, require little energy and are from renewable resources, turn the biosorbents a prominent material in the oily contamination reduction. In this work, we have studied the bagasse from sugarcane as an alternative bioadsorbent in the treatment to oils and greases contaminated waters. The synthetic effluent was simulated by a distilled water and decahydronaphthalene dispersion, with initial concentration of 8900 mg o L -1. The residual oil, after adsorption experiments, was determined by gas chromatography. The biomass was characterized by moisture analysis, FTIR, SEM, CHNS and surface analysis. The experiments were carried out in batch process with agitation of 120 rpm, evaluating the equilibrium time of adsorptive process, as well as the influence of some parameters such as pH, temperature and the particle bioadsorbent size. The adsorption process resulted in removal of 80% of oil in only 5 minutes of contact between the dispersion and biomass. The parameters that significantly influenced the removal of hydrocarbon by bagasse were the temperature and particle size of the bioadsorbent. For the conditions tested, the best performance was obtained at 25oC. The best fit for the adsorption isotherm was obtained with Langmuir-Freundlich model, providing a maximum adsorption capacity of 6.65 g hydrocarbon/g biomass. The experiments showed the great potential of the sugarcane bagasse to be used as bioadsorvente in reducing the oil and grease levels in aqueous effluents, presenting itself as a sustainable alternative to two environmental problems: the solid waste deriving from the cultivation and industrialization of sugarcane and the aqueous sources contamination coming from oil and petrochemical industry.