O presente trabalho experimental focaliza o tema \"compostos fenólicos no café\". Dentre estes compostos se destacam os flavonóides, os ácidos clorogênico, cafêico, cafeilquinico, e seus isômeros. Na pesquisa foram avaliados quantitativamente, por espectrofotometria UV/VIS, as espécies fenólicas presentes após extração e complexação em amostras de cafés (cascas e sementes) com grãos em vários estágios de maturação. Foram obtidos valores na faixa de 10-6 mol.L-1 para fenóis totais nas cascas e nos grãos. O método de extração aqui proposto tornou-se bastante viável, sendo possível sua aplicação com tempo de preparo de amostras secas para análise de cerca de 40 minutos. As evidências experimentais decorrentes dessa pesquisa sugerem que tais espécies fenólicas (anti-oxidantes) podem ser aproveitadas de um material que é descartado (a casca do café), sendo, portanto um grande benefício econômico para a sustentabilidade do cultivo do café. / This experimental work has focused the theme \"Phelonic Compound in Coffee Beans\". Among these compounds have been shown flavonoids species, chlorogenic acid, caffeic acid, caffeinic acid and their isomer. The phelonic species has presented after extraction and complexation from coffee samples (peels and beans) using coffee beans in different grown and developed process has been evaluated in quantitative research by using UV/VIS Spectrophotometry Values have been got about 10-6 mol.L-1 in peels and beans. The proposed extraction method has been not only viable but its use possible with preparing time of dried samples for analyses in about 40 minutes. The experimental evidence resulting from this research has proposed that such phenolic antioxidant species can be made a good use of discarded material (the peel of coffee beans) therefore a great economical benefit for sustainable coffee cultivation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The beginning of the 21st century has been characterized by a great interest about the use of renewable raw materials for the production of industrial feedstocks and technological products. This trend is followed by the concern about the huge amount of waste generated by the always increasing agricultural production. In this sense, the reuse of the residual rice husks (RH) of the rice production, which by inadequate management affects negatively the environment in several ways, can constitute an environmental solution and a source of income. In this work, it was used RH as a source of cellulose for the production of levulinic acid (AL), a versatile chemical intermediate with many industrial applications, produced usually via chemical synthesis. The cellulose hydrolysis in acidic medium releases glucose monomers, which by heating under pressure dehydrate and form the intermediary 5-hydroxymethyl-2-furfural (5-HMF) - that, in turn, degraded generating AL. For the AL production, a 1.00 g of RH previously comminuted, selected, washed and dried in an oven, was hydrolyzed with 10.0 mL of HCl 4.5% (v/v) or 4% H2SO4 (v/v) in a batch reactor under pressure (51 to 62 atm). The concentration of AL, as well as of 5-HMF, present in the acidic hydrolysate, were analyzed by HPLC-UV. The solid residue of the hydrolysis was characterized by SEM and FTIR. In order to evaluate the effect of the variables temperature, pressure and hydrolysis time on the yield of the process of AL production, two factorial designs were performed: one, for the process using HCl, and another for the process using H2SO4, keeping constant the mass of RH and the used acid volume. After optimization of the time, pressure and temperature of hydrolysis, it was studied the effects of the acid concentration and of the RH pre-treatment on the production of AL. It was investigated, therefore, the pre-treatment with hydrogen peroxide, sodium hypochlorite, oxalic acid, Soxhlet extraction in aqueous medium and Soxhlet extraction with a mixture of benzene-ethanol 1:1 (v/v). It was verified that the AL production is maximum when the hydrolytic process was carried out at temperatures 160 °C, under pressure of 53 atm and reaction time of 70 min. The best catalyst for the process was hydrochloric acid at a concentration of 4.5% (v/v). Among the pre-treatments applied to the RH, the Soxhlet aqueous extraction provided the best yield of AL (59.4%, w/w). / O início do século 21 tem se caracterizado por um grande interesse na utilização de matérias-primas renováveis para a produção de insumos e produtos tecnológicos. A esta tendência soma-se à preocupação com a enorme quantidade de resíduos gerada pela sempre crescente produção agrícola. Neste sentido, o aproveitamento das cascas residuais da produção de arroz (CA) - cuja disposição inadequada leva a prejuízos ao meio ambiente, de várias maneiras pode constituir uma solução ambiental e possível fonte adicional de renda. Neste trabalho utilizou-se a CA como fonte de celulose para o processo de produção de ácido levulínico (AL), intermediário químico muito versátil, com diversas aplicações industriais, produzido, em geral, via síntese química. A hidrólise da celulose em meio ácido leva à liberação de monômeros de glicose, que, por aquecimento à pressão, se desidrata e forma o intermediário 5-hidroximetil-2-furfural (5-HMF) que, por sua vez, se degrada gerando o AL. Para o processo de produção do AL, uma fração de 1,00 g de CA, previamente cominuída, selecionada, lavada e seca em estufa, foi hidrolisada com 10,0 mL de HCl 4,5% (v/v) ou de H2SO4 4% (v/v), em batelada, em reator à pressão (51 a 62 atm). A concentração de AL, bem como de 5-HMF, presente no hidrolisado ácido, foram analisadas por HPLC-UV. Já, o resíduo sólido da hidrólise foi caracterizado por meio de MEV e FTIR. Os efeitos da temperatura, pressão e tempo de hidrólise no processo de produção de AL foram avaliados através de planejamento fatorial utilizou-se metodologia de superfície resposta. Foram feitos dois planejamentos: um para o processo com HCl e outro para o processo com H2SO4, mantendo-se constantes a massa da CA e o volume de ácido utilizado. Após otimização do tempo, da pressão e da temperatura reacional, foram estudados os efeitos da concentração de ácido e do pré-tratamento inicial da CA na produção de AL. Foram investigados, assim, os prétratamentos com peróxido de hidrogênio, clorito de sódio, ácido oxálico, extração por soxhlet em meio aquoso e extração por soxhlet com mistura benzeno-etanol 1:1 (v/v). Verificou-se que a produção de AL é máxima quando o processo hidrolítico foi realizado em temperatura de 160 °C, sob pressão de 53 atm e tempo reacional de 70 min. O melhor catalisador para o processo foi o ácido clorídrico, na concentração de 4,5% (v/v). Entre os prétratamentos aplicados à biomassa, a extração aquosa da CA, em soxhlet, levou ao melhor rendimento em AL (59,4%, m/m).

Submitted by Felipe da Silva Barros null (felipesilvabarros@gmail.com) on 2016-09-26T18:09:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Felipe da Silva Barros.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-27T12:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barros_fs_me_guara.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T12:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barros_fs_me_guara.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Tijolos queimados de argila são muito usados na construção civil, porém consomem altas quantidades de energia durante o processo de queima. Tijolos de solo-cimento são uma alternativa a esses tijolos, pois dispensam a queima, reduzindo o consumo energético em sua produção. Por outro lado, possuem um problema relacionado com a produção de uma de suas matérias primas, o cimento, que envolve a liberação de alta quantidade de CO2 durante seu processo de fabricação, um gás amplamente discutido como um dos responsáveis pelo efeito estufa. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver e caracterizar (por meio de ensaios de flexão em três pontos e de absorção de umidade) amostras de solo-cimento com substituições de cimento em teores de 25%, 50%, 75% e 100% por cinza de casca de arroz e cal. Os resultados mostram que quanto maior o teor de substituição de cimento, maior é a perda de resistência mecânica das amostras. Entretanto, a resistência característica aumenta conforme o avanço das idades para uma mesma composição, sendo que aos 28 dias de idade as amostras com substituições de cimento em 0%, 25%, 50%, 75% e 100% obtiveram valores de resistência característica equivalentes a 10,81 MPa, 10,20 MPa, 8,97 MPa, 7,75MPa e 6,29 MPa respectivamente. Em termos absorção de água, apesar de identificado o aumento de seus valores conforme o aumento da substituição de cimento e também com o avanço da idade das amostras, todos os materiais foram aprovados em comparação com os requisitos da norma NBR 8491. Esta norma exige um máximo de 20% de absorção de água, sendo o maior valor encontrado equivalente a 14,52% para a amostra com 100% de substituição e 28 dias de idade. Esses valores indicam a possibilidade de substituição do cimento por cinza de casca de arroz mais cal, sendo a substituição mais adequada a de 75%. / Burnt clay bricks are widely used in construction industry, but consume high amount of energy during the burning process. Clay-cement bricks are an alternative to these bricks as dispense burning, reducing the energy consumption in its production. However, they have a problem related to the production of one of its raw material, the cement, which involves the release of high amounts of CO2 during its manufacturing process, a gas responsible for the greenhouse effect. This work had as main study point to develop and characterize (by bending tests and water absorption) clay-cement samples with cement replacements in content of 25%, 50%, 75% and 100% by rice husk ash and lime. The results show that the strength reduces while the cement replacement is increased. On the other hand, the strength increases in function of time for the same composition. Therefore, at 28 days of age the samples with cement substitutions of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% obtained 10.81 MPa 10.20 MPa, 8.97 MPa, 6.29 MPa and 7,75MPa respectively. In terms of water absorption, the amount of absorbed water was higher for the samples with higher age and lower cement content, but all the samples were approved compared to the requirements of ABNT 8491, which requires a maximum 20% of water absorption, being the highest value equivalent to 14.52% for the sample with 100% of cement substitution and 28 days of age. These values indicate the possibility of cement replacement by rice husk ash and lime, being the most appropriate replacement equivalent of 75%.

Resumo: A cura térmica é um processo utilizado para acelerar as reações de hidratação do cimento Portland com objetivo de se obter ganhos de resistência mecânica nas primeiras idades, uma vez que a temperatura atua na velocidade dessas reações. Para uma melhor avaliação da influência que a temperatura exerce no desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto, utiliza-se o Conceito da Maturidade. O Método da Maturidade estima o desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto relacionando-as com o histórico de temperatura ao longo do processo de cura. Este trabalho apresenta resultados experimentais de determinação da resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade do concreto, fabricado com adição de cinza de casca de arroz (CCA), produzida com a queima não controlada da casca, e incorporada à mistura em dosagens de 5% e 10%, em substituição ao cimento em massa. O processo de cura térmica a vapor foi desenvolvido em ciclos de 6 horas, a uma temperatura constante de 80°C. Os resultados mostram um significativo ganho de resistência das amostras com a adição de CCA. Na avaliação pelo Método da Maturidade, foi possível verificar a influência da CCA nos índices de maturidade estudados, bem como na determinação das energias de ativação. / Abstract: Steam curing is used to accelerate cement hydration reactions with the purpose to enhance mechanical strength of concrete at early ages, since hydration reactions are temperature dependent. In order to evaluate the influence of temperature on the development of mechanical properties of concrete, the maturity concept is used. This method estimates the development of these properties according to the temperature history of concrete along the curing process. This work is based on an experimental study of 80°C steam-cured concrete made with 5% and 10% of rice husk ash (RHA) addition in which the development of some mechanical properties was investigated. The rice husk ash used was obtained from uncontrolled combustion of rice husk. The mechanical properties investigated were the compressive strength, the tensile strength, and the modulus of elasticity. The results show a significant profit of resistance of the samples with the addition of CCA. In the evaluation for the Maturity Method, were possible to verify the influence of the CCA in the studied indices of maturity, as well as in the determination of the activation energies. / Orientador: Jorge Luís Akasaki / Coorientador: Mônica P. Barbosa / Banca: Denise Carpena Coitinho Dal Molin / Banca: Antonio Anderson da Silva Segantini / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-10-26T23:26:58Z No. of bitstreams: 1 FernandaKarollineDeMedeiros_DISSERT.pdf: 19864930 bytes, checksum: c1a9710c22ffc5b38808a1f60d117073 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-12-26T19:38:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FernandaKarollineDeMedeiros_DISSERT.pdf: 19864930 bytes, checksum: c1a9710c22ffc5b38808a1f60d117073 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-26T19:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandaKarollineDeMedeiros_DISSERT.pdf: 19864930 bytes, checksum: c1a9710c22ffc5b38808a1f60d117073 (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O processo de produ??o de concreto gera um significativo impacto ambiental por ser um dos maiores consumidores de mat?ria-prima, como areia, pedra, cascalho mo?do e ?gua. Entretanto, o maior impacto ? causado pela produ??o do cimento Portland, material indispens?vel ao concreto. Materiais como a cinza do baga?o da cana-de-a??car, s?lica da casca de arroz, metacaulim e s?lica ativa, s?o adi??es minerais que desempenham importante papel nas propriedades de resist?ncia e de durabilidade, quando utilizados em mistura com cimento Portland e, sob certas condi??es, podem perfeitamente substituir altos teores cimento nas misturas, conferido a elas, al?m dos benef?cios conhecidos que a redu??o de cimento acarreta, aumento significativo de durabilidade. A utiliza??o de concreto autoadens?vel (CAA) tem crescido significativamente por suas caracter?sticas de alta fluidez e coes?o e pela possibilidade de moldagem in loco sem vibra??o, formando um produto livre de vazios e falhas e que apresenta tamb?m, capacidade de fluxo atrav?s do seu peso pr?prio preenchendo completamente as f?rmas e atingindo a compacta??o mesmo em estruturas densamente armadas. Frente ao exposto, este trabalho se prop?s avaliar as propriedades reol?gicas, f?sicas, mec?nicas e de durabilidade dos eco-concretos autoadens?veis com a incorpora??o de altos teores de cinza da biomassa da cana-de-a??car, s?lica da casca de arroz e metacaulim. Para isso, foram analisados concretos com incorpora??o de 40% e 50% e um concreto autoadens?vel com materiais convencionais sem adi??es minerais para utiliza??o como refer?ncia. Os resultados evidenciaram que a sinergia resultante das misturas desenvolvidas revelou desempenhos mec?nicos e de durabilidade superiores ao CAA de refer?ncia, concluindo-se ent?o que ? poss?vel produzir concretos autoadens?veis com desempenhos promissores e com redu??o significativa do consumo de cimento para n?veis de cerca 220 kg / m3, contribuindo assim para a sustentabilidade da ind?stria da constru??o, minimizando energia liberada e a compacta??o. / The concrete production process generates a significant environmental impact as one of the largest consumers of raw materials, like sand, stone and water. However, the greatest impact is caused by the production of Portland cement, an essential material to the concrete. Materials such as sugarcane bagasse ashes (RBC), silica from rice husk (PCA), metakaolin (MK) and silica fume, are mineral additions that play an important role in resistance and durability properties, when used in combination with Portland cement and, under certain conditions, can perfectly replace high cement content in mixtures, given to them in addition to the known benefits that cement reduction entails, like significant increase in durability. The use of self-compacting concrete (SCC) has grown significantly by its high fluidity characteristics and cohesiveness and the possibility of forming in situ without vibration, forming a fault and void-free product which has also flowability by its own weight completely filling the molds and reaching compaction even in heavily armed structures. Based on these, this study aimed to evaluate the rheological, physical, mechanical and durability properties of self-compacting eco-concrete with the high percentage incorporation of sugarcane biomass ashes, silica from rice husk and metakaolin. Based on these, this study evaluated the rheological properties, physical, mechanical and durability freight to attack by chloride ions of self-compacting ecoconcrete with the incorporation of high content of ash biomass sugarcane, rice husk silica and metakaolin. For this, a self-compacting concrete with conventional materials without mineral admixtures for use as a reference and four concrete incorporating 40% and 50% additions were analyzed using gray bagasse from sugarcane, pozzolan rice husk and metakaolin. The results showed that the resulting synergy of developed mixtures revealed mechanical and durability performance, freight to attack by chloride ions, above the reference SCC. When compared to the reference concrete, concrete with additions showed an increase of up to 13.4% of the compressive strength at 28 days and reducing to 87% the penetration of chloride ions to 91 days. The results of the study also showed that incorporating high volumes of mineral additions in the SCC causes a reduction of the environmental impact generated by the anthropogenic emissions of CO2, the energy consumed and the consumption of natural materials, thus confirming the relevance of the research. It is possible to produce self-compacting concrete with promising performances, using high RBC levels, PCA and MK, with a significant reduction in cement consumption to levels of about 220 kg / m3, thus contributing to the sustainability of the construction industry, minimizing energy released and compression.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-03T14:11:16Z No. of bitstreams: 1 NathanLimaPessoa_DISSERT.pdf: 58278650 bytes, checksum: 74ce297da3955c3d60d33abf3cfeebc3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-10T14:12:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NathanLimaPessoa_DISSERT.pdf: 58278650 bytes, checksum: 74ce297da3955c3d60d33abf3cfeebc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T14:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NathanLimaPessoa_DISSERT.pdf: 58278650 bytes, checksum: 74ce297da3955c3d60d33abf3cfeebc3 (MD5) Previous issue date: 2017-01-25 / O estudo das propriedades magn?ticas de nanoestruturas teve grandes avan?os ao longo do curso do desenvolvimento da Ci?ncia, e ainda continua sendo alvo de intensa pesquisa em F?sica nos dias atuais. Do ponto de vista te?rico, h? interesse no surgimento de novas configura??es magn?ticas em nanoelementos magn?ticos, oriundas de efeitos dipolares, em sistemas com dimens?es da ordem de dezenas do comprimento de troca. H? igualmente interesse no controle das fases magn?ticas destes sistemas para fins de aplica??es tecnol?gicas, como sensores, nano-osciladores e mem?rias magn?ticas. Motivados por trabalhos que mostram a possibilidade de confinamento de paredes de dom?nio em nanoan?is ferromagn?ticos, atrav?s de constri??es geom?tricas como defeitos e assimetrias e, tamb?m, por estudos que revelam uma depend?ncia da resist?ncia el?trica com as dimens?es de paredes de dom?nio, propomos uma nova maneira para forma??o e controle de paredes de dom?nio em nanoan?is, baseada na intera??o magn?tica dipolar em estruturas do tipo n?cleo-casca cil?ndricas. Neste trabalho, mostramos que nanoan?is de NiFe t?m seu padr?o magn?tico drasticamente modificado quando na presen?a de um nanodisco coaxial de Fe ou de NiFe. Com um nanodisco de Fe como n?cleo, ? observada a forma??o de estados com paredes de dom?nio em nanoan?is de NiFe, que apresentariam v?rtices magn?ticos quando isolados. Al?m disso, mostramos que a largura e o padr?o das paredes de dom?nio podem ser controlados pelos valores das dimens?es geom?tricas do sistema n?cleo-casca. Quando um nanodisco de NiFe ? usado, nota-se a forma??o de algumas configura??es magn?ticas em que tanto o padr?o magn?tico da casca ? influenciado pelo campo dipolar do n?cleo, como o padr?o do n?cleo ? influenciado pelo campo dipolar da casca, devido ? aus?ncia de anisotropia magn?tica do NiFe. / Nanostructured magnetic systems and their properties have gone through great achievement and still keep being focus of intense research effort nowadays. From the pure theoretical point of view, the interest focus on new magnetic phases that might emerge from dipolar effects in systems, with geometric constrictions, with dimensions of the order of tenths of fundamental magnetic lengths. There is also a large interest from the viewpoint of applications, such as magnetic sensors, nano-oscillators and new designs of magnetic memories. Motivated by recent experimental results, showing the possibility of domain wall confinement in ferromagnetic nanorings, by magnetic constrictions like notches and asymmetries, in addition to studies which reveal a strong impact of the domain wall width on the electrical resistance, we propose a new form for creating and tailoring domain walls in nanorings, by means of the magnetic dipolar interaction in cylindrical core-shell nanostructures. In this work, we show that NiFe nanorings have their magnetic pattern drastically changed when put in the presence of a coaxial Fe or NiFe nanodisk. With a Fe nanodisk as the core, we have found the formation of domain walls in NiFe nanorings that would hold magnetic vortices when isolated. Furthermore, we show that large changes in the domain wall width and domain wall patterns may be achieved by suitable choices of the core-shell geometrical dimensions. For NiFe-NiFe core-shells, we have found that the core-shell dipolar interaction affects both the core and shell phases, due to the vanishing anisotropy of NiFe.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-02T23:44:18Z No. of bitstreams: 1 MicaelaDeFreitasAndrade_DISSERT.pdf: 2178407 bytes, checksum: c7e3c6bd92127a3aa87e92fb7d2fc5e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-09T21:08:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MicaelaDeFreitasAndrade_DISSERT.pdf: 2178407 bytes, checksum: c7e3c6bd92127a3aa87e92fb7d2fc5e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T21:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MicaelaDeFreitasAndrade_DISSERT.pdf: 2178407 bytes, checksum: c7e3c6bd92127a3aa87e92fb7d2fc5e4 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / O uso de materiais comp?sitos tem crescido principalmente daqueles que apresentam res?duos na sua composi??o, uma vez que os impactos ambientais gerados com o mau destino desses materiais t?m preocupado a sociedade. Este trabalho apresenta o estudo e caracteriza??o de um material comp?sito obtido da mistura de matriz polim?rica de resina poli?ster e res?duos da casca de ovo de galinha. As cascas recolhidas foram secas e quebradas para a obten??o de tr?s granulometrias (fina, m?dia e grossa). As matrizes utilizadas foram ?s resinas poli?ster ortoft?lica e tereft?lica, escolhendo-se o percentual de res?duo de 100% em massa em rela??o ? matriz, em fun??o de testes preliminares para o diagn?stico da satura??o do comp?sito. Os corpos de prova foram constru?dos e submetidos a testes para caracteriz?-los atrav?s de suas propriedades t?rmicas (condutividade t?rmica, capacidade t?rmica, difusividade e resistividade), mec?nicas (resist?ncias ? tra??o, flex?o e impacto) e f?sicas (densidade, absor??o de umidade e envelhecimento). Como esperado, o comp?sito proposto apresentou menor resist?ncia mec?nica do que a matriz, caracterizando o res?duo como carga de enchimento. Desta forma, todas as formula??es do comp?sito apresentaram-se aplic?veis em estruturas que n?o requerem resist?ncia a grandes esfor?os. O comp?sito apresentou condutividade t?rmica superior ?s resinas matrizes para todas as formula??es, com condutividade t?rmica superior a 0,21 W/m.K, classificando-se como condutor t?rmico. A densidade aparente dos comp?sitos n?o apresentou varia??o significativa em rela??o ? resina. A maior qualidade do comp?sito estudado foi a diminui??o da quantidade de resina a ser utilizada, uma vez que a carga de p? de res?duo pode alcan?ar 100% em rela??o ? matriz, diminuindo-se o custo do material obtido para a fabrica??o de estruturas diversas. / The use of composite materials has grown mainly from those that present residues in their composition, since the environmental impacts generated by the bad destiny of these materials have worried society. This work presents the study and characterization of a composite material obtained from the mixture of polymer matrix of polyester resin and residues of chicken eggshell. The collected shells were dried and broken to obtain three granulometries (fine, medium and coarse). The matrices used were the orthophthalic and terephthalic polyester resins, being chosen the percentage of residue of 100% in mass in relation to the matrix, as a function of preliminary tests for the diagnosis of composite saturation. The test specimens were constructed and subjected to tests to characterize them through their thermal properties (thermal conductivity, thermal capacity, diffusivity and resistivity), mechanical (tensile strength, flexural and impact strength) and physical properties (density, moisture absorption and aging). As expected, the proposed composite presented lower mechanical resistance than the matrix, characterizing the residue as filling load. In this way, all the formulations of the composite were applicable in structures that do not require resistance to great efforts. The composite presented superior thermal conductivity to the matrix resins for all the formulations, with thermal conductivity superior to 0,21 W/m.K, being classified as thermal conductor. The apparent density of the composites did not show significant variation in relation to the resin. The higher quality of the composite studied was the reduction of the amount of resin to be used, since the residue dust load can reach 100% in relation to the matrix, reducing the cost of the material obtained for the manufacture of diverse structures.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Environmental problems and climate changes due to global heating have happened by the emission of carbon dioxide, the gradual decrease of fossil fuels and the energy increasing demand have generated some interest by the development of a fuel safe source; thus the interest by sustainable and renewable energy sources has been growing. The main purpose of this present project has been a fluidized bed reactor conception and development to the fast pyrolysis of lignocellulosic biomass. In this project it has been presented and discussed the projects construction concepts, in addition to experimental tests conducted at the experimental unit aiming the fluidized bed reactor stable operation. The tests have enabled to identify the main problems, to analyze the causes and to propose solutions related to the reactor operation. These experiments have provided a better comprehension about the pyrolysis process, since the operational parameters control, equipment projects with considerable effectiveness until the overcoming of some important challenges to the conception of a new elaborated unit. The second unit has been in an initial tests phase and with some important parameters adjustments to the obtainment of bio-oil larger yield and improvement of the vapor condensing system. The experiments at the two prototypes have been conducted to 550 °C, to investigate the products composition obtained at the process, however only the bio-oil from the first prototype has been analyzed. The specific goals of this project have been to compare the composition of the vapor generated at the soybean hull analytic pyrolysis, using a commercial micropyrolyzer, with the bio-oil composition produced by an experimental unit in a fast pyrolysis fluidized bed reactor. The analytical pyrolysis experimental tests have been performed to the soybean hull at 450, 500, 650 and 750 °C. The pyrolytic vapors have presented more expressive contents of acetic acid, carbonic acid, limonene and hexadecane (450 °C); acetic acid, cyclohexane and tetradecane (550 °C); 1,3-pentadiene, limonene, hexadecane, tetradecane and oleanitrile (650 °C); 1,3-pentadiene, toluene, tetradecane and ethanedial (750 °C). The performance of acetic acid has decreased with the temperature increase. This fact is understood by the reaction of the acetic acid formation, which is less competitive under high temperature. The main bio-oil components have been analyzed at GC/MS and the results have indicated that this bio-oil may be used as an alternative source of chemical products with added value, because it is abounding in phenolic composts, which are used in the resin synthesis and in the pharmaceutical industry. Considering the products of prime pyrolysis reactions obtained at the analytical pyrolysis and the bio-oil which involves the vapor condensation and long length stays, an investigation about the extension of minor reactions may be held. The fast pyrolysis in bed reactors is subject to the occurrence of minor reactions. These reactions mainly occur due to important factors in the operation of these reactors, as the time of vapor retention, partial pressure, presence of minerals in the biomass and reaction temperature. Different temperature gradients in the fluidized bed reactor may also have contributed to the minor reactions events. / Problemas ambientais e alterações climáticas decorrentes do aquecimento global ocasionados pelas emissões de dióxido de carbono, a redução gradativa dos combustíveis fósseis e a demanda crescente de energia, despertou um interesse pelo desenvolvimento de uma fonte segura de combustíveis; com isso o interesse por fontes renováveis e sustentáveis de energia é crescente. O objetivo principal do presente trabalho foi à concepção e o desenvolvimento de um reator de leito fluidizado para a pirólise rápida de biomassas lignocelulósicas. Neste trabalho são apresentados e discutidos conceitos de construção e projetos, além de testes experimentais conduzidos na unidade experimental visando a operação estável do reator de leito fluidizado. Os testes permitiram identificar os principais problemas, analisar as causas e propor soluções associadas à operação do reator. Estas experiências proporcionaram uma melhor compreensão sobre o processo de pirólise, desde o controle de parâmetros operacionais, projetos de equipamentos com considerável eficiência até a superação de alguns desafios importantes para a concepção de uma nova unidade mais elaborada. A segunda unidade encontra-se em fase de testes iniciais e ajustes de alguns parâmetros importantes para a obtenção de rendimentos maiores de bio-óleo e melhoria do sistema de condensação dos vapores. Os experimentos nos dois protótipos foram conduzidos a 550 °C, de modo a investigar a composição dos produtos obtidos no processo, porém apenas o bio-óleo do 1° protótipo foi analisado. Os objetivos específicos deste trabalho foram comparar a composição dos vapores gerados na pirólise analítica da casca de soja, utilizando um micropirolisador comercial, com a composição do bioóleo produzido em uma unidade experimental, em um reator de leito fluidizado de pirólise rápida. Os testes experimentais de pirólise analítica foram realizados para a casca de soja a 450, 550, 650 e 750 °C. Os vapores pirolíticos apresentaram conteúdos mais expressivos de ácido acético, ácido carbônico, limoneno e hexadecano (450 °C); ácido acético, ciclohexano e tetradecano (550 °C); 1,3-pentadieno, limoneno, hexadecano, tetradecano e a oleonitrila (650°C); 1,3-pentadieno, tolueno, tetradecano e etanodial (750 °C). O rendimento de ácido acético diminuiu com o aumento da temperatura. Este fato é compreendido pela reação de formação do ácido acético, que é menos competitiva sob alta temperatura. Os principais componentes do bio-óleo foram analisados no GC/MS e, os resultados indicaram que esse bioóleo pode ser usado como uma fonte alternativa de produtos químicos de valor agregado, pois é rico em compostos fenólicos, que são utilizados na síntese de resinas e na indústria farmacêutica. Considerando-se os produtos das reações de pirólise primários obtidos na pirólise analítica e o bio-óleo que envolve a condensação do vapor e tempos de permanência mais longos, uma investigação sobre a extensão das reações secundárias pode ser realizada. A pirólise rápida em reatores de leito fluidizados está sujeita a ocorrência de reações secundárias. Essas reações ocorrem principalmente devido a fatores importantes na operação destes reatores, como tempo de retenção dos vapores, pressão parcial, presença de minerais na biomassa e temperatura de reação. Diferentes gradientes de temperatura no reator de leito fluidizado pode também ter contribuído para a ocorrência de reações secundárias. / Doutor em Engenharia Química

A manga é uma das frutas tropicais mais produzida no mundo, sendo amplamente consumida in natura e processada. O seu processamento gera grande quantidade de resíduos, sendo 15 % a 20 % do seu peso representado pela casca. A casca da manga contém quantidades significativas de fitoquímicos, como os compostos fenólicos, os carotenoides e a pectina. Devido à sua composição química, rica em compostos benéficos à saúde, e à grande quantidade de resíduos gerados anualmente a casca da manga apresenta enorme potencial para ser utilizada como ingrediente funcional. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a extração sequencial de compostos fenólicos e pectina da casca da manga com o auxílio do ultrassom. O trabalho foi divido em duas etapas. A primeira etapa avaliou a extração dos compostos fenólicos através de um planejamento experimental 32. As variáveis independentes foram a concentração de etanol na solução aquosa de extração (25-75 %, v/v) e a potência do ultrassom (25-75 %). Os resultados mostraram que o ultrassom não afetou significativamente a extração dos compostos fenólicos. Visando reduzir a quantidade de solvente e energia gastas no processo de extração, o melhor rendimento (67 %) foi obtido com solução aquosa com 50 % de etanol, sem aplicação do ultrassom, e 8 minutos de processamento. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a influência do ultrassom e da extração prévia dos compostos fenólicos na qualidade e rendimento da pectina. Os resultados demostraram aumento superior a 50 % no rendimento da pectina com a aplicação do ultrassom no resíduo da extração dos compostos fenólicos. A extração prévia dos compostos fenólicos não prejudicou o rendimento e a qualidade da pectina extraída da casca da manga demostrando que os compostos fenólicos e pectina podem ser extraídos da casca da manga com auxílio de uma tecnologia emergente. / Mango is an important tropical fruit consumed in fresh or processed form worldwide. Commercial processing of mango into juice, nectar, pulp, puree, and jam produces 15-20 % peel waste. Mango peel contains significant amounts of phytochemicals, like phenolic compounds, carotenoids and pectin, which makes it suitable to be processed for value-added applications in functional foods and nutraceuticals. Mango peel has enormous potential as a functional ingredient. Thus the aim of this work was to study the ultrasound technology potential for sequential extraction of phenolic compounds and pectin from this agroindustrial waste. The work was divided in two steps. The first step was to explore the phenolic compound extraction assisted by ultrasound using an experimental design (32). The independent variables were ethanol concentration (%) and ultrasound power intensity (%). The results showed that the ultrasound power intensity did not affect the phenolic compound content extracted. Aiming to reduce the amount of solvent and the spending energy, the best extraction yield (67 %) was obtained using 50 % of ethanol concentration, without ultrasound intensity and 8 minutes of experiment under stirring. In the second step, the aim was to investigate the potential of ultrasound intensity and the influence polyphenols removal on the extracted pectin quality. Results showed that extraction yield enhance over than 50 % when ultrasound (75 %) was used on the phenolic extraction residue and the pectin obtained a galacturonic acid content higher than 65 %. The phenolic extraction did not affect the quality of the pectic polymer extracted from mango peel. The results showed that the phenolic compounds and pectin from mango peel can be extracted using an emerging technology.

O concreto armado é um material de alta relevância para a construção civil e o aprimoramento das técnicas de análise estrutural possibilitam a elaboração de projetos mais realistas. Dentre os aprimoramentos, pode-se citar o incremento preciso de informações referentes às questões de envelhecimento, levando-se em conta, desta forma, fenômenos como fluência e retração relacionados com a idade do material no momento da aplicação das cargas. A análise de estruturas de cascas é altamente complexa e o incremento de deformações devido ao comportamento diferido pode resultar em conformações divergentes às obtidas pelas análises instantâneas, sendo bastante relevante ao campo da engenharia estrutural. Assim, este trabalho apresenta um modelo numérico computacional, com base no método dos elementos finitos, para análise diferida e não linear física e geométrica de cascas de concreto armado. Com esta finalidade, elementos de casca laminares, segundo uma formulação isoparamétrica Lagrangeana, foram implementados para representar o concreto. Para as armaduras, implementações dos modelos incorporado e distribuído foram realizadas. Na análise do concreto submetido a cargas instantâneas um modelo elastoplástico é admitido. Para a análise diferida, modelos Kelvin e Maxwell generalizados foram implementados, calibrados para o uso em estruturas de concreto e comparados entre si. A formulação geral inclui ainda os efeitos da fissuração no concreto e é válida nos campos dos grandes deslocamentos e pequenas deformações. Os resultados obtidos foram satisfatórios, para todos os modelos implementados, quando comparados com dados experimentais. / The reinforced concrete is a high relevance material to the civil construction and improvements of structural analysis tools result in more realistic projects. Increment of information about the aging material as creep and shrinkage are some of these improvements possibilities. The analysis of shell structures is complex and the assumption of long term analysis could result in a different deformed shape when compared with an instantaneous analysis, being very important to structural engineering. Thus, a numeric computational model, based on finite element method, aiming long term and nonlinear analysis of reinforced concrete shells is presented in this work. Degenerated shell elements, according a Lagrangean isoparametric formulation, were implemented. Smeared and embedded models to the reinforcement representation were incorporated. For instantaneous analysis an elastoplastic model has been admitted, while for long term analysis, viscoelasticity based on generalized Kelvin chain and generalized Maxwell chain have been proposed. These chains were calibrated for use in concrete structures and compared between each other. The general formulation includes cracking effects and it can be applied to large displacements and small deformations. The software has presented good agreement with experimental results.