Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-28T16:05:54Z No. of bitstreams: 1 Magali Rejane Rigon_.pdf: 2117313 bytes, checksum: db2986166b3d376c1a0794834d5c1582 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T16:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magali Rejane Rigon_.pdf: 2117313 bytes, checksum: db2986166b3d376c1a0794834d5c1582 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A partir da idéia precursora do desenvolvimento sustentável e com a crescente preocupação com relação à geração de impactos ambientais, as empresas, para que se mantenham competitivas no mercado, necessitam melhorar seu desempenho ambiental, uma vez que esse se torna cada vez mais importante. Com essa perspectiva, a avaliação do ciclo de vida (ACV) vem se tornando importante entre as ferramentas utilizadas para auxiliar na compreensão, controle e redução dos impactos ambientais. Ela permite identificar os processos que contribuem de forma mais significativa para o impacto ambiental de um produto, ao longo do seu ciclo de vida, oferecendo suporte na tomada de decisões ambientalmente adequadas. Sendo a indústria da construção civil responsável por uma parcela significativa dos impactos ambientais negativos causados ao meio ambiente, estudos voltados para questões ambientais são cada vez mais requisitados e essa metodologia se insere como uma ferramenta indispensável para o desenvolvimento sustentável do setor. A Cinza de Casca de Arroz (CCA), um resíduo gerado em usinas termelétricas, possui potencial para ser utilizado como um coproduto no concreto, em substituição de parte do cimento. Diante do contexto apresentado, essse trabalho teve como objetivo avaliar ambientalmente o uso da casca de arroz como biomassa para fins energéticos e do coproduto cinza aplicado ao concreto. Para que o objetivo do trabalho fosse atingido, foram levantados os aspectos e impactos ambientais significativos dos processos de combustão da biomassa em grelha e leito fluidizado, através de uma planilha de avaliação de aspectos e impactos ambientais. A partir da identificação dos impactos significativos procederan-se o levantamento dos dados junto às Usinas Termeletricas (UTE) em estudo. Com o apoio do Sofware ArcGis 10.0, foram mapeadas as empresas beneficiadoras de arroz do Rio Grande do Sul, as UTEs e as concreteiras distantes 100 km, 200 km, 300 km e 400 km das geradoras da CCA. Os resultados obtidos mostram que a substituição de cimento Portland por 20% de CCA LF contribui para a redução de cerca de 24% das emissões de CO2 eq do concreto em estudo, sendo que os benefícios ambientais obtidos são mantidos mesmo com a cinza distante 400 km da concreteira. Já para o concreto produzido com 20% de CCA GR os resultados mostraram uma redução de 7,7% nas emissões de CO2 eq. Os resultados foram influenciados pela qualidade da cinza gerada, que por sua vez, se relaciona aos processos de combustão da biomassa. O processo de combustão da biomassa sobre a grelha promove a combustão da casca sobre diferentes gradientes de temperatura, já o processo de combustão em leito fluidizado, gera uma combustão mais uniforme da biomassa, promovido pelo perfil de temperatura relativamente constante. Assim, a cinza gerada pelo processo de combustão da casca de arroz em leito fluidizado, além de reduzir as emissões de CO2 eq do concreto, contribui para a redução do consumo de materiais utilizados na sua fabricação, quando comparado ao concreto produzido com a cinza gerada pelo processo de combustão da casca de arroz em grelha. / From the precursor idea of sustainable development and the growing concern about the generation of environmental impacts, companies to remain competitive in the market, need to improve their environmental performance, as this becomes increasingly important. With this perspective, Life Cycle Assessment (LCA) has been gaining strength among the tools used to assist in understanding, controlling and reducing environmental impacts, since it identifies the processes that contribute most significantly to the environmental impact of a product throughout its life cycle, offering support in making environmentally sound decisions. As the construction industry accounts for a significant portion of the negative environmental impacts caused to the environment, studies focused on environmental issues are increasingly required and this methodology is included as an indispensable tool for sustainable development of the sector. The rice husk ash (RHA), a residue generated in thermal power plants, has the potential to be used as a co-product in concrete, cement replacement part. In front of the context presented, the aimed to evaluate the use of environmentally rice husks as biomass for energy purposes and gray coproduct applied to the concrete. For the purpose of the work was reached, the significant environmental aspects and impacts of processes combustion of biomass in grate and fluidized bed were raised through a spreadsheet evaluation of environmental aspects and impacts. From the identification of significant impacts the data collection is procedure together to power plants under study. With the support of Software ArcGIS 10.0, mapped the rice processing companies of Rio Grande do Sul, the thermal power plants and concrete producers distant 100 km, 200 km, 300 km and 400 km from the RHA generators. The results show that the replacement of Portland cement with 20% RHA FB contributes to a reduction of about 24% of CO2 eq concrete under study, and the environmental benefits achieved are maintained even with the distant gray 400 km of service concreting plant. As for the concrete produced with 20% RHA GR results showed a reduction of about 7,7% of CO2 eq concrete under study. The results were influenced by the quality of ash generated, which in turn, relates to the biomass combustion processes. The process of combustion of the biomass over the grid promotes the combustion of the shell over various temperature gradients, since the process of fluidized bed combustion, produces a more uniform combustion of biomass, promoted by the relatively constant temperature profile. Thus, the ash generated by the combustion process of rice husk fluidized bed, and reduce emissions of CO2 eq concrete, helps to reduce the consumption of materials used in its manufacture when compared to concrete produced with the ash generated by the combustion process of rice husk grid.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The generation of residual materials and its unavoidable disposal in the environment has been a reason of great concern, not only environmentally but also economically. The use of these renewable residual feedstocks, not only for the production of heat and energy, but also for the generation of technological products, has become a priority. In this study, it was investigated the physico-chemical and fermentative processes for the good use of the agro-industrial residue rice husks. The husks, resulting from the rice processing, has been also used, even incipiently, for the generation of heat to dry grains and electrical energy. As a result of this process, rice husk ash (RHA) is available, very rich in silica (sílica), representing a potential future source of industrial raw material. Micronized RHA, obtained from micro grinding process, was used to produce three types of silica xerogels, which were tested as additives for rice cultivation. The good results demonstrated the feasibility of the use of the xerogel silicas in substitution of agrochemical products. The influence of the process parameters (pH, time, concentration) was determined by means of the response surface methodology (RSM). The maximum production yields of sodium, potassium and calcium silica xerogels were 98%, 95% and 75%, respectively. The silica produced was characterized and analyzed by the following techniques: X-ray fluorescence and X-ray diffractometry (XRF, XRD), Fourier-transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electronic microscopy (SEM), particle size distribution determined by laser diffraction, specific surface area by BET method (Brunauer, Emmett e Teller), and determination of metals by inductively coupled plasma emission optical pectrometry (ICP-OES). The production of xylose was studied by acid hydrolysis of rice husk, under pressure, in autoclave. Then, the xylose was converted into xylitol by fermentation. The process parameters, temperature and reaction time, were adjusted by RSM. Fermentations were performed using the yeast species Candida guilliermondii and Candida tropicalis, with maximum yields of 40% and 8%, respectively. The influence of various types of pretreatment of the sample was evaluated, demonstrating the potential yields of 66% and 64%, respectively, when the husk was treated with hydrogen peroxide and ammonium hydroxide solutions. When using physical pretreatment (ultrasound), yields up to 62% can be obtained. The influence of the variation of acid concentration and pH of the hydrolyzate on the yields was also evaluated. The contact time and amount of activated carbon added to the hydrolyzate exerts great influence on the process yield. The products obtained - xylose and xylitol - were identified and quantified by liquid chromatography coupled to mass spectrometer (LC-MS/MS) with electrospray ionization in positive mode. Results of the second order RSM applied to obtain silica xerogel as well as xylitol were evaluated by analysis of variance (ANOVA). The efficiency of the processes studied here shows that they may be interesting alternatives of use of biomass residue rice husk, with considerable economic potential and positive environmental impact. / A geração de materiais residuais e o seu descarte no ambiente têm sido motivo de grande preocupação, tanto ambiental quanto econômica. O aproveitamento destas matérias-primas residuais renováveis, não apenas para a produção de energia e calor, mas também para a geração de produtos tecnológicos, tornou-se uma prioridade. Neste trabalho, investigaram-se processos físico-químicos e fermentativos para o aproveitamento do resíduo agroindustrial casca de arroz (CA). A casca, resultante do beneficiamento do arroz, tem sido utilizada, ainda que incipientemente, na produção de calor para secagem de grãos e produção de energia elétrica. Em consequência deste processo, tem-se a formação de cinza da casca de arroz (CCA), muito rica em sílica (SiO2), apresentando grande potencial como futura matéria-prima industrial. A CCA micronizada, obtida a partir do processo de micromoagem, foi utilizada na obtenção de três tipos de sílicas xerogéis, que foram testadas como aditivos para o cultivo de arroz. Os bons resultados alcançados demonstram a viabilidade do aproveitamento da sílica xerogel em substituição a derivados agroquímicos. A influência dos parâmetros de processo (pH, tempo, concentração) foi determinada por meio de metodologia de superfície de resposta (RSM). Os rendimentos máximos de produção das sílicas xerogéis base sódio, potássio e cálcio foram de 98%, 95% e 75%, respectivamente. As sílicas produzidas foram caracterizadas e analisadas por meio de técnicas de fluorescência e difração de raios-X (XRF, XRD), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (SEM), distribuição do tamanho de partículas segundo a técnica de difratometria a laser, área de superfície específica pelo método BET (Brunauer, Emmett e Teller) e determinação de metais pela técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). A produção de xilose foi estudada por meio de hidrólise ácida à pressão da CA. A xilose, por sua vez, foi convertida em xilitol por meio de processo fermentativo. Os parâmetros de processo, temperatura e tempo reacional, foram ajustados por meio de RSM. As fermentações foram feitas com auxílio das leveduras das espécies Candida guilliermondii e Candida tropicalis, com rendimentos máximos de 40% e 8%, respectivamente. Avaliou-se a influência de diversos tipos de pré-tratamento da amostra, evidenciando-se rendimentos de 66% e 64%, respectivamente, quando a CA foi tratada com solução de peróxido de hidrogênio e com solução de hidróxido de amônio. Quando se utiliza pré-tratamento físico (ultra-som), rendimento de até 62% pode ser obtido. A influência da variação da concentração de ácido e do pH do hidrolisado sobre o rendimento também foi avaliada. Comprovou-se, ainda, que o tempo de contato e a quantidade de carvão ativado adicionado ao hidrolisado, exercem grande influência sobre o rendimento. Os produtos obtidos - xilose e xilitol - foram identificados e quantificados por cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas (LC-MS2) com ionização eletrospray, no modo positivo. Os resultados do modelo de superfície de resposta de segunda ordem, aplicado tanto ao processo de obtenção de sílicas xerogéis como ao de produção de xilitol, foram avaliados por meio de análise de variância (ANOVA). A eficiência dos processos estudados demonstra que estes podem constituir interessante alternativa para o aproveitamento da biomassa residual CA, com apreciável potencial econômico e positiva repercussão ambiental.

Pectin is a soluble dietary fiber that in addition to its role in the food industry as a thickener and emulsifier, provides metabolic effects related to weight control, lipids and glucose levels. It is found in significant amounts in agro-industrial residues such as bark and fruit cake. Soybean hulls, a product derived from the bran extraction and legume oil, also has a large amount of pectin in its composition. However, sources of different characteristics tend to provide pectins with monomeric organization and differentiated properties, which determine its technological application and metabolic role. Moreover, studies have indicated that the products of its hydrolysis, in particular pectic oligosaccharides have bifidogenic characteristics are considered as a new class of prebiotics. However, changes in physical and chemical properties caused by hydrolysis and its metabolic effects are not well studied. The optimal amounts of pectic prebiotics consumption also require further evidence to be established. Therefore, the aim of this study was to select promising raw material for efficient extraction and hydrolysis of pectin, evaluating the resulting product (partially hydrolyzed pectin) and the physical and chemical properties and prebiotic potential in vivo. The agro-industrial waste used were soybean hulls, passion fruit peel and orange peel. The passion fruit peel was the raw material with the greatest potential for pectin extraction by presenting yield ( 15.71 %) and galacturonic acid content ( 51.3 % ) , similar to orange peel ( 17.96 % yield and 60.45 % of galacturonic acid) in pectic concentrate, but with residual levels of protein and lipids reduced. Although high pectin content in its composition , the yield of extraction of the polysaccharide was only 5.66 % for soybean hulls . Therefore, passion fruit peel was chosen for pectit prebiotics production. Acid hydrolysis was efficient for two hours to produce changes in molecular weight distribution profile of passion fruit peel pectin, increasing the amount of low molecular weight compounds. The physico-chemical properties form also altered by hydrolysis, with decreased water holding capacity and the copper connection, and increased capacity for absorbing fat. The addition of 0.25% of partially hydrolyzed passion fruit peel pectin provided prebiotic effect, resulting in increased production of short chain fatty acids in growth in rat cecum. / A pectina é uma fibra alimentar solúvel que, além de seu papel na indústria de alimentos como espessante e emulsificante, proporciona efeitos metabólicos relacionados ao controle do peso, perfil lipídico e glicêmico. É encontrada em quantidades significativas em resíduos da agroindústria, como cascas e bagaços de frutas. A casca de soja, um produto resultante da extração do farelo e do óleo da leguminosa, também possui grande quantidade de pectina em sua composição. Todavia, fontes de características diferentes tendem a fornecer pectinas com organização monomérica e propriedades diferenciadas, as quais determinam sua aplicação tecnológica e papel metabólico. Além disso, estudos têm apontado que os produtos da sua hidrólise, em especial os oligossacarídeos pécticos, apresentam características bifidogênicas, sendo considerados uma nova classe de prebióticos. No entanto, as alterações nas propriedades físico-químicas causadas pela hidrólise e seus efeitos metabólicos são pouco estudadas. As quantidades ideais de consumo de prebióticos pécticos também carecem de maiores evidências para serem estabelecidas. Portanto, o objetivo deste estudo foi selecionar matéria-prima promissora para eficiente extração e hidrólise de pectinas, avaliando o produto resultante (pectina parcialmente hidrolisada) quanto às propriedades físico-químicas e potencial prebiótico in vivo. Os resíduos agroindustriais utilizados foram casca de soja, casca de maracujá e bagaço de laranja. A casca de maracujá foi a matéria-prima de maior potencial para extração de pectinas por apresentar rendimento (15,71%) e teor de ácido galacturônico (51,3%), semelhante ao bagaço de laranja (17,96% de rendimento e 60,45% de ácido galacturônico) no concentrado péctico, porém com teores residuais de proteína e lipídeos reduzidos. Embora com elevado teor de pectina em sua composição, o rendimento de extração deste polissacarídeo foi de apenas 5,66% para a casca de soja. Portanto, a casca de maracujá foi escolhida para a produção dos prebióticos pécticos. A hidrólise ácida por duas horas foi eficiente para produzir alterações no perfil de distribuição de massa molar da pectina de casca de maracujá, aumentando a quantidade de compostos de baixa massa molar. As propriedades físico-químicas também foram alteradas pela hidrólise, com diminuição da capacidade de retenção de água e de ligação a cobre, e aumento da capacidade de absorção de gordura. A adição de 0,25% de pectina de casca de maracujá parcialmente hidrolisada proporcionou efeito prebiótico, confirmado pela maior produção de ácidos graxos de cadeia curta no ceco de ratos em crescimento.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-20T21:53:08Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T21:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO AUGUSTO DE SOUZA - TESE PPGEP 2011.pdf: 49177196 bytes, checksum: 3a3bd80203819d1ca322cf48f20425fa (MD5) Previous issue date: 2011-08-22 / 0 acelerado processo de modernização na agroindústria tem contribuído para o aumento significativo na geração de resíduos agrícolas que acarretam danos para o meio ambiente. O processo de beneficiamento do arroz gera grande quantidade de casca, estes resíduos são, geralmente, depositados em terrenos ou lançados em cursos d'água, ocasionando degradações ambientais, devido à lenta biodegradação. O seu aproveitamento na construção civil, como produto alternativo, pode contribuir para a conservação e a preservação do meio ambiente. Este trabalho tem por objetivo o estudo da durabilidade de blocos de solo-cimento com a incorporação de casca de arroz. Os ensaios foram realizados com auxílio de ciclos de molhagem e secagem, para avaliar a durabilidade dos blocos convencionais e alternativos incorporados com casca de arroz. Os resultados obtidos indicam que o aumento do teor de casca de arroz, eleva o valor de absorção de água, diminui a resistência à compressão simples, aumenta a perda de massa e a variação de volume, devido o grande volume de vazios apresentados pela casca de arroz e a falta de interação entre o sistema solo-cimento e casca de arroz. Os ensaios de durabilidade pelo método de degradação acelerada e os ensaios de caracterização mineralógica realizados com os blocos alternativos de solo-cimento incorporados com casca de arroz indicaram a composição de 10% de cimento mais a combinação de 86% solo e 4% de casca de arroz, ideal para a fabricação de blocos de alvenaria para construção civil. / The accelerated process of modernization in the agricultural industry has contributed to the signrficant increase in the generation of agricultural residues that cause damage to the environment. The beneficiation process generates large quantities of rice husk, these wastes are usually deposited on land or thrown into streams, causing environmental degradation due to slow bíodegradation. Its use in construction, such as alternative product, can contribute to the conservation and preservation of the environment. This work aims to study the durability of soil-cement with the addition of rice husk. The tests were carried out usíng cycles of wettíng and drying, to evaluate the durability of conventional and alternative blocks embedded with rice husk. The results indicate that increasing the amount of rice husk, raises the value of water absorption, decreases the compressive strength, increases the loss of mass and volume change, due to the large volume of voids produced by rice husk and lack of interaction between the soil-cement and rice husk. Durability testing by the method of accelerated degradation and mineralogical characterization tests performed with the alternative blocks of soil-cement íncorporated with rice husk indicated the composítion of 10% cement plus the combination of soil and 4% 86% peei rice, ideal for the manufacture of masonry blocks for construction.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5305.pdf: 946081 bytes, checksum: 81e4f5bc1df570d2fc2c0af3a06d0f34 (MD5) Previous issue date: 2012-09-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / The agro-industrial residues have great potential for providing silicon (Si) and other nutrients for crops. The objective of this work to assess the supply of silicon for organic waste agribusiness, and to evaluate the influence of this nutrient in the accumulation of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg ) and sulfur (S) in maize. We analyzed the accumulation of silicon in the leaves and stems of the plant and the effect of these sources in stem diameter, the height and mass of dry corn plant, as well as the accumulation of N, P, K, Ca, Mg and S in corn leaves provided by agro-industrial residues and by levels of silicon used. The experiment was conducted in a greenhouse in a completely randomized design (4x3) + 1. We evaluated three sources organic agribusiness (bagasse ash from sugar cane filter cake rotary sugarcane and rice hulls), and for the supply of silicon also evaluated the mineral source (calcium silicate PA); three strengths of SiO2 (175 kg ha-1, 350 kg ha-1 and 700 kg ha-1) and additional treatment (control), which received no SiO2. The sources and doses of SiO2 did not affect the mass of dried corn plants. However, the addition of SiO2 dose provided an increase in the diameter of stem of the maize plant. The rice hulls was more efficient among all treatments in Si supply to the corn crop. The supply of Si favors the absorption and consequent accumulation of potassium and phosphorus from the corn plant. There was no relationship between the supply of Si and Mg and S uptake by corn plant. Finally, there was no relationship between the accumulation of Si and the reduction of leaf N in corn plants. / Os resíduos agroindustriais possuem elevado potencial para fornecimento de silício (Si) e outros nutrientes para as culturas agrícolas. Objetivou-se, com esse trabalho, avaliar o fornecimento de silício por resíduos orgânicos agroindustriais, e avaliar a influência desse nutriente no acúmulo de nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre(S) na planta de milho. Foi analisado o acúmulo de silício nas folhas e nos colmos da planta e o efeito dessas fontes no diâmetro do colmo, na altura e na massa da planta de milho seca, assim como o acúmulo de N, P, K, Ca, Mg e S nas folhas de milho proporcionado pelos resíduos agroindustriais e pelas doses de silício utilizadas. O experimento foi instalado em casa de vegetação no delineamento experimental inteiramente casualizado (4x3) + 1. Foram avaliadas três fontes orgânicas agroindustriais (cinza de bagaço de cana-de-açúcar, torta de filtro rotativo de cana-de-açúcar e casca-de-arroz carbonizada), e para o fornecimento de silício também avaliou-se a fonte mineral (silicato de cálcio P.A.); três dosagens de SiO2(175 Kg ha-1, 350 Kg ha-1 e 700 Kg ha1) e o tratamento adicional (testemunha), o qual não recebeu SiO2. As fontes e doses de SiO2 não influenciaram a massa das plantas secas de milho. Entretanto, o acréscimo das doses de SiO2 proporcionou o aumento no diâmetro de colmo da planta de milho. A casca-de-arroz carbonizada mostrou-se mais eficiente entre todos os tratamentos no fornecimento de Si para a cultura do milho. O fornecimento de Si favoreceu a absorção e consequente acúmulo de P e K pela planta de milho. Não se observou relação entre o fornecimento de Si e a absorção de Mg e S pela planta de milho. Por fim, não houve relação entre o acúmulo de Si e a redução do N foliar nas plantas de milho.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luciana Reis Fontinelle Souto.pdf: 3386616 bytes, checksum: 6b773bbb93582ddab7140968d3299e26 (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / The present work aimed to produce vinegar from cassava peel, as well to evaluate its physicochemical and functional characteristics. Thus cassava peel was sanitized, dried in an oven at 55ºC, for 24 hours and grinded. Cassava peel showed pH 4.85 ± 0.05, humidity 72.53 ± 0.09 g (100g)-¹; flour humidity 11.75 ± 0.09 g (100g)-¹; 5.18 ± 0.13 mL NaOH 1M (100g)-¹ of acidity; 60.68 ± 1.86 g (100g)-¹ of amid; 1.08 ± 0.03 g (100g)-¹ of reducing sugar; 1.63 ± 0.04 g (100g)-¹ of ashes; 0.86 ± 0.02 g (100g)-¹ of lipids and 3.97 ± 0.05 g (100g)-¹ of proteins. The enzymatic hydrolysis optimization was carried out by Central Composite Rotational Design (CCRD), divided in two essays. In the first essay it was analyzed the effects of α-amylase [10 to 50 U (g amid)-¹] concentrations and of enzyme amyloglucosidase [80 to 400 U (g amid)-¹]. In the second essay it was studied the action of each enzyme separately (liquefaction and saccharification). In liquefaction it was varied the temperature (25 to 50°C), concentration of α-amylase [4 to 20 U (g amid)-¹] and time (30 to 120 minutes). In saccharification it was varied the concentration of amyloglucosidase [200 to 300 U (g amid)-¹] and time (12 to 36 hours), with the fixed temperature at 60°C. The variable responses to the essays were the percentage of amid conversion into reducing sugar and soluble solids content. From the results obtained in the optimization, the production of the hydrolyzed was carried out in a higher scale. The liquefaction was accomplished with 12 U (g amid) of α-amylase, at 37°C for 75 minutes and the saccharification with 200 U (g amid) amyloglucosidase at 60°C for 15.5 hours. The hydrolyzed presented pH 4.54 ± 0.005; 9.5 ± 0.05°Brix of soluble solids, sourness 3.92 ± 0.19 mL (100 mL)-¹; and reducing sugar 91.84 ± 1.8 g (100g)-¹ To the alcoholic fermentation, the hydrolyzed has its soluble solids adjusted to 14° Brix with commercial sugar addition. The alcoholic fermentation was carried out in plastic container of 20L capacity, simulating a Batch reactor. In each container, it was added 10L of hydrolyzed in the presence of 1% [m (v)-¹] of commercial baker's yeast. It was incubated the container in shaker at 28°C, 50 rpm, for 24 hours. The alcoholic fermentation presented sourness of 57.97 ± 2.68 meq (L)-¹; 0.094 g (100g) -¹ of reducing sugar; relative density at 20°C of 0.9885; pH 4.45; 4.33°Brix of soluble solids and real alcoholic content of 6.80 mL (100 mL)-¹. Through the alcoholic content of the fermented, it was necessary to add commercial grain alcohol 96°GL to the acetic fermentation. This was accomplished by submerse method, using standing acetifiers, with temperature adjusted to 30°C and the air flow rate to 5L (min)-¹. The inoculum used came from strong rice vinegar. The vinegar obtained were vacuum-filtered using white tipping paper and Büchner funnel and undergone to pasteurization at 65°C for 5 minutes. The yield of acetic fermentation was high (96.72%) and the productivity oscillated along the cycles, getting its higher value at 0.22 [g L (h)-¹]. The cassava by-product vinegar presented 6.88 ± 0.47 g acetic acid (100 mL)-1; 1.76 ± 0.07 g (L)-¹ of ashes; relative density at 20°C of 1.0160 ± 0,0011; dried powder 15.60 ± 0.57 g (L)-¹; 0.19 ± 0.01 mL (100 mL)-¹ real alcoholic content, pH 3.32 ± 0.11; antioxidant capacity 25.96 ± 1.49% DPPH; 204.70 ± 1.49 mg EAG (100 mL)-¹ of total polyphenols; and 19.35 ± 1.08 mg Ecat (100 mL)-¹ of condensed tannins. The cassava by-product vinegar produced answered the Brazilian laws specifications and presented physicochemical and functional characteristics similar to the commercial vinegars. Thus, the utilization of cassava by-product to the vinegar production is technologically viable, showing to be a good option of this waste product valorization. / O presente trabalho objetivou produzir vinagre a partir da casca de mandioca, assim como avaliar as suas características físico-químicas e funcionais. Para tal, a casca de mandioca foi sanitizada, seca em estufa a 55°C, por 24 horas e triturada. A casca de mandioca apresentou pH de 4,85 ± 0,05; 72,53 ± 0,09 g (100g)-¹ de umidade; umidade da farinha de 11,75 ± 0,14 g (100g)-¹; 5,18 ± 0,13 mL NaOH 1M (100g)-¹ de acidez; 60,68 ± 1,86 g (100g)-¹ de amido; 1,08 ± 0,03 g (100g)-¹ de açúcar redutor; 1,63 ± 0,04 g (100g)-¹ de cinzas; 0,86 ± 0,02 g (100g)-¹ de lipídios e 3,97 ± 0,05 g (100g)-¹ de proteínas. A otimização da hidrólise enzimática foi realizada por meio do delineamento composto central rotacional (DCCR), dividida em dois ensaios. No primeiro ensaio analisou-se os efeitos das concentrações da enzima α-amilase [10 a 50 U (g amido)-¹] e da enzima amiloglucosidase [80 a 400 U (g amido)-¹] e no segundo ensaio estudou-se a ação de cada enzima separadamente (liquefação e sacarificação). Na liquefação variou-se a temperatura (25 a 50°C), concentração de α-amilase [4 a 20 U (g amido)-¹] e tempo (30 a 120 minutos). Na sacarificação variou-se a concentração de amiloglucosidase [200 a 300 U (g amido)-¹] e tempo (12 a 36 horas), sendo a temperatura fixa em 60°C. As variáveis respostas para os ensaios foram a porcentagem de conversão do amido em açúcares redutores e o teor de sólidos solúveis. A partir dos resultados obtidos na otimização, a produção do hidrolisado foi realizada em maior escala. A liquefação foi realizada com 12 U (g amido)-¹ de α-amilase, a 37°C por 75 minutos e a sacarificação com 200 U (g amido)-¹ de amiloglucosidase a 60°C por 15,5 horas. O hidrolisado apresentou pH de 4,54 ± 0,005; 9,5 ± 0,05°Brix de sólidos solúveis, acidez de 3,92 ± 0,19 mL (100 mL)-¹; e 91,84 ± 1,8 g (100g)-¹ de açúcares redutores. Para a fermentação alcoólica, o hidrolisado teve seu teor de sólidos solúveis ajustado para 14°Brix com a adição de açúcar comercial. A fermentação alcoólica foi realizada em recipiente de plástico de 20 L de capacidade, simulando um reator de batelada. Em cada recipiente, adicionou-se 10 L de hidrolisado na presença de 1% [m (v)-¹] de fermento biológico comercial. Incubou-se os recipientes em shaker a 28ºC, 50 rpm, por 24 horas. O fermentado alcoólico apresentou acidez de 57,97 ± 2,68 meq (L)-¹; 0,094 ± 0,008 g (100g) -¹ de açúcar redutor; densidade relativa a 20°C de 0,9885 ± 0,0024; pH de 4,45 ± 0,05; 4,33 ± 0,12°Brix de sólidos solúveis e grau alcoólico real de 6,80 ± 0,17 mL (100 mL)-¹. Mediante ao teor alcoólico do fermentado, foi necessário adicionar álcool comercial de cereal 96°GL para a fermentação acética. Esta foi realizada pelo método submerso, utilizando acetificador de bancada, com temperatura ajustada em 30°C e a vazão de ar em 5 L (min)-¹. O inóculo utilizado foi oriundo de vinagre forte de arroz. Os vinagres obtidos foram filtrados a vácuo utilizando papel filtro e funil de Büchner e submetidos à pasteurização a 65°C por 5 minutos. O rendimento da fermentação acética foi alto (96,72%) e a produtividade oscilou ao longo dos ciclos, tendo seu maior valor em 0,22 [g L (h)-¹]. O vinagre de casca de mandioca apresentou 6,88 ± 0,47 g ácido acético (100 mL)-¹; 1,76 ± 0,07 g (L)-¹ de cinzas; densidade relativa a 20°C de 1,0160 ± 0,0011; extrato seco de 15,60 ± 0,57 g (L)-¹; 0,19 ± 0,01 mL (100 mL)-¹ de grau alcoólico real, pH de 3,32 ± 0,11; capacidade antioxidante de 25,96 ± 1,49 % DPPH; 204,70 ± 1,49 mg EAG (100 mL)-1 de fenóis totais; e 19,35 ± 1,08 mg Ecat (100 mL)-¹ de taninos condensados. O vinagre de casca de mandioca produzido atendeu as especificações da legislação brasileira e apresentou características físico-químicas e funcionais similares a vinagres comerciais. Sendo assim, o aproveitamento da casca de mandioca para a produção de vinagre se mostrou viável tecnologicamente, apresentando-se como uma boa opção de valorização deste resíduo.

Cement is the construction building material with higher responsibility by carbon dioxide emission of all industrial human activities, besides be a considerably expensive material, more than the rice husk ash in nature. Environmental benefits are generated in its utilization, because rice husk ashes are industrial process residues of the grain processing, that are discarded in the environment without none care. The using of these ashes in partial cement substitution in structural concrete, beside of the economical and environmental benefits, proportionate, in general, a higher useful life to the reinforced concrete structures. Based in theses environmental principles, this work aims at to study the technical and economical viability of the RHA utilization, substituting the cement partially, in concrete mixtures for conventional concrete. concrete prototypes with 20 x 20 x 70 cm, with and without ground and non-ground RHA, in 0%, 15% and 25% contents of cement substitution, with water/binder ratios of 0,45, 0,55 and 0,65. Exposed in natural environmental conditions (0,3 0,4% of CO2) the concrete prototypes were analyzed at 18, 24 and 30 months, to the axial compressive strength and carbonation by means of extraction of specimens perpendicularly cut to the casting direction, with 10 x 20 cm dimensions. The axial compressive strength at 18 months of the ground RHA mixtures were higher to the reference concrete, while the natural RHA ones were lower than the latter, with higher decreases for the 25% content than for 15%. The natural carbonation coefficients of reference concrete were the smallest ones, followed by the ground RHA with 15% and 25% and, after, with natural RHA, 15% and 25%. The results show that is possible substitute until 15% of cement by natural rice husk ash without pronounced strength losses (around 20%) and with carbonation coefficients between 4 and 5 mm.ano-0,5, values considered adjusted for conventional concrete. / O cimento é o material de construção com maior responsabilidade pela emissão do dióxido de carbono de todas as atividades industriais humanas, alem de ser um material consideravelmente mais caro do que as CCA s, in natura. Benefícios ambientais são gerados na sua utilização, pois as cinzas de casca de arroz são resíduos de processos industriais do beneficiamento do grão, que muitas vezes são descartados no meio ambiente, sem nenhuma preocupação ambiental. Usá-las em substituição parcial do cimento em concretos estruturais, além de benefícios econômicos e ambientais, proporciona, geralmente, uma maior vida útil às estruturas de concreto armado. Baseado nestes preceitos ambientais, esta pesquisa tem por objetivo o estudo da viabilidade técnica e econômica da utilização da cinza de casca de arroz (CCA), substituindo parcialmente o cimento nas misturas de concretos para uso em concreto convencional. Foram moldados protótipos de concreto de 20 x 20 x 70 cm, com CCA natural e moída, nos teores de 0, 15 e 25%, em substituição ao cimento, nas relações água/aglomerante 0,45, 0,55 e 0,65. Expostos em condições ambientais naturais (0,3 0,4% de dióxido de carbono), os protótipos de concreto foram analisados nas idades de 18, 24 e 30 meses, quanto à resistência, compressão axial e frente ao fenômeno de carbonatação natural, por meio da extração de testemunhos cortados perpendiculares à direção de moldagem, com dimensões 10 x 20 cm. A resistência à compressão axial a 18 meses dos traços com CCA moída foram superiores ao concreto de referência, enquanto que os de cinza natural foram menores do que as misturas com CCA moída, com quedas maiores para o teor de 25% do que para 15%. Os coeficientes de carbonatação natural do traço referência foram os menores de todos, seguidos dos CCA moída, com 15 e 25% e, após, com a CCA natural, de 15% e 25%. Os resultados mostram que é possível substituir até 15% de cimento por cinza de casca de arroz natural, sem moagem, sem perdas acentuadas de resistência (ao redor de 20%) e com coeficientes de carbonatação entre 4 e 5 mm.ano-0,5, valores que podem ser considerados adequados para concreto convencional.

[pt] As cascas cilíndricas possuem aplicações em diversas áreas da engenharia. Nas últimas décadas tem se observado o surgimento de novos materiais e suas técnicas de produção, levando a novas aplicações em estruturas de cascas. Dentre estas, as cascas sanduíche e cascas com gradação funcional têm levado, em muitas aplicações, a um melhor desempenho estrutural associado a uma redução de peso. Este trabalho tem como objetivo estudar as frequências naturais e as cargas críticas de cascas sanduíche com faces de metal e núcleo de espuma metálica e cascas com gradação funcional, onde as características da espuma metálica variam ao longo da espessura levando a uma estrutura similar à da casca sanduíche. Esses resultados são comparados com aqueles de cascas isotrópicas homogêneas. Para tanto, é utilizada a teoria linear de Donnell, que é uma das mais empregadas para análise de cascas. Primeiramente, derivam-se as equações de movimento assim como as equações de equilíbrio crítico. Utilizando as soluções analíticas para uma casca simplesmente apoiada, obtêm-se as matrizes de massa, de rigidez e de rigidez geométrica, possibilitando o cálculo das frequências naturais e cargas críticas da casca sob compressão axial e pressão lateral. Através de uma análise paramétrica, os resultados mostram a influência da geometria da casca, da variação do material ao longo da espessura, do cisalhamento no núcleo e dos termos de inércia nas cargas críticas e frequências naturais. Os resultados também ressaltam a influência do núcleo de espuma metálica no aumento da capacidade de carga e redução de peso das cascas sanduíche e com gradação funcional. / [en] Cylindrical shells are used in several areas of engineering fields. In the last decades has been observed the emergence of new materials and their production techniques, leading to new applications in shell structures. Among these, the sandwich shells and shell with functionally graded materials have led, in many applications, to a better structural performance associated to a reduction of weight. This work aims to study the natural frequencies and the critical loads of sandwich shells with metal faces and metal foam core and functionally graded shells, where the characteristics of the metallic foam vary throughout the thickness leading to a structure similar to that of the sandwich shell. These results are compared with those of homogeneous isotropic shells. For this, the linear theory of Donnell, which is one of the most used for shell analysis, is here used. First, the equations of motion as well as the critical equilibrium equations are derived. Using the analytical solutions for a simply supported shell, the mass, stiffness and geometric stiffness matrices are obtained, allowing the calculation of the natural frequencies and critical loads of the shell under axial compression and lateral pressure. Through a parametric analysis, the results show the influence of the shell geometry, material variation along the shell thickness, shear deformation of the core and the inertia terms on the critical loads and natural frequencies. The results also highlight the influence of the metallic foam core in increasing the load bearing capacity and reducing the weight of the sandwich and functionally graded shells.

Sabe-se que o Método dos Elementos Finitos em sua forma convencional é uma ferramenta poderosa no cálculo estrutural moderno. Porém, se o problema apresenta singularidades, como os efeitos de borda tipicamente introduzidos pelos vínculos nas estruturas em casca, a análise pode exigir alto refinamento da malha. Procurando resolver mais eficientemente esse tipo de problema, especificamente em estruturas com simetria de revolução como os tubos cilíndricos e as cascas esféricas, apresentam-se neste trabalho alternativas não convencionais para o emprego do Método dos Elementos Finitos. Dadas as simetrias de forma e carregamento, a abordagem pode ser feita em campo unidimensional. São apresentadas as respostas analíticas, em termos de deslocamentos e esforços, para as estruturas citadas, partindo-se de suas equações diferenciais governantes. Em seguida, as formas fracas correspondentes são resolvidas pelo Método dos Elementos Finitos, incorporando-se alguns tipos de enriquecimento que aproveitam a estrutura deste método. Por fim, são comparados os resultados aproximados entre si e com relação aos analíticos, comprovando o grande potencial das alternativas sugeridas. / It is known that the Finite Element Method in its conventional form is a powerful technique in the modern structural calculus. However, if the problem has singularities, as boundary effects typically introduced by the support into shell structures, the analysis may demand high refinement of the mesh. In order to resolve this type of problem more efficiently, particularly in structures with symmetry of revolution as cylindrical tubes and spherical shells, this dissertation presents non-conventional alternatives for the employment of the Finite Element Method. Due to the form and load symmetry, the treatment can be made in one-dimensional system. The analytical responses, in terms of displacements and efforts, are recovered to the mentioned structures, from their governing differential equations. Next, corresponding weak forms are resolved by the Finite Element Method and some types of enrichment that utilize the structure of this method are incorporated. Finally, the approach results are compared among themselves and with analytical results, proving the great potential of the suggested alternatives

Um elemento finito para análises elastoplásticas de placas (em flexão ou não) e cascas é descrito. Este elemento apresenta geometria triangular e é o resultado do acoplamento entre um elemento de flexão de placas (DKT) e um elemento de tensão plana, baseado na formulação livre (FF). O elemento DKT é um elemento finito bem conhecido, considerado por muitos autores como um dos melhores de sua classe. O elemento FF apresenta o grau de liberdade rotacional normal, que é essencial quando se trabalha com cascas aproximadamente planas. Além disso, sua convergência é garantida devido à imposição do \'Teste do Elemento Individual\'. O comportamento elastoplástico é aproximado por meio de técnicas de integração implícita. Plasticidade associativa é considerada com encruamento isotrópico e critério de von Mises. Afim de preservar a taxa assintótica de convergência quadrática do método de Newton-Raphson, a matriz tangente elastoplástica consistente é aplicada. Resultados demonstram a precisão e eficiência da formulação proposta. / A finite element for elastoplastic analysis of plates (in bending or not) and shells is described. This element presents triangular geometry and is the result of a coupling between a plate in bending element (DKT) and a plane stress elernent, based on the free formulation (FF). The DKT element is a well-known finite element, considered by many authors as one of the best of its class. The FF element presents the normal rotation degree of freedom, what is essential when working with near planar shells. Beyond this, its convergence is guaranteed due to the imposition of the \'Individual Element Test\'. The elastoplastic behaviour is approached by means of implicit integration techniques. Associative plasticity is considered with isotropic hardening and the von Mises criteria. In order to preserve the quadratic rate of asymptotic convergence of Newton-Raphson method, the consistent elastoplastic tangent matrix is applied. Results demonstrates the accuracy and efficiency of the proposed formulation.