Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os resÃduos sÃlidos agroindustriais sÃo bastante estudados devido a sua abundÃncia e baixo custo para a recuperaÃÃo de efluentes industriais utilizando processos de adsorÃÃo. Neste trabalho utilizou-se o pà da casca de coco verde como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de efluentes aquosos produzidos por indÃstrias de eletrodeposiÃÃo localizadas em Juazeiro do Norte (CearÃ-Brasil). Sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna foram estudados. Na primeira etapa deste trabalho foram investigados o tratamento quÃmico, o efeito da granulometria, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados mostraram que o tratamento aplicado no pà da casca de coco verde com NaOH 0,1mol.L-/3h foi mais eficiente. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de granulometria de 60-99 mesh, concentraÃÃo de 40g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 5 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo observadas nos estudos de equilÃbrio para um sistema multielementar foram: 7,89; 1,72; 3,24; 13,26 e 5,09 mg/g para Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 e Cu+2, respectivamente. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma velocidade de fluxo de 2mL/min e uma altura de 10cm do leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Cu+2 > Pb+2 > Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real oriunda de empresas de galvanoplastia contendo: Ni+2, Zn+2 e Cu+2 mostraram que a remoÃÃo dos Ãons tÃxicos aumenta quando o pH da soluÃÃo à 5,0. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HNO3 1,0mol.L- como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / The solid agroindustry residues are most studied, due its abundance and low cost for recovery of wastewater industry using process of adsorption. In this work was used the green coconut shell powder as adsorbent for the heavy metals removal from wastewater aqueous produced for electroplating industries localized in Juazeiro do Norte (Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and column were studied. In the first step of this work was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the green coconut shell powder with NaOH 0.1mol.L-/3h was the most efficient. This material was used for the metals adsorption study with the following characteristic: particle size ranged 60-99 mesh, adsorbent concentration (40g/L) and pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 5 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The maximum capacities of adsorption observed for the multielementary system were: 7.89; 1.72; 3.24; 13.26 and 5.09mg/g to Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 and Cu+2, respectively. In the second step of the work were carried out experiments to otimization of the operational parameters of the column. The results showed that for a flow rate of 2mL/min and height bed of 10cm there is an increased on the metals removal. The breakthrough curves investigated to a system multi indicated that the order for column capacity was the follow: Cu+2 > Pb+2 >Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. The parameters optimization of the column obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained (Ni+2, Zn+2 and Cu+2) which showed that the toxic ions removal increased at pH 5.0. The desorption of the metals ions retained on the column was efficient using the HNO3 1,0mol.L- as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only a cycle.

The culture of coconut is economically relevant to Brazil but suffers with the breeding of pests that target coconut trees and bring on economic losses. One of the pests responsible for such is the palm weevil R. palmarum L., which is attracted to the infestation site by the odor released from the fermentation of plant tissues. This is particularly problematic when the crop, processing and disposal sites are in close location, for the residue discarded (i.e. green coconut shell) undergoes the action of microorganisms that produce volatile compounds and attract the pest to the crop site. This research had as its objective the isolation and characterization of bacteria and yeasts responsible for the fermentation of green coconut shell and production of volatile compounds that are attractive to the palm weevil. For such, green coconut shells were exposed to the local environment for the development of the fermentative processes, having the emitted volatiles analyzed on five different days of fermentation (0, 3, 5, 7, and 10 days). Thirty different compounds belonging to different chemical classes were detected for all of the analyzed days, being alcohols, ketones, aldehydes and hydrocarbons the most frequently found. Isolation procedures were performed immediately after the opening of the coconuts and at the sixth day of fermentation. After purification, thirty eight strains (15 bacteria and 23 yeasts) were obtained and characterized. The characterization of the strains was based on the determination of orphological, physiological and biochemical characteristics and the evaluation of the biotechnological potential. The isolated strains presented variable biochemical profile, although each of them displayed at least one positive result for the tested enzymes. Although bacterial isolates were halotolerant, yeast strains were more. Among the bacterial strains, the isolate A5 stood out for displaying activity for all of the tested enzymes except for laccase besides being capable of degrading filter paper in liquid media. The isolate E4 stood out among the yeast strains for presenting activity for five of the tested enzymes (amylases, pectinases, xylanases, proteases and lipases/esterases) besides displaying tolerance up to 10% NaCl. Therefore each strain presented different biotechnological potential, some of them being potential candidates for the production of volatile compounds by fermentation of the green coconut shell. A few strains were identified to the genus level by the technique of MILDI-TOF, resulting in identification of three bacterial (Bacillus, Pantoea e Arthrobacter) e three yeasts (Pichia, Cryptococcus e Rhodotorula) genera. The production of volatile compound by four selected strains was investigated and resulted on the detection of over 100 different compounds, among which are included ketones, carboxylic acids, pyrazines, esters, hydrocarbons, aldehydes, terpenes and terpenoids. A few of the detected volatiles had been previously reported as attractive to R. palmarum confirming that there is a relationship between the metabolic activity of the isolated microorganisms and production of volatiles attractive to this pest. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cultura do coqueiro é economicamente importante para o Brasil, mas sofre com a proliferação de pragas que almejam os coqueiros e causam prejuízo econômico. Uma das pragas é a broca-do-olho-do-coqueiro, R. palmarum L., que é atraído para os locais de infestação pelo odor de fermentação de tecidos vegetais. Isto é particularmente problemático quando os locais de plantação, de processamento dos frutos e de descarte de resíduos são próximos, pois o resíduo gerado (casca do coco-verde, por exemplo) sofre ação de microrganismos que produzem compostos voláteis e atraem o inseto para a plantação. Esta pesquisa teve como objetivo o isolamento e a caracterização de bactérias e leveduras responsáveis pela fermentação da casca do coco-verde com concomitante produção de compostos voláteis atrativos para a broca-do-olho-do-coqueiro. Para tanto, cascas de coco-verde recém-abertas foram expostas ao ambiente para desenvolvimento de processo fermentativo, sendo a emissão de voláteis analisada em cinco dias diferentes de fermentação (dias 0, 3, 5, 7 e 10). Trinta compostos de classes químicas variadas foram detectados para os diferentes dias de fermentação, sendo encontrados álcoois, cetonas, aldeídos e hidrocarbonetos com maior frequência. Isolamentos foram realizados após abertura dos cocos e no sexto dia de fermentação. Após purificação, trinta e oito linhagens (15 bactérias e 23 leveduras) foram obtidas e caracterizadas. A caracterização teve como base a determinação de características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas e a avaliação do potencial biotecnológico. As linhagens isoladas exibiram perfil bioquímico variado, sendo que todos apresentaram pelo menos um resultado positivo para alguma das enzimas extracelulares testadas. Embora as bactérias tenham sido halotolerantes, as leveduras foram mais. Dentre as bactérias isoladas, o isolado A5 se destacou por apresentar atividade para todas as enzimas testadas exceto lacases, além de demostrar capacidade de degradar papel de filtro em meio líquido. O isolado E4 se destacou entre as leveduras por apresentar atividade para cinco enzimas (amilases, pectinases, xilanases, proteases e lipases/esterases), além de apresentar tolerância a 10% de NaCl. Portanto, cada linhagem isolada apresentou potencial biotecnológico variável, algumas sendo potenciais candidatas para a produção de voláteis pela fermentação da casca do coco-verde. Alguns isolados foram identificados a nível de gênero pela técnica de MALDI-TOF, resultando na identificação de três gêneros de bactérias (Bacillus, Pantoea e Arthrobacter) e três de leveduras (Pichia, Cryptococcus e Rhodotorula). A produção de voláteis por culturas puras de quatro isolados selecionados foi estudada, sendo encontrados mais de 100 compostos diferentes, principalmente cetonas, ácidos carboxílicos, pirazinas, ésteres, hidrocarbonetos, aldeídos, terpenos e terpenóides. Alguns dos voláteis detectados já haviam sido relatados como atrativos para o R. palmarum., confirmando que existe relação entre a atividade metabólica dos microrganismos isolados e produção de voláteis atrativos para esta praga.

[pt] Resíduos de biomassas são de grande interesse por serem matérias primas para a geração de energia renovável. Neste trabalho foram estudados os processos de conversão térmica de pirólise lenta e de carbonização hidrotermal, empregando os resíduos de bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de malte e casca de coco. A cinética e a termodinâmica das reações foram determinadas experimentalmente pelo cálculo da energia de ativação, fator de frequência, energia livre de Gibbs, entalpia e entropia do complexo ativado. A pirólise foi avaliada empregando a termogravimetria em atmosfera inerte, para uma faixa de temperatura do ambiente até 1.000 graus Celsius e aplicando diferentes taxas de aquecimento. A carbonização hidrotermal procedeu em um reator tipo autoclave Parr modelo 452HC2, em diferentes temperaturas e tempos de operação. Modelos cinéticos da pirólise para métodos Model-free, denominados Kissinger, Flynn- WallOzawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), e Model-fitting, intitulado Coats-Redfern, foram investigados. Para os modelos KAS, FWO e Coats-Redfern foram analisados 19 tipos de mecanismos reacionais e respectivos coeficientes de determinação (R2) foram determinados. O bagaço de cana-de-açúcar se ajustou ao método de Kissinger (R2 de 0,9973) e ao Coats-Redfern, entretanto os métodos FWO e KAS não se adequam a este material. Os testes com bagaço de malte e casca de coco se ajustaram a todos os métodos aplicados, apresentando valores de R2 elevados (0,9 a 0,9999). O modelo para a cinética da carbonização hidrotermal foi aplicado, onde as três biomassas apresentaram a ordem variando de 3 a 3,49, valor compatível com a literatura. Adicionalmente foram feitas caracterizações físico-químicas nos resíduos de biomassa e nos biocarvões produzidos na carbonização hidrotermal, incluindo análise elementar e imediata, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho, densidade aparente, pH, condutividade e poder calorífico. / [en] Biomass residues are of great interest because they are raw materials for the generation of renewable energy. In this work, the processes of thermal conversion of slow pyrolysis and hydrothermal carbonization were studied using the residues of sugarcane bagasse, malt bagasse and green coconut shell. The kinetics and thermodynamics of the reactions were determined experimentally by calculating the activation energy, frequency factor, Gibbs free energy, enthalpy and entropy of the activated complex. Pyrolysis was evaluated using thermogravimetry in an inert atmosphere, from a room temperature up to 1,000 Celsius and applying different heating rates. Hydrothermal carbonization was carried out in a Parr autoclave type 452HC2 reactor, at different temperatures and times of operation. Kinetic models of pyrolysis for Model-free methods, called Kissinger, Flynn-WallOzawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), and Model-fitting, entitled Coats-Redfern, were investigated. For the KAS, FWO and Coats-Redfern models, 19 types of reaction mechanisms were analyzed and their determination coefficients (R2) were evaluated. Sugarcane bagasse was adjusted to the Kissinger method (R2 equal to 0.9973) and Coats-Redfern, however the FWO and KAS methods are not suitable for this material. The tests with malt bagasse and coconut fiber were adjusted to all applied methods, showing high R2 values (0.9 to 0.9999). The model for the kinetics of hydrothermal carbonization was applied, where the three biomasses presented the order varying from 3 to 3.49, a value compatible with the literature. In addition, physical-chemical characterizations were carried out for the biomass residues and biochar produced by hydrothermal carbonization, including elementary and immediate analysis, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, apparent density, pH, conductivity and calorific value.