Orientador: Roy Edward Bruns / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T12:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_CleberNogueira_D.pdf: 1328148 bytes, checksum: ba185b4a95590eaf4f5554aed4c37d81 (MD5) Previous issue date: 2007 / esumo: Neste trabalho é apresentado o planejamento estatístico split-plot onde as unidades main-plots e sub-plots são planejamentos de misturas químicas. Main-plots e sub-plots são definidos de acordo com a estrutura simplex-centróide. O planejamento foi aplicado para a otimização simultânea de solventes extratores e fases móveis utilizados na separação cromatográfica de compostos químicos de plantas. O interesse foi determinar os melhores valores das respostas (maiores números de picos) em função dos extratores e fases móveis. A vantagem da blocagem dos experimentos segundo a estrutura split-plot é a conveniência por minimizar (ou facilitar) o trabalho experimental ou reduzir resíduos químicos ou ambos. A desvantagem é que o tratamento estatístico de tal sistema se torna mais complexo que os planejamentos com esquemas aleatórios. Gráficos normais foram utilizados para a escolha de modelos e assim, evitando a realização de replicatas dos experimentos / Abstract: A split-plot statistical design is proposed for which the main-plots and sub-plots are both chemical mixture designs. Main-plots and sub-plots are investigated using the simplex-centroid design. The composite mixture-mixture design was applied to the simultaneous optimization of extractor solvents and mobile phases used in the chromatographic separation of chemical compounds from plant materials. The main goal was to determine the best response values, largest number of peaks, as a function of the extractor and mobiles phase components. The advantages of using blocked experiments following the split-plot structure is to minimize (or facilitate) the experimental work as well as reduce the chemical residuals that must be discarded or both. The drawback is that the statistical treatment of the system becomes more complex than designs with random schemes. Normals graphs were utilized for choosing models so, the realization of replicate experiments could be avoided. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3999_1.pdf: 837658 bytes, checksum: cda167dc4e093409a5ef425c8dcc3129 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No meio industrial é comum a utilização de experimentos como parte de programas de qualidade. Devido a restrições de custo, tais experimentos precisam ser cuidadosamente planejados de forma a atender aos objetivos com o mínimo de recursos. Para tanto, frequentemente são executados experimentos sem réplicas, com planos experimentais complexos e estruturas fatoriais de tratamentos que tornam a execução e análise do experimento mais desafiadora. A adoção de planos da classe split-plot, que envolvem mais de uma etapa de aleatorização, acomodando vários estágios durante sua execução, leva a uma redução no custo relativo à aplicação dos tratamentos. Por outro lado, experimentos com estruturas fatoriais de tratamentos, realizados sem réplicas, podem ser analisados através de gráficos de probabilidade normal ou half-normal dos efeitos, como proposto por Daniel (1959). A interpretação destes gráficos, no entanto, está sujeita à subjetividade. Lenth (1989) propôs um método objetivo de análise para esses experimentos. O método de Lenth foi depois reformulado por Ye et al. (2001) com o objetivo de aperfeiçoar o método original, dando origem ao método step-down Lenth. Melo (2007) investigou a eficiência dos métodos de Lenth e step-down Lenth na análise de experimentos strip-plot com estruturas fatoriais 2k na ausência de réplicas. Esta dissertação dá continuidade ao trabalho desenvolvido por Melo (2007) observando se o desempenho dos métodos é afetado quando o número de provas no experimento strip-plot é muito reduzido, o número de efeitos ativos aumenta, e as diversas fontes de variabilidade contribuem com diferentes valores, através de um estudo de simulação de Monte Carlo

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo167_1.pdf: 8019771 bytes, checksum: 58627f423b2a2ddbcc843e0920e1d1aa (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O tratamento dos resíduos da construção e demolição (RCD) no Brasil é uma questão ambiental pouco explorada, refletindo numa evolução lenta no quesito sustentabilidade. O presente trabalho tem por objetivo estudar a calcinação dos resíduos de bloco de gesso utilizando o gás natural (GN) como combustível em forno rotativo piloto contínuo, para a produção de gesso beta reciclado. Para atingir estes objetivos foi realizado um planejamento de experimentos, uma técnica utilizada para combinar todas as variáveis do processo em todos os níveis. Nessa metodologia foram avaliados os efeitos de três fatores: velocidade de rotação do cilindro, temperatura de controle da combustão e vazão de alimentação de sólidos. Cada um foi estudado em três níveis: baixo, médio e alto. Para determinar a significância de cada fator e de suas interações foi utilizado o modelo estatístico de Análise de Variância (ANOVA) utilizando o software Statistica®. Foram obtidos coeficientes de regressão significativos, originando um modelo matemático para a variável resposta (teor de hidratação). Esta equação determina em que condições de calcinação obtem-se maior grau de conversão de gipsita em hemidrato no interior do forno. Uma vez identificada às condições ótimas de calcinação, foram realizados experimentos adicionando-se frações de gipsita aos resíduos de bloco de gesso nos seguintes valores: 0 (resíduo puro), 50, 70, 80 e 88%. A gipsita utilizada possui partículas com diâmetro médio de 0,158 mm. Os resíduos de bloco de gesso tiveram sua granulometria máxima limitada pelo peneiramento através de peneira com abertura de dois milímetros, antes de serem utilizados como matéria-prima para calcinação. Em cada ensaio foram avaliadas as propriedades físico-químicas e mecânicas do material produzido, e os resultados obtidos foram comparados com as especificações exigidas pela norma NBR 13207, para o recebimento do gesso a ser utilizado na fundição ou revestimento. O processo de calcinação dos resíduos de bloco de gesso apresentou resultados promissores, produzindo um gesso beta reciclado que cumpre parcialmente as exigências normativas, utilizando uma fração igual ou maior do que 80% de gipsita. Desta forma, conclui-se que é possivel reutilizar e comercializar os resíduos de gesso gerado pela construção civil após o devido tratamento, passando a representar uma alternativa economicamente interessante para os geradores deste tipo de resíduo, evitando sua disposição nos aterros sanitários e lixões

[pt] O presente trabalho teve como objetivo apresentar diretrizes para a execução de experimentos fatoriais com restrições na aleatorização, mostrando a importância em identificar tais restrições, com base na visão de alguns autores e da aplicação de um estudo de caso. Este estudo foi cedido pela Companhia Siderúrgica Nacional - CSN, e exposto através da comparação entre dois modelos, cujas análises refletem as diferenças ao se considerar a restrição na aleatorização do experimento para obter uma resposta otimizada. Conforme identificado na literatura, poucos autores abordam a importância de reinicializar o nível dos fatores em um projeto de experimento industrial. Reinicializar o nível dos fatores, junto à necessidade de aleatorizar a ordem das corridas experimentais, torna válida a hipótese de que as observações obtidas no experimento serão variáveis aleatórias independentemente distribuídas. Quando a aleatorização completa do experimento não é possível de ser atingida, cabe ao experimentalista a decisão de projetar o experimento de tal forma que garanta a correta análise estatística e, conseqüentemente, a validação do modelo. Ao identificar se o experimento apresenta restrições em ser aleatorizado, classificando-o, identificando os fatores fáceis e difíceis de reinicializar, e analisando-se corretamente, evitam-se avaliações equivocadas ou incompletas, como se apresentou neste trabalho. Por fim, a análise, tendo em vista a existência da restrição em executar um experimento completamente aleatorizado e levando em consideração a presença de dois termos de erro no modelo permitiu a identificação das condições experimentais que garantem a minimização da resposta para o estudo de caso. / [en] This work presents some guidance for the execution of factorial experiments with restrictions in the randomization by showing the importance of restrictions identifying. The study is based on some author´s points of view and on a case study application. The original research information comes from Companhia Siderúrgica Nacional - CSN, in fact, the research is presented through two models comparisons. The analysis of these models reveals the differences in taking into account a restriction in the experiment randomization with the aim of getting an optimized response. As shown in the studied literature, just a few authors approach the importance of restarting the factors level in an experimental industrial project. Resetting the factor´s level added to the necessity of randomizing the order of the experimental runs, valid the hypothesis that sustains that the experiment observations will be random variables independently distributed. When the complete randomization of the experiment results in an impossible chore, it is expected that the one who is in charge decides to project the experiment in a way that assures the correct statistic analysis, and consequently, the model´s validation. By identifying if the experiment has restrictions to be randomized, classifying the experiment, identifying which ones are the easiest and hardest factors and doing a correct analyze; it is expected that incomplete or mistaken assessments, like those showed in this research, will be avoided. Finally, the analyses taking into account a restriction in the complete randomized experiment execution and the presence of two error terms in the model, allowed the identification of the experimental conditions that guarantee the case study´s response minimization.

A indústria de confecção de vestuário transforma um tecido bidimensional em um artigo tridimensional. Embora existam vários métodos para unir as partes de um artigo de vestuário, a costura com linhas é o método mais utilizado. A costura é quem fornece resistência à peça, e nesse sentido, perde sua funcionalidade se por acaso romper os fios do tecido, ou ainda, se houver rompimento da linha, ou outro problema como esgarçamento, deslizamento do tecido ou da costura. A qualidade de uma costura é definida pelos seus desempenhos funcionais e estéticos. A norma ABNT NBR 9925:2009 estabelece as condições do ensaio que indica se a costura tem tendência a abrir-se mediante a aplicação de uma força; também aponta os tipos de agulhas, linhas e fios, e ainda indica a densidade de pontos e máquinas adequadas para a confecção dos corpos de prova que serão ensaiados. O objetivo deste trabalho é utilizar o planejamento de experimentos para estudar a possibilidade de ampliar dos valores de densidade de pontos por centímetro e espessuras das agulhas, propostos pela referida norma ABNT NBR 9925:2009 para verificar a costurabilidade de uniformes escolares. Foram selecionados no mercado três tecidos normalmente utilizados na confecção desses artigos; e em seguida, realizados os ensaios físicos de gramatura, determinação da densidade de pontos por centímetro e determinação do esgarçamento de uma costura padrão. O modelo estatístico escolhido foi o planejamento aleatorizado por níveis; e para a análise dos resultados foram utilizados a ANOVA (análise de variância), com intervalo de confiança de 95%, e o box plot. Os resultados obtidos indicam a viabilidade do uso do estudo proposto para a seleção da densidade de pontos e tipo de agulhas em função da aplicação do produto final. / The industry of making clothing becomes a two-dimensional fabric in a three-dimensional article. Although there are several methods to connect the parts of an article of clothing, the seam with lines is the most used method. The sewing is who provides resistance to the part and, in this sense, the seam loses its functionality if by chance breaking the wires of the tissue, or even if there is no line rupture, or another problem such as fraying, slip the fabric or sewing. The quality of a seam is defined by its functional performance and aesthetic. The ABNT NBR 9925:2009 establishes the conditions for the test that indicates if the seam has a tendency to open up through the application of a force and also indicates the types of needles, lines, wires, dot density and suitable machines for the manufacture of bodies of evidence to be tested. The objective of this work is to use the planning of experiments to study the possibility of expanding the density values of points per centimeter and thicknesses of needles, proposed by ABNT NBR 9925:2009 for the verification of sewability school uniforms. They were selected on the market three tissues normally used in the manufacture of these articles and the tests of physical weight, determination of the density of dots per centimeter and determination of the fraying of a sewing pattern. The statistical model chosen was the randomised trial planning by levels and for the analysis of the results were used for the ANOVA (Analysis of variance), with 95% confidence interval, and the box plot. The results indicate the feasibility of the use of the proposed study to selecting the density of stitches and needle type depending on the application of the final product.

Este estudo buscou definir as melhores condições para a fermentação alcoólica da xilose pela levedura S. stipitis DSM-3651, utilizando suplementação nutricional de baixo custo. Inicialmente, o melaço de cana foi escolhido, devido à sua disponibilidade e inserção no contexto do etanol de segunda geração. Sendo assim, o estudo acerca dos requerimentos nutricionais foi realizado em quatro etapas. A primeira foi avaliar a capacidade da levedura em utilizar os açúcares provenientes de materiais lignocelulósicos e do melaço: xilose, arabinose, glicose, frutose e sacarose. Observou-se que a levedura foi capaz de converter apenas glicose, xilose e frutose em etanol, e inclusive realizar a co-fermentação destes. Desta forma, a segunda etapa foi determinar a composição química do melaço e compará-la com a de um suplemento referência (extratos de levedura e malte, e peptona). Enquanto o conteúdo de minerais foi semelhante o teor de nitrogênio foi bem inferior, de modo que o enriquecimento com fosfato de amônio foi requerido. A próxima etapa confrontou a qualidade nutricional de meios suplementados com melaço e fosfato ou com a suplementação referência, utilizando xilose como fonte de carbono. Embutida nesta análise foram testadas diferentes cargas de inóculo (0,07 e 3,00 g/L) provenientes de cultivos com ou sem limitação de nutrientes. Como resposta obtivemos que, de modo geral, o desempenho fermentativo de S. stipitis DSM-3651 foi reduzido quando apenas melaço e fosfato foram disponibilizados como nutrientes. Desta forma a quarta e última etapa baseou-se na metodologia de planejamento experimental para definir a combinação de nutrientes ideal para cada carga de inóculo. Com base na produção de etanol, definiu-se que, para o prosseguimento do trabalho um meio à base, principalmente, de melaço seria o mais adequado, utilizando uma concentração celular inicial de 3,00 g/L. O estudo dos efeitos das condições de fermentação no crescimento celular e na produção de etanol a partir de xilose, foi realizado com base no planejamento de experimentos e adequada análise estatística, utilizando 4 variáveis: aeração e concentrações de substrato, células e suplemento. Após avaliar e interpretar o impacto que cada variável exerceu no desenvolvimento da levedura, o aumento da produção de etanol foi o critério escolhido para estabelecer as condições que seriam fixadas para a continuidade do trabalho, atendendo nosso objetivo principal; redução da aeração e aumento das concentrações de substrato, células e nutrientes. Considerando que o melaço perfazia a maior porção mássica do suplemento nutricional, e que frutose, glicose e sacarose são os seus principais componentes, avaliou-se a possibilidade de inverter este dissacarídeo, utilizando invertases. O resultado foi uma eficiente hidrólise em glicose e frutose, atingindo 100% rendimento. Deste modo, o estudo de otimização da produção de etanol por S. stipitis DSM-3651, a partir de meio a base de xilose, procedeu-se na forma de uma nova abordagem para a integração das produções de etanol de primeira e segunda geração. Utilizando-se da capacidade intrínseca da levedura de co-fermentar xilose, glicose e frutose, um aumento da concentração de substrato foi obtido a partir do tratamento enzimático do melaço, que passou a exercer função dupla no processo fermentativo: fonte de nutriente e de açúcares fermentescíveis. Como resultado, a condição otimizada pelo presente trabalho atingiu fator de conversão e produtividade volumétrica de etanol de 0,41 g/g e 1,26 g/L.h, respectivamente, referentes à concentração final de 60,36 g/L de etanol. / This study seek to define the best conditions for the xylose fermentation by yeast S. stipitis DSM-3651, using an inexpensive nutritional supplementation. Initially, the sugarcane molasses was chosen due to its availability and integration in the second generation ethanol context. Thus, the study of the nutritional requirements was conducted in four stages. The first was to evaluate the yeast\'s ability to use sugars from lignocellulosic materials and sugarcane molasses: xylose, arabinose, glucose, fructose and sucrose. It was observed that the yeast was capable of converting only glucose, xylose and fructose in ethanol, and even carry out their co-fermentation. Thus, the second stage was to determine the chemical composition of sugarcane molasses and compare it with a reference supplement (malt and yeast extracts and peptone). While the mineral content was similar, the nitrogen content was much lower, so that the enrichment of ammonium phosphate was required. In the next step a comparison was established among media supplemented with sugar molasses plus phosphate or reference supplementation considering their nutritional qualities, using xylose as a carbon source. Embedded in this analysis were tested different inoculum loads (0.07 and 3.00 g/L) from cultures with or without nutrient limitation. We obtained that, in general, the fermentative performance of S. stipitis DSM-3651 was reduced when only sugarcane molasses and phosphate were provided as nutrients. Thus the fourth and final step was based on the experimental design methodology to define the optimum combination of nutrients for each inoculum load. Based in ethanol production, it was decided that a media composed mainly by sugarcane molasses would be more appropriate, using an initial cell concentration of 3.00 g/L. The study of the effects of fermentation conditions on cell growth and ethanol production from xylose was conducted based on the design of experiments, and appropriate statistical analysis using four variables: aeration and substrate, cells and supplement concentrations. After evaluating and interpreting the impact which each variable exercised in the yeast development, the increased ethanol production was chosen as criteria to establish the conditions that would be fixed for the research continuation, following our main aim; reducing aeration and increasing substrate, cells and nutrients concentrations. Whereas sugarcane molasses composing the greatest mass portion of the nutritional supplement, and fructose, glucose and sucrose are its main components, we evaluated the ability to invert this disaccharide using invertase. The result was an efficient hydrolysis into glucose and fructose, reaching 100% yield. Thus, the optimization studies of ethanol production by S. stipitis DSM-3651 from a medium composed by xylose was arranged as a novel approach for integrating the first and second generation ethanol production. Using the yeast intrinsic capacity of to perform the co-fermentation of xylose, glucose and fructose, an increase in the substrate concentration was obtained from the enzymatic treatment of the sugarcane molasses, which had a double duty in the fermentation process: nutrient and fermentable sugars source. As a result, the best condition determined by this study reached an ethanol yield and productivity of 0.41g/g and 1.26 g/L.h, respectively, for an ethanol final concentration of 60.36 g/L.

Quitosana é um biopolímero encontrado principalmente na parede celular de crustáceos e é obtida pela desacetilação da quitina. Como biopolímero a quitosana é utilizada como excipiente para medicamentos e composição de alimentos. No entanto a quitosana devidamente purificada para uso farmacêutico ou alimentício tem custo financeiro elevado. Outro fator que contribui para o uso limitado é a falta de procedimento padronizado para desacetilação, o que resulta em materiais com diferentes graus de qualidade, dificultando suas aplicações e controle de qualidade de matéria prima e produto. Este trabalho tem como principal objetivo estabelecer procedimento reprodutível para a extração da quitina e da quitosana, por meio da aplicação dos conceitos de Quality by Design e planejamento de experimentos. A quitosana foi obtida pela desacetilação da quitina de crustáceos pelas etapas de desmineralização, desproteinização e despigmentação. O procedimento técnico para purificação da quitosana foi definido a partir de planejamento fatorial com ponto central para as etapas otimizadas, por meio da aplicação dos conceitos de Quality by Design e planejamento de experimentos. O projeto definiu um procedimento padronizado para purificação da quitosana que pode ser empregado em escala industrial, e financeiramente vantajoso para produção de medicamentos ou alimentos. / Chitosan is a biopolymer found mainly in the cell wall of crustaceans and is obtained by the deacetylation of chitin. As biopolymer chitosan is used as excipient for medicaments and food composition. However, chitosan duly purified for pharmaceutical or food use has a high financial cost. Another factor that contributes to the limited use is the lack of standardized procedure for deacetylation, which results in materials with different grades of quality, hindering their applications and quality control of raw material and product. This work has as main objective to establish a reproducible procedure for the extraction of chitin and chitosan, through the application of the concepts of Quality by Design and planning of experiments. Chitosan was obtained by the deacetylation of chitin from crustaceans through the demineralization, deproteinization and depigmentation stages. The technical procedure for purification of chitosan was defined from a factorial planning with a central point for the optimized steps, through the application of the concepts of Quality by Design and planning of experiments. The project defined a standard procedure for the purification of chitosan that can be used on industrial scale and financially advantageous for the production of medicines or foods.

Um dos problemas ambientais das cidades contemporâneas é a geração excessiva de resíduos sólidos urbanos (RSU), tais como os restos orgânicos, as embalagens que envolvem os produtos, pneus, garrafas, latas de refrigerante, papel, entre outros resíduos. A crescente quantidade de resíduos gerados nas diversas atividades humanas, residências, comércio, serviços e na manutenção das cidades, tem sido causada pelo modelo atual de desenvolvimento econômico, pelo crescimento acelerado da população, sua concentração em cidades e na mudança de padrão de consumo ocorrida nas últimas décadas. A gestão inadequada desses resíduos tem causado impactos negativos ao meio ambiente, porque causa danos desastrosos ao solo, ao ar e às águas superficiais carreando agentes poluentes presentes nesses resíduos, os quais infiltram no solo e podem atingir as águas subterrâneas. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a gestão dos resíduos sólidos urbanos gerados no Município de Coronel Fabriciano, localizado na Região do Vale do Aço do Estado de Minas Gerais, através de análise da situação encontrada e a trajetória municipal do inicio desta pesquisa em setembro de 2004 a dezembro de 2006. Para tal, foi elaborado e utilizado como instrumento de trabalho, o Diagnóstico Situacional de RSU para a coleta de dados da situação da Gestão Urbana Municipal, análise dos Serviços de Limpeza Urbana prestado pela Secretaria Municipal de Obras e Serviços Urbanos e, também, pelas empresas prestadoras de serviços, contratadas por essa Prefeitura e avaliação gravimétrica destes RSU. Foi escolhido este instrumento por constituir-se em uma avaliação e planejamento que objetiva direcionar as ações a serem realizadas pelo poder público e assim definir a importância e posteriormente prevenir, ou mesmo reduzir, os efeitos gerados ao meio ambiente em decorrência de falha na gestão municipal. Os resultados ambientais foram mensurados tendo como princípio norteador a Gestão de RSU, considerando alternativas de viabilidade política, econômico-financeira e institucional-administrativa e por fim, apresentar uma proposta de Política de Gestão de RSU, tendo como instrumento o Plano de Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos Urbanos (PGIRSU), que busca a preservação da saúde pública, proteção e melhoria da qualidade do meio ambiente, recuperação de áreas degradada e assegurando a utilização adequada e racional dos recursos naturais para a área de deposição final a ser construída. Foram identificados avanços na gestão de RSU em Coronel Fabriciano, contudo ainda muito se tem o que fazer nessa área, objetivando minimizar os impactos negativos causados, como também atores sociais que têm cooperado com algumas das ações do poder público municipal na gestão dos RSU e atuam junto à Secretaria Municipal de Obras e Serviços Urbanos e à Secretaria Municipal de Assistência Social, a exemplo do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais (UNILESTE-MG), responsável pelo projeto extensionista de Educação Ambiental. / One of the environment issues of contemporary residues is the over generation of solid urban residues (SUR), like organic remains, the packing around the products, tires, bottle, soft drink cans, paper and other residues. The increasing amount of residues produced in many human activities, residences, commerce, services and in the maintenance of the cities, has been caused by the current model of economical development, by the fast population growth, its concentration inside the cities and in the consumption pattern change occurred in the last decades. The inadequate management of these residues has caused negative impact in the environment because it causes outrageous damage to the soil, air and to the superficial water, carrying polluting agents present in these residues, which permeate the soil and can reach the underground waters. Therefore, the current study had as a goal, to evaluate the management of solid urban residues produced in Coronel Fabriciano Town, located in the Region of Vale do Aço in Minas Gerais State, through the analysis of the situation found and the municipal path from the beginning of this research in September 2004 to December 2006. To have it done, a Situational Diagnosis of SUR was elaborated and used as work tool for the data collecting of the Urban Municipal Management, of the Urban Cleaning Services analysis done by the Building and Urban Service Municipal General Office and also by the installment service companies, contracted by the City Hall and gravimetric evaluation of these SUR. This tool was chosen because for been in an evaluation and planning that aim to direct the actions to be done by the public authority, then define the importance and after all prevent or even reduce the effects to the environment due to the lack of municipal management. The environmental results were measured having as a guidance principle the SUR management, considering choices of political’s, economic-financial’s and institutional-administrative’s viability and finally, to present a SUR Management Politics offer, having the Integrated Management of Solid Urban Residue Plan (IMSURP) as a tool that looks up to the public health preservation, protection and improvement of the environment’s quality, recuperation of the degraded areas and guaranteeing the appropriated and rationalized using of the natural resources to the area of final deposition to be built. Advances in the SUR Management in Coronel Fabriciano were identified but there is a lot to be done in this area, aiming to minimize the negative impacts caused and the social agents as well who have cooperated with some of the actions of the municipal public authority in the SUR management and acted together with the Building and Urban Service Municipal General Office, like Centro Universitário do Leste de Minas Gerais (UNILESTE-MG), responsible for the extension project of Environmental Education.

O efluente fenólico em estudo apresenta a relação DBO5/DQO (Demanda Bioquímica de Oxigênio/ Demanda Química de Oxigênio) igual a 0,15, ou seja caracteriza-se por ser um efluente não biodegradável. No tratamento inicial do efluente utilizou-se ozônio, na presença do sal de ferro II proveniente da solução de sulfato ferroso heptaidratado 0,82 mol. L-1 e do peróxido de hidrogênio , que possui a finalidade catalítica na formação dos radicais hidroxilas, com alto poder de oxidação da matéria orgânica. Nesta etapa foi estudado a união dos processos oxidativos O3/UV e Foto-Fenton, Foram tratados 3 L do efluente fenólico in natura em um reator fotocatalítico com lâmpada ultravioleta. Em todos os experimentos o pH e a temperatura do meio reacional foram controlados. Os experimentos foram executados segundo um planejamento de Taguchi L16, no qual a variável entrada de maior importância para a degradação da matéria orgânica foi o peróxido de hidrogênio. As variáveis respostas analisadas foram a concentração do Carbono Orgânico Total, Demanda Química de Oxigênio e Fenóis Totais. No planejamento de Taguchi L16 foram selecionadas as variáveis significativas para o processo de degradação do efluente fenólico, a fim de serem otimizadas através do Método de Superfície de Resposta (MSR Foto-Fenton e O3/UV). O método de otimização MSR Foto-Fenton foi eficiente na degradação do composto fenólico, sendo assim a melhor condição experimental da planilha de otimização foi a de número 10 e corresponde a uma redução de COT= 54,68%, DQO=78,73% e Fenois Totais= 98,1%. Os parâmetros controlados do processo para essa condição foram: pH=3, temperatura de 30 ºC, potência ultravioleta de 28 W e reagente Fenton (H2O2= 48,3g e Fe+2 =5,95g), que corresponde a relação mássica H2O2 /Fe+2 igual a 8. / The phenolic effluent in this study has the rate DBO5/DQO (Biochemical Oxygen Demand / Biochemical Oxygen Demand) equal to 0.15, which is characterized by an effluent to be non-biodegradable. In the initial treatment of phenol was used ozone in the presence of iron salt II from the solution of ferrous sulfate heptahydrate 0.82 mol. L-1 and hydrogen peroxide, which has the purpose in the catalytic formation of hydroxyl radicals with high oxidation power of organic matter. In this stage, was studied the union of the oxidative process O3/UV and Photo-Fenton. The effluent was treated about 3 L about in a photocatalytic reactor with UV lamp. In all experiments, the pH and temperature of the reaction medium were control. The experiments are being carried out to a Taguchi L16 design, in which the input variable of greatest importance to the degradation of organic matter was hydrogen peroxide. The response variable analyzed was given by the concentration of Total Organic Carbon (TOC) and Chemical Oxygen Demand (COD) and Total Phenols (FT). In planning Taguchi L16 significant variables were selected for the degradation process of phenolic wastewater in with purpose of to be optimized by Response Surface Method (RSM Photo-Fenton and O3/UV). The optimization method was efficient photo-Fenton degradation of phenolic compound, so the best experimental condition spreadsheet optimization was the number 10 and corresponds to a reduction of TOC = 54.68%, COD = 78,73% and Total Phenols= 98.1%. The controlled process parameters for this condition were: pH = 3, temperature of 30 ° C, power of 28 W ultraviolet and Fenton reagent (H2O2= 48,3g and Fe+2 = 5,95g), corresponding to mass ratio H2O2 / Fe +2 = 8.

Este estudo buscou definir as melhores condições para a fermentação alcoólica da xilose pela levedura S. stipitis DSM-3651, utilizando suplementação nutricional de baixo custo. Inicialmente, o melaço de cana foi escolhido, devido à sua disponibilidade e inserção no contexto do etanol de segunda geração. Sendo assim, o estudo acerca dos requerimentos nutricionais foi realizado em quatro etapas. A primeira foi avaliar a capacidade da levedura em utilizar os açúcares provenientes de materiais lignocelulósicos e do melaço: xilose, arabinose, glicose, frutose e sacarose. Observou-se que a levedura foi capaz de converter apenas glicose, xilose e frutose em etanol, e inclusive realizar a co-fermentação destes. Desta forma, a segunda etapa foi determinar a composição química do melaço e compará-la com a de um suplemento referência (extratos de levedura e malte, e peptona). Enquanto o conteúdo de minerais foi semelhante o teor de nitrogênio foi bem inferior, de modo que o enriquecimento com fosfato de amônio foi requerido. A próxima etapa confrontou a qualidade nutricional de meios suplementados com melaço e fosfato ou com a suplementação referência, utilizando xilose como fonte de carbono. Embutida nesta análise foram testadas diferentes cargas de inóculo (0,07 e 3,00 g/L) provenientes de cultivos com ou sem limitação de nutrientes. Como resposta obtivemos que, de modo geral, o desempenho fermentativo de S. stipitis DSM-3651 foi reduzido quando apenas melaço e fosfato foram disponibilizados como nutrientes. Desta forma a quarta e última etapa baseou-se na metodologia de planejamento experimental para definir a combinação de nutrientes ideal para cada carga de inóculo. Com base na produção de etanol, definiu-se que, para o prosseguimento do trabalho um meio à base, principalmente, de melaço seria o mais adequado, utilizando uma concentração celular inicial de 3,00 g/L. O estudo dos efeitos das condições de fermentação no crescimento celular e na produção de etanol a partir de xilose, foi realizado com base no planejamento de experimentos e adequada análise estatística, utilizando 4 variáveis: aeração e concentrações de substrato, células e suplemento. Após avaliar e interpretar o impacto que cada variável exerceu no desenvolvimento da levedura, o aumento da produção de etanol foi o critério escolhido para estabelecer as condições que seriam fixadas para a continuidade do trabalho, atendendo nosso objetivo principal; redução da aeração e aumento das concentrações de substrato, células e nutrientes. Considerando que o melaço perfazia a maior porção mássica do suplemento nutricional, e que frutose, glicose e sacarose são os seus principais componentes, avaliou-se a possibilidade de inverter este dissacarídeo, utilizando invertases. O resultado foi uma eficiente hidrólise em glicose e frutose, atingindo 100% rendimento. Deste modo, o estudo de otimização da produção de etanol por S. stipitis DSM-3651, a partir de meio a base de xilose, procedeu-se na forma de uma nova abordagem para a integração das produções de etanol de primeira e segunda geração. Utilizando-se da capacidade intrínseca da levedura de co-fermentar xilose, glicose e frutose, um aumento da concentração de substrato foi obtido a partir do tratamento enzimático do melaço, que passou a exercer função dupla no processo fermentativo: fonte de nutriente e de açúcares fermentescíveis. Como resultado, a condição otimizada pelo presente trabalho atingiu fator de conversão e produtividade volumétrica de etanol de 0,41 g/g e 1,26 g/L.h, respectivamente, referentes à concentração final de 60,36 g/L de etanol. / This study seek to define the best conditions for the xylose fermentation by yeast S. stipitis DSM-3651, using an inexpensive nutritional supplementation. Initially, the sugarcane molasses was chosen due to its availability and integration in the second generation ethanol context. Thus, the study of the nutritional requirements was conducted in four stages. The first was to evaluate the yeast\'s ability to use sugars from lignocellulosic materials and sugarcane molasses: xylose, arabinose, glucose, fructose and sucrose. It was observed that the yeast was capable of converting only glucose, xylose and fructose in ethanol, and even carry out their co-fermentation. Thus, the second stage was to determine the chemical composition of sugarcane molasses and compare it with a reference supplement (malt and yeast extracts and peptone). While the mineral content was similar, the nitrogen content was much lower, so that the enrichment of ammonium phosphate was required. In the next step a comparison was established among media supplemented with sugar molasses plus phosphate or reference supplementation considering their nutritional qualities, using xylose as a carbon source. Embedded in this analysis were tested different inoculum loads (0.07 and 3.00 g/L) from cultures with or without nutrient limitation. We obtained that, in general, the fermentative performance of S. stipitis DSM-3651 was reduced when only sugarcane molasses and phosphate were provided as nutrients. Thus the fourth and final step was based on the experimental design methodology to define the optimum combination of nutrients for each inoculum load. Based in ethanol production, it was decided that a media composed mainly by sugarcane molasses would be more appropriate, using an initial cell concentration of 3.00 g/L. The study of the effects of fermentation conditions on cell growth and ethanol production from xylose was conducted based on the design of experiments, and appropriate statistical analysis using four variables: aeration and substrate, cells and supplement concentrations. After evaluating and interpreting the impact which each variable exercised in the yeast development, the increased ethanol production was chosen as criteria to establish the conditions that would be fixed for the research continuation, following our main aim; reducing aeration and increasing substrate, cells and nutrients concentrations. Whereas sugarcane molasses composing the greatest mass portion of the nutritional supplement, and fructose, glucose and sucrose are its main components, we evaluated the ability to invert this disaccharide using invertase. The result was an efficient hydrolysis into glucose and fructose, reaching 100% yield. Thus, the optimization studies of ethanol production by S. stipitis DSM-3651 from a medium composed by xylose was arranged as a novel approach for integrating the first and second generation ethanol production. Using the yeast intrinsic capacity of to perform the co-fermentation of xylose, glucose and fructose, an increase in the substrate concentration was obtained from the enzymatic treatment of the sugarcane molasses, which had a double duty in the fermentation process: nutrient and fermentable sugars source. As a result, the best condition determined by this study reached an ethanol yield and productivity of 0.41g/g and 1.26 g/L.h, respectively, for an ethanol final concentration of 60.36 g/L.