Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-10T14:18:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 991394 bytes, checksum: a9f98a6580b76561d8f69c0e73a9dee1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-10T14:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 991394 bytes, checksum: a9f98a6580b76561d8f69c0e73a9dee1 (MD5) Previous issue date: 2014-11-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os avanços científicos na área das biorrefinarias têm retomado o interesse pelos processos de polpação organossolve. O etanol é considerado o solvente mais promissor, e os Eucalyptus spp. as árvores de destaque no setor Brasileiro. Nesse estudo foi investigada a viabilidade técnica do uso de etanol para como agente de deslignificação, o emprego do ácido fosfínico como catalizador da polpação, a branqueabilidade da polpa obtida e a recuperação da fração madeira solubilizada no licor residual da polpação. O estudo de polpação foi realizado em digestor laboratorial onde diferentes condições do processo foram testadas. Após definir a melhor condição investigou-se o uso do ácido fosfínico em diferentes quantidades. Para a avaliação foi considerado o kappa, o rendimento e a viscosidade da polpa. A polpa produzida foi submetida a diferentes testes de lavagem da polpa para a remoção da lignina residual. Em seguida a polpa foi à submetida sequência de branqueamento OD ht (EP)DP. O efluente do branqueamento foi caracterizado quanto à DQO, DBO e AOX. O licor residual da polpação foi caracterizado quanto à teor de sólidos, teor de etanol e pH e submetido a evaporação para a remoção do etanol e precipitação de sólidos. Um balanço de massa completo do processo foi realizado. O material sólido recuperado do licor foi quantificado como lignina, carboidratos e cinzas. Os resultados indicaram que o processo tem baixa seletividade, produzindo polpa de alto kappa e baixa viscosidade. A melhor condição encontrada está dentro de padrões de condições operacionais dos processos industriais convencionais. Embora tenha contribuído para a redução do kappa, o uso do ácido fosfínico intensificou a degradação dos carboidratos, reduzindo expressivamente a viscosidade e o rendimento. A polpa produzida apresentou baixo teor de hemicelulose. Com o branqueamento foi possível produzir polpa com mais de 90% de α-celulose, viscosidade de 550 cm3/g e alvura de 92% ISO. Com base no teor de etano do licor, a máxima taxa de recuperação de etanol possível seria de 96,6%. Foi possível recuperar 63% vdos sólidos dissolvidos no licor. Essa fração representa 31% da massa madeira usada na polpação com rendimento de 51%. Considerando a polpa e o subproduto sólido recuperado, o rendimento global do processo foi de 82%. O subproduto sólido recuperado do licor residual apresentou um teor de lignina de 60,2% e 29,2% de carboidratos. Os sólidos dissolvidos no filtrado da etapa de lavagem com água não foi recuperado, sendo considerado nesse estudo como perda. Foi concluído que o processo tem pouca aplicação na indústria papeleira, mas apresenta um potencial atraente para a produção de polpa solúvel. A alta taxa de recuperação de subproduto sólido do licor residual torna o processo bastante atraente para a indústria de biorrefinaria. / The recents scientific advances in the field of biorefinery are motivating the resurgence of studies with organosolv process. The ethanol is consider the most promising solvent and the Eucalyptus spp are the most important species for Brazilian pulping mills. This study investigated the technical feasibility of the use of ethanol as a pulping agent and the phosphinic acid as a pulping catalyst, the bleachability of the Eucalyptus ethanol pulp and the recovery of organics of the waste liquor. The trials were performed in a laboratorial digester and different pulping conditions were evaluated. After the definitions of the best conditions the use of phosphinic acid was investigated. The evaluation considered the kappa number, the yield and the viscosity. Different washing strategy were tested for residual lignin removal. The pulp was bleached using the sequência OD ht (EP)DP. The effluent from the bleaching was characterized regarding COD, BOD and AOX. The waste liquor from the pulping was characterized regarding solid content, ethanol content pH and recovered by evaporation and solids precipitation. A complete process mass balance was determined. The solids recovered from waste liquor was characterized regarding the content of lignin, carbohydrates and ash. The results indicated low delignification selectivity producing high kappa and low viscosity pulp. The best pulping condition was similar to conditions used in the kraft process. Although it helped to decrease the kappa number the phosphinic acid increase the carbohydrate degradation reducing expressively the viscosity and the yield. The pulp had low content of hemicellulose. After bleaching the pulp had 90% of α-celulose, viscosity 550 cm3/g and brightness 92% ISO. Based on the ethanol content in the liquor, the maximum recovery rate possible for the ethanol is 96,6%. 63% of the solids dissolved in the waste liquor was recovered. This fraction represents 31% of the wood used in a pulping with the yield of 51%. Considering the pulp and the solid by-product recovered, the overall yield was 82%. The solid by-product recovered from the waste liquor was 60.2% lignin and 29.2% carbohydrate. The solid dissolved in the filtrate from the washing viistep with water was not recovered and is considered as loss in this study. It was concluded that the process has low potential for paper industry, but is very attractive for dissolving pulp industry. The high rate of recovery of the solid by- product from waste liquor make this technology very attractive for the biorefinery industry.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-01-30T15:29:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2186368 bytes, checksum: 89d84aaff0406ad4acf2404b5edae3c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T15:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2186368 bytes, checksum: 89d84aaff0406ad4acf2404b5edae3c6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Celulose nanofibrila (CNF) refere-se aos aglomerados de fibrilas de celulose com diâmetro na ordem de nanômetros, obtidos a partir de fibras celulósicas, por processamento mecânico. As principais características da CNF são elevadas resistência mecânica e transparência, além do baixo peso específico e coeficiente de expansão térmica. Outro fator de relevância é ser um polímero biodegradável, portanto interessante do ponto de vista ambiental. Adicionalmente, a superfície da CNF apresenta elevada concentração de grupos hidroxilas, o que a torna adequada para a introdução de moléculas ou polímeros, a fim de melhorar o seu desempenho ou desenvolver novas funcionalidades. A CNF tem sido investigada com um substituto aos polímeros sintéticos nas mais diferentes áreas. Este estudo trata da modificação da CNF para utilização como aditivo na produção de papel e foi dividido em três etapas. Na primeira etapa foi realizada uma revisão de literatura sobre modificação superficial de CNF. Na segunda etapa a CNF foi cationizada com o objetivo de tornar a sua distribuição homogênea na estrutura do papel e promover ligações entre as fibras em maior quantidade e mais fortes. As propriedades físico- químicas e ultraestruturais da CNF antes (P-CNF) e após a cationização (C1- CNF e C2-CNF) foram mensuradas com a finalidade de comprovar a cationização e verificar o seu efeito na estrutura da CNF. As CNFs cationizadas apresentaram conteúdos de trimetilamônio de 0.68 (C1-CNF) e 1.21 mmol·g -1 (C2-CNF). As reações de cationização diminuíram a espessura e o comprimento das fibrilas, bem como degradaram a cadeia e a estrutura cristalina da celulose, sendo esses efeitos mais pronunciados para a reação que resultou na C2-CNF. Na terceira etapa, as C-CNFs foram utilizadas como aditivo na melhoria de qualidade da polpa kraft de eucalipto para a produção de papel. O efeito da adição das C-CNFs no tempo de drenagem da polpa e nas propriedades físico-mecânicas e ópticas do papel foi avaliado. Após a cationização, a CNF apresentou distribuição homogênea na estrutura do papel. Somente as polpas com elevadas cargas de C-CNFs (3% and 5%) apresentaram tempos de drenagem maiores que aquelas com adição de P- CNF. A adição de C2-CNF resultou em polpas com tempo de drenagem estatisticamente maior que a adição de C1-CNF. Quando comparado com os papéis com adição de P-CNF, aqueles com adição de C-CNFs possuem menores volume específico aparente (VEA) e maiores resistência à passagem de ar (RPA) e lisura. Somente a adição de elevadas cargas de C-CNFs resultou em papéis com índices de rasgo e arrebentamento estatisticamente maiores que aqueles com P-CNF. Uma possível explicação seriam os maiores flóculos presentes durante a formação do papel, o que levou ao maior entrelaçamento entre as fibras. Quando comparada com a P-CNF, a adição de diferentes cargas de C-CNFs não resultou aumento do índice de tração dos papéis. A redução da resistência mecânica para a polpa com baixas cargas de C-CNFs se deve, possivelmente, ao rompimento do papel ter ocorrido na C- CNF, que foi degradada durante a reação de cationização. Os papéis com C- CNFs apresentaram menores coeficientes de dispersão de luz (CDL) e maiores transparências do que aqueles com P-CNF. No geral, o grau de cationização da CNF teve efeito nas propriedades físicas e ópticas do papel, mas não teve efeito nas propriedades mecânicas. Para o uso da CNF cationizada na melhoria das propriedades do papel, a reação de cationização deve ser realizada em meio compatível com a produção de papel e não prejudicar a estrutura da CNF. Adicionalmente, o grau de cationização e a carga de CNF precisa ser otimizada para melhorar as propriedades do papel sem aumentar o tempo de drenagem da polpa. / Cellulose nanofibril (CNF) refers to cellulose fibril agglomerates with diameter in the nanometer scale, obtained from cellulosic fibers by mechanical processing. Its main characteristics are high mechanical strength and transparency, in addition to the low specific weight and coefficient of thermal expansion. Another relevant factor is to be a biodegradable polymer, therefore attractive from an environmental point of view. Additionally, the surface of the CNF presents high concentration of hydroxyl groups, suitable for introducing molecules or polymers, which can improve its performances or develop new features. The CNF has been studied as a substitute for synthetic polymers in many different areas. In this study, the CNF was modified for use as an additive to produce paper, and consists of three stages. In the first stage, a literature review of surface modification of CNF was conducted. In the second stage, the CNF was cationized in order to make its distribution more homogeneous on paper structure, allowing a large number and strong bounds between the fibers. The physicochemical and ultrastructural properties of CNF before (P-CNF) and after the cationization (C1-CNF and C2-CNF) were evaluated, in order to ensure the modification process and verify its effect on the CNF structure. The CNFs presented trimethylammonium chloride content of 0.68 (C1-CNF) and 1.21 mmol·g -1 (C2-CNF). The cationization reactions decreased the fibrils thickness and the length, and also degraded the cellulose chain and crystallinity structure, these effects being more pronounced for the reaction that resulted in the C2- CNF. In the third stage, the C-CNFs were used as additive to improve quality of eucalyptus kraft pulp on paper production. The effect of adding C-CNFs on pulp drainage time and on physical-mechanical and optical properties of paper sheets was evaluated. After the cationization, the CNF presented homogeneous distribution on paper structure. Only the pulps with high charges of C-CNFs (3% and 5%) presented drainage time higher than those with P-CNF. The addition of C2-CNF resulted in pulps with drainage time statistically higher than those with C1-CNF. In general, the papers with addition of C-CNFs presented lower bulk, and higher air resistance and smoothness than those with P-CNF. Only the addition of high charges of C-CNFs resulted in papers with tear index and burst index statistically higher than those with P-CNF. A possible explanation is that larger flocs present during the paper formation can cause a greater entanglement between the fibers. When compared with P-CNF, the addition of different charges of C-CNFs did not increase the tensile index of papers. The reduction of mechanical strength for paper with low charges of C-CNFs may have occurred by rupture of the paper in the C-CNF, which was degraded during the cationic reaction. The papers with addition of different charges of C- CNF presented lower light scattering coefficient and higher transparency than those with P-CNF. In general, the degree of cationization of CNF had effect on the physical and optical properties of paper, however it had no effect on mechanical properties. For the use of cationic CNF as additive to improve quality of Eucalyptus kraft pulp on paper production, it is necessary that the cationic reaction be performed in medium compatible with paper production and does not damage the CNF structure. Additionally, the degree of cationization and the charge of CNF have to be optimized to improve the paper properties without increasing the pulp drainage time.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Renata Mauri.pdf: 3555035 bytes, checksum: 91fc0c39f9106e59f43ee07fcd18ef07 (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / Este trabalho teve como objetivo a caracterização da estrutura anatômica da madeira de dois clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com aproximadamente seis anos de idade que cresceram em duas regiões do Estado de Minas Gerais, com cada região apresentando duas combinações topográficas, sendo uma plana outra inclinada. Avaliou-se o comportamento dos clones, no sentido radial (variação medula-casca) e nas distintas condições de crescimento. Na caracterização da madeira determinou-se a densidade básica e anidra, as propriedades anatômicas e a morfologia das fibras. Os resultados permitem observar que todos os parâmetros avaliados sofreram variações entre as condições de plantio, entre clones e ainda variações no sentido radial. Os resultados possibilitam a detalhada caracterização do comportamento dos clones entre topografias e regiões, a saber: (i) podem ser observadas variações quantitativas da densidade, dos elementos anatômicos e morfologia das fibras da madeira entre topografias, regiões e clones; (ii) a variação radial da densidade e dos elementos anatômicos da madeira seguiu comportamento esperado para a espécie, onde alguns parâmetros aumentam e outros diminuem no sentido medula-casca; (iii) quanto ao padrão de variação radial da densidade e dos parâmetros quantitativos dos elementos anatômicos da madeira, não são verificadas diferenças significativas entre topografias, regiões e clones. Estes resultados permitem entender o comportamento anatômico e físico da espécie às diversas condições de crescimento, fornecendo assim subsídios para as empresas do setor de celulose no que diz respeito à consolidação de material genético e seu comportamento em diferentes condições de crescimento para atender suas demandas de qualidade de madeira / This work had as objective the characterization of the anatomical structure of the wood of two clones of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, with approximately six years old that grown in two regions of the Minas Gerais state, with each region presenting two topographical combinations; plain and inclining. The behavior of clones was evaluated in the radial direction (variation pith to bark) and in the distinct conditions of growth. In the characterization of the wood it was determined specific gravity and dry density, the anatomical properties and fiber morphology. The results allow to observe that all the evaluated parameters had suffered variations between the conditions from plantation between clones and still variations in the radial direction. The results allow detailed characterization of the clones among topographya and regions, in which: (i) can be observed qualitative variations of the density, wood anatomical elements and fiber morphology between topographies, regions and clones; (ii) the radial variation of the density and the anatomical elements followed expected behavior for the specie where some parameters increase and others decrease in the pith to bark sense; (iii) the pattern of radial variation of density and quantitative parameters of the anatomical elements of wood, not presented significant differences among topographies, regions and clones. These results allow to understand the anatomical and physical behavior of the specie to the diverse conditions of growth and thus supplying subsidies to the pulp wood companies about consolidation of genetic material and its behavior in different conditions of growth to attend the wood quality requirement

Os estudos dendrocronológicos e dendroclimatológicos estão começando a ser utilizados nas florestais tropicais e subtropicais brasileiras. Estes estudos são importantes para correlacionar a taxa de crescimento das espécies florestais com a variações climáticas e fenológicas e determinar a idade das árvores. Desta forma, este trabalho teve como objetivos principais: (i) estudar a periodicidade da atividade cambial e da formação dos anéis de crescimento utilizando o método de faixas dendrométricas em três locais da região do sudeste do Estado de São Paulo; (ii) determinar a idade de algumas árvores das espécies selecionadas (dendrocronologia); (iii) correlacionar o crescimento em circunferência das árvores com as variações climáticas, fenológicas e condições de crescimento (dendroclimatologia e dendroecologia); (iv) fazer a identificação macroscópica das madeiras das espécies estudadas. Para esse trabalho foram escolhidas as seguintes reservas: Estação Ecológica de Ibicatu (Piracicaba/SP) e Reserva Florestal Mata de Santa Genebra (Campinas/SP) com espécies nativas e Estação Experimental de Tupi (Piracicaba/SP) plantios com essências nativas de idade conhecida. Através dos resultados obtidos constatou-se que (a) o local onde uma espécie se desenvolve e suas condições de crescimento podem interferir no ritmo de crescimento dos indivíduos; (b) a faixa dendrométrica colocada nos troncos das árvores é um equipamento fundamental, preciso e muito eficiente para se medir a taxa de crescimento em circunferência do tronco de espécies florestais; (c) as variáveis climáticas, como precipitação e temperatura, e o comportamento fenológico das espécies estão diretamente correlacionados com o crescimento em circunferência do tronco das mesmas; (d) a metodologia referente a dendrocronogia é fundamental e precisa para determinar a idade de uma árvore; (e) não houve diferenças na observação da estrutura anatômica macroscópica da madeira em relação a literatura e aos locais. / The dendrocronology and dendroclimatology studies are now being used in the tropical and subtropical Brazilian forest. These studies are important to correlate the growth rate of forest species with climatic conditions and phenological behaviour to determine the age of the trees. This way, this investigation had as main objectives: (i) study the cambial periodicity activity and the tree-ring formation by using the dendrometer bands method in three areas in the Southeast region of the state of São Paulo; (ii) determine the age of some selected trees species (dendrocronology); (iii) correlate the girth increment of the trees with climatic conditions and phenological behaviour and growth condition (dendroclimatology and dendroecology); (iv) to identify macroscopically the wood of these species. For this investigation were chosen the following reserves: Ibicatu Ecological Station - (Piracicaba/SP) and Santa Genebra Forest Reserve (Campinas/SP) with indigenous growing in natural conditions and Tupi Experimental Station (Piracicaba/SP) plantations of native species with known age. Through the results obtained, it was verified that (a) the local where the specie is developed and its growth condition can interfere in growth rhythm of the trees; (b) the dendrometer bands in the trunk of the trees is a fundamental equipment, accuracy and very efficient tool for measuring girth increment of the trunk of the forest tree species; (c) the climatic variation as, precipitation and temperature, and the phenological behavior of the species are closely correlated with the girth increment of the trunk of the trees; (d) dendrocronological method is fundamental and accurate to determine the age of the tree, and; (e) there is no espressive difference between the macroscopical wood structure of the tress species studied and that one cited in literature.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-10T18:44:51Z No. of bitstreams: 1 2012 - Juliana Grilo Teixeira.pdf: 1403933 bytes, checksum: f46fcf906856bd295558a650d77c9ac0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T18:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Juliana Grilo Teixeira.pdf: 1403933 bytes, checksum: f46fcf906856bd295558a650d77c9ac0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / CAPES / The use of wood originated reforestation undergo a preservative treatment is becoming increasingly common for the replacement of native woods with high natural durability. However, the use of chemicals traditionally used in wood preservatives, has suffered severe restrictions against more restrictive environmental laws. Thus, it becomes extremely necessary to seek new products and preservative treatments that have low toxicity to humans and low environmental impact. This study aimed to evaluate the chemical and thermal treatment of the wood of Pinus caribaea Morelet from the using of natural products from Nim Oil, candle terpenes and bisabolol resin, besides the combination of these last two to the ratio of 1:1. The products were used in concentrations of 5 and 50%. The temperature of the wood grinding was performed using a thermal camera of the temperatures 150 and 170 ? C for a period of 2 to 3 hours, the treated wood The durability was evaluated freight exposure of these to attack by wood decay fungi, white rot (Trametes versicolor) and brown rot (Postia placenta, Neolentinus lepideus). For comparison, samples of untreated wood and treated with CCA and CCB were exposed to the same types of wood decay fungi. The wood samples used were taken from the region near the bone and also near the bark, to evaluate the effect of radial variation of wood in chemical and thermal treatment. The effectiveness of each treatment was determined by calculating the weight loss occurring after the biodegradation test. The results showed that for the heat treatment, the weight loss after the attack of fungi, decreases with increasing temperature and exposure time. Despite the improvement in the thermal treatment was not efficient in preventing fungal attack coming reach values of mass loss equal to or higher than those found for untreated wood. For the treatments carried out with natural products were statistically significant improvements in relation to weight loss. The 50% concentration showed the best result for all products, especially when using the wood of the region near the shell. According to ASTM D - 2017 (2005), all natural products used gave improvement in durability of the wood, which may be classified after treatment as resistant and highly resistant. Technically, natural products studied have the potential to replace the chemicals traditionally used in wood preservatives used on spools. / A utiliza??o de madeiras oriundas de reflorestamentos submetidas a um tratamento preservativo vem se tornando cada vez mais comum para a substitui??o das madeiras nativas com elevada durabilidade natural. Entretanto, o uso de produtos qu?micos, tradicionalmente utilizados na preserva??o da madeira, vem sofrendo severas restri??es face ?s legisla??es ambientais cada vez mais restritivas. Dessa forma, torna-se extremamente necess?rio a busca de novos produtos e tratamentos preservativos que apresentem baixa toxicidade ao homem e baixo impacto ambiental. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o tratamento qu?mico e o tratamento t?rmico da madeira de Pinus caribaea Morelet a partir da utiliza??o dos produtos naturais ?leo de nim, terpenos de candeia e resina de bisabolol, al?m da combina??o destes dois ?ltimos na rela??o de 1:1. Os produtos foram utilizados nas concentra??es de 5 e 50 %. A retifica??o t?rmica da madeira foi realizada numa c?mara t?rmica utilizando-se as temperaturas de 150 e 170oC por um per?odo de 2 e 3 horas. A durabilidade da madeira tratada foi avaliada frente ? exposi??o destas ao ataque de fungos xil?fagos de podrid?o branca (Trametes versicolor) e podrid?o parda (Postia placenta, Neolentinus lepideus). Para efeito de compara??o, amostras de madeiras n?o tratadas e tratadas com Arseniato de Cobre Cromatado (CCA) e Borato de Cobre Cromatado (CCB) foram expostas aos mesmos tipos de fungos xil?fagos. As amostras de madeiras utilizadas foram retiradas da regi?o pr?xima ? medula e pr?xima ? casca, visando avaliar o efeito da varia??o radial da madeira nos tratamentos. A efici?ncia de cada tratamento foi determinada pelo c?lculo da perda de massa ocorrida ap?s o ensaio de biodeteriora??o. No tratamento t?rmico, a perda de massa, ap?s o ataque dos fungos, decresce com o aumento da temperatura e do tempo de exposi??o. Apesar dessa melhora, o tratamento t?rmico n?o se mostrou eficiente na preven??o do ataque dos fungos chegando a atingir valores de perda de massa igual ou superior aquelas encontradas para a madeira n?o tratada. Para os tratamentos realizados com os produtos naturais houve melhoras estatisticamente significativas no que se refere ? perda de massa. A concentra??o 50 % foi a que apresentou o melhor resultado para todos os produtos, especialmente quando se utilizou a madeira da regi?o pr?xima a casca. De acordo com a ASTM D - 2017 (ASTM, 2005), todos os produtos naturais utilizados conferiram melhoria na durabilidade da madeira, a qual p?de ser classificada ap?s o tratamento como resistente e altamente resistente. Tecnicamente, os produtos naturais estudados apresentam potencial para substitui??o dos produtos qu?micos tradicionalmente utilizados na preserva??o de madeira.

Os estudos dendrocronológicos e dendroclimatológicos estão começando a ser utilizados nas florestais tropicais e subtropicais brasileiras. Estes estudos são importantes para correlacionar a taxa de crescimento das espécies florestais com a variações climáticas e fenológicas e determinar a idade das árvores. Desta forma, este trabalho teve como objetivos principais: (i) estudar a periodicidade da atividade cambial e da formação dos anéis de crescimento utilizando o método de faixas dendrométricas em três locais da região do sudeste do Estado de São Paulo; (ii) determinar a idade de algumas árvores das espécies selecionadas (dendrocronologia); (iii) correlacionar o crescimento em circunferência das árvores com as variações climáticas, fenológicas e condições de crescimento (dendroclimatologia e dendroecologia); (iv) fazer a identificação macroscópica das madeiras das espécies estudadas. Para esse trabalho foram escolhidas as seguintes reservas: Estação Ecológica de Ibicatu (Piracicaba/SP) e Reserva Florestal Mata de Santa Genebra (Campinas/SP) com espécies nativas e Estação Experimental de Tupi (Piracicaba/SP) plantios com essências nativas de idade conhecida. Através dos resultados obtidos constatou-se que (a) o local onde uma espécie se desenvolve e suas condições de crescimento podem interferir no ritmo de crescimento dos indivíduos; (b) a faixa dendrométrica colocada nos troncos das árvores é um equipamento fundamental, preciso e muito eficiente para se medir a taxa de crescimento em circunferência do tronco de espécies florestais; (c) as variáveis climáticas, como precipitação e temperatura, e o comportamento fenológico das espécies estão diretamente correlacionados com o crescimento em circunferência do tronco das mesmas; (d) a metodologia referente a dendrocronogia é fundamental e precisa para determinar a idade de uma árvore; (e) não houve diferenças na observação da estrutura anatômica macroscópica da madeira em relação a literatura e aos locais. / The dendrocronology and dendroclimatology studies are now being used in the tropical and subtropical Brazilian forest. These studies are important to correlate the growth rate of forest species with climatic conditions and phenological behaviour to determine the age of the trees. This way, this investigation had as main objectives: (i) study the cambial periodicity activity and the tree-ring formation by using the dendrometer bands method in three areas in the Southeast region of the state of São Paulo; (ii) determine the age of some selected trees species (dendrocronology); (iii) correlate the girth increment of the trees with climatic conditions and phenological behaviour and growth condition (dendroclimatology and dendroecology); (iv) to identify macroscopically the wood of these species. For this investigation were chosen the following reserves: Ibicatu Ecological Station - (Piracicaba/SP) and Santa Genebra Forest Reserve (Campinas/SP) with indigenous growing in natural conditions and Tupi Experimental Station (Piracicaba/SP) plantations of native species with known age. Through the results obtained, it was verified that (a) the local where the specie is developed and its growth condition can interfere in growth rhythm of the trees; (b) the dendrometer bands in the trunk of the trees is a fundamental equipment, accuracy and very efficient tool for measuring girth increment of the trunk of the forest tree species; (c) the climatic variation as, precipitation and temperature, and the phenological behavior of the species are closely correlated with the girth increment of the trunk of the trees; (d) dendrocronological method is fundamental and accurate to determine the age of the tree, and; (e) there is no espressive difference between the macroscopical wood structure of the tress species studied and that one cited in literature.

Orientador: Elias Taylor Durgante Severo / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Banca: Vladimir Eliodoro Costa / Banca: Ricadro Marques Barreiros / Banca: Fabio Minoru Yamaji / Resumo: No Brasil, a espécie pioneira Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, conhecida como Guapuruvu, tem potencial para os projetos de restauração ecológica da Floresta Atlântica, e quando atingem cerca de 15 anos podem ser retiradas mediante plano de manejo. Entretanto, uma característica indesejável da sua madeira é a presença acentuada de lenho juvenil e uma das suas limitações é a baixa durabilidade natural. Uma forma de minimizar este problema é a modificação térmica logo após a sua secagem. Porém, esses tratamentos provocam mudanças na cor da madeira. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do tratamento de modificação térmica nas propriedades físicas, químicas e colorimétricas e na resistência dos lenhos juvenil e adulto de S. parahyba aos organismos xilófagos e ao intemperismo. Para tanto, foram usadas tábuas provenientes de toras de Guapuruvu, com cerca de 15 anos de idade, retiradas de uma área de recuperação florestal da Faculdade de Ciências Agronômicas, da UNESP, de Botucatu-SP. Cada tábua foi seccionada de modo a fornecer peças controle e outras destinadas para os tratamentos de modificação térmica, com temperaturas finais de 180ºC, 200ºC e 220ºC. Corpos de prova foram retirados para a caracterização tecnológica dos lenhos juvenil e adulto através dos ensaios de propriedades físicas, químicas, de caracterização colorimétrica da madeira e de resistências aos fungos de podridão parda Gloeophyllum trabeum e de podridão branca Pycnoporus sanguineus, ao cupim de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: n Brazil, the pioneer plant species Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, known as Guapuruvu, has potential for ecological restoration projects in the Atlantic Forest, and when they reach about 15 years can be taken by the management plan. However, an undesirable feature of this wood is the pronunced presence of juvenile wood and a limitation is low biological resistance. An attractive way to mitigate this problem is this thermal modification process after its drying. However, these thermal treatments cause changes in color of wood. The aim of this study was to evaluate the effect of thermal modification on physicochemical and colorimetric properties and biological resistance of juvenile and mature woods from S. parahyba to xylophagous organisms and weathering. Boards were taken from a 15-year-old S. parahyba forest recovery area of Agronomy Sciences College from UNESP, located in Botucatu, SP, Brazil. Each board was sawed into smaller pieces measuring 0.60 m in length. One small piece was kept in its original condition (untreated wood), whereas the other pieces were reserved for the thermal treatments at final temperature of 180ºC, 200ºC, and 220ºC. Subsequently, samples were cut from all the boards (untreated and thermally modified woods) to technological characterization for both juvenile and mature wood across to tests of physical and chemical properties, colorimetric characterization of wood, decay resistance at brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum and white-rot fungus Pycnoporus sanguineus, biological resistance to térmite dry wood Cryptotermes brevis, and weathering resistance. The results showed that: (1) the increase in the thermal modification temperature causes significant decreases of up to 9,1% in the density at 21ºC and 65% relative humidity of the S. parahyba wood and reduces the equilibrium moisture content and volumetric swellings in up to 51.1% and 54.1%, respectively; ... / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-06T11:39:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2749305 bytes, checksum: 153cb2a26632e8d8af17f1fdab339cf2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T11:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2749305 bytes, checksum: 153cb2a26632e8d8af17f1fdab339cf2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho foi realizar a secagem artificial de toras utilizando gases combustos do sistema forno-fornalha. Foi avaliado o efeito da classe diamétrica na taxa de secagem e redução relativa de umidade. Determinou-se a influência da posição da tora na pilha de madeira na secagem, além da variação de teor de umidade ao longo da tora. Foi desenvolvido e construído um secador metálico, com capacidade volumétrica útil de 16,8 m3. Realizaram-se duas secagens para cada classe de diâmetro das toras, a saber: Classe 1 (8 a 14 cm); Classe 2 (14 a 22 cm) e Classe 3 (8 a 22 cm), totalizando seis secagens. Utilizou-se 45 amostras de toras, com 2 metros de comprimento, para se obter o perfil de umidade da pilha de madeira. Estas foram distribuídas em 3 estratos (linhas) e 3 seções (colunas) ao longo da pilha de madeira, sendo cada amostra pesada antes e depois da secagem. O tempo de secagem estabelecido foi de 68 horas e a temperatura média do gás de entrada no secador foi de 150 o C. Determinou-se, também, o rendimento gravimétrico e as propriedades do carvão vegetal. De acordo com os resultados, houve uma redução relativa do teor de água médio de 39,34% para Classe 1; 27,43% para Classe 2 e 42,58% para Classe 3. Obteve-se diferença entre os estratos, tendo maior perda de água ocorrida nas toras posicionadas nos estratos superiores e entre as seções, tendo a Seção II a maior redução. O teor de umidade final obtido nas toras amostrais indicaram menor variação, tanto nas posições ao longo da pilha como ao longo do comprimento das toras, quando se procede a separação por classes de diâmetro, tendo a Classe 3 gerado uma carga de madeira mais heterogênea, quanto ao teor de umidade, após as secagens. Obteve-se um rendimento gravimétrico médio em carvão vegetal de 30,89%, e as propriedades do carvão o adequam para utilização em siderurgia. O consumo de energia elétrica do secador foi de aproximadamente 49,4 kW por tonelada de madeira (massa seca). A maior eficiência térmica foi obtida nas secagens da Classe 1, com 0,61. O incremento em rendimento gravimétrico estimado com a utilização de madeira seca foi de 4,85%. Conclui-se que a secagem de toras de menor diâmetro é mais efetiva e o ganho estimado na produção de carvão vegetal com toras secas foi significativo. / The main objective of this work was the artificial drying eucalyptus logs using combustion gases of a kiln-furnace system, and the specific objective of evaluating the effect of the diameter class in rate and drying homogeneity. It was developed and built a metal dryer with useful volumetric capacity of 16.8 m3. It was performed two dryings, repeats, for each diameter class of the logs, as follows: Class 1 (8 to 14 cm); Class 2 (14 to 22 cm) and Class 3 (8 to 22 cm), totaling six dryings. It was used 45 log samples to get the moisture profile of the wood pile inside the dryer. These were divided into 3 layers (rows) and 3 sections (columns) along the stack of wood, each sample was weighed before and after drying. The average of drying time set was 68 hours and the average temperature of the inlet gas in the dryer was 150 °C. Also, it was determined the gravimetric yield and properties of charcoal for each diameter class of the logs. According to the results, there was a relative reduction in the average water content of 39.34% for Class 1; 27.43% for Class 2 and 42.58% for Class 3. There was obtained difference between the strata, with greater loss of water in the logs positioned in stratums 1and 2, and between sections, the Section II had the greater reduction. It was no significant difference in the gravimetric yield of charcoal between the diameter class, however, for Class 1, the yield was higher than the others, 33.95%. The Charcoal produced with Class 1 logs was rated "very little friable", and friability lower than the others. The bulk density and ash content did not differ between classes. The fixed carbon content was higher in classes 1 and 3. In the analysis, there was no difference in moisture content between the parties of the logs, for Class 1, indicating that they were dried homogeneously so that became homogeneous. It has been estimated an increase in gravimetric yield for the 3 classes: 36,38% for Class 1; 30,54% for Class 2 and 30,02% for Class 3. The dryer had been shown to be effective efficient and have appropriate structure; scores a relative reduction of 36.45% in the moisture content and the drying was more efficient for smaller diameter logs.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-16T17:23:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1208509 bytes, checksum: b0d5d1679d88877d27d97c13a33000ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T17:23:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1208509 bytes, checksum: b0d5d1679d88877d27d97c13a33000ac (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Brasil é um país que apresenta potencial de expansão de uso e produção de madeira para fins energéticos, entretanto, quando destinada à geração de energia, a madeira apresenta algumas desvantagens como o elevado teor de umidade e o baixo poder calorífico. A fim de minimizar algumas destas características indesejadas, as empresas vêm utilizando a madeira em forma de cavacos para a geração de energia. Os cavacos apresentam alta superfície específica, homogeneidade e maior facilidade em perder a umidade em comparação à madeira em tora, o que aumenta a eficiência energética do sistema, além da possibilidade de mecanização e automação do processo. Entretanto, apenas a transformação da tora em cavacos não é o suficiente para atingir o potencial energético desta biomassa e torná-la competitiva perante as fontes não renováveis. Além disto, quando estocados em pilhas para secagem, os cavacos podem sofrer combustão espontânea ou serem degradados por agentes biológicos, como os fungos xilófagos. Torna-se, então, necessária a utilização de técnicas que melhorem este material, como a torrefação, um tratamento térmico realizado em baixa oxigenação e temperaturas moderadas, que variam entre 200 e 300°C, capaz de acumular carbono e lignina na madeira, tornando-a um material com maior eficiência energética e menor atratividade a microorganismos xilófagos. Assim, este trabalho teve como objetivo principal estudar a influência da temperatura de torrefação na combustão espontânea e degradação biológica de cavacos de eucalipto torrificados, e como objetivo específico obter o potencial energético dos cavacos torrificados. Para realização do estudo, cavacos de madeira foram peneirados e secos em estufa até atingirem massa constante. Em seguida, foram torrificados por 20 minutos nas temperaturas de 180, 220 e 260°C em um torreficador de rosca sem fim, sendo realizadas 3 torrefações por tratamento e utilizando aproximadamente 2 kg de cavacos por repetição. Após a torrefação, determinou-se o rendimento gravimétrico, a dimensão das fibras da madeira, além da composição química estrutural, elementar e imediata, umidade de equilíbrio higroscópico, a densidade a granel, o poder calorífico superior e útil, a densidade energética, a possibilidade de combustão espontânea e a resistência ao ataque de fungos xilófagos dos cavacos de madeira in natura e torrificados. O aumento da temperatura de torrefação ocasionou um aumento de lignina total, carbono elementar e carbono fixo, tendo como consequência o aumento do poder calorífico superior e útil, menor rendimento gravimétrico, menor umidade de equilíbrio higroscópico, maiores resistências a fungos xilófagos e maior estabilidade térmica. A espessura de parede e largura das fibras foram reduzidas com o tratamento térmico. Verificou-se também, que os cavacos de madeira in natura e torrificados não são passíveis de combustão espontânea. Recomenda-se a torrefação na temperatura de 260°C devido à maior densidade energética, maior percentual de lignina e maior resistência ao ataque de xilófagos. / Brazil is a country that has the potential to expand the use and production of wood for energy purposes. However, when used for energy generation, wood presents some disadvantages such as high moisture content and low calorific value. In order to minimize some of these unwanted characteristics, companies have been using the wood in the form of wood chips for power generation. The chips have a high specific surface area, homogeneity and easier to lose moisture compared to log wood, which increases the energy efficiency of the system, besides the possibility of mechanization and automation of the process. However, only the transformation of the log into chips is not enough to reach the energy potential of this biomass and make it competitive against non-renewable sources. In addition, when stored in piles for drying, the chips may spontaneously combust or be degraded by biological agents, such as fungi xylophagous. It is then necessary to use techniques that improve this material, such as torrefaction, a low oxygenation heat treatment and moderate temperatures, ranging from 200-300oC, capable of accumulating carbon and lignin in the wood, making it a material with greater energy efficiency and less attractiveness to xylophagous microorganisms. Thus, the main objective of this work was to study the influence of torrefaction temperature on the spontaneous combustion and biological degradation of torridated eucalyptus chips, and as a specific objective to obtain the energetic potential of the torrified chips. To carry out the study, wood chips were sieved and dried in an oven until reaching a constant mass. They were then torrified for 20 minutes at temperatures of 180, 220 and 260 ° C in an endless screw roaster, 3 torrefaction being processed per treatment and using approximately 2 kg of chips per replicate. After torrefaction, the gravimetric yield, the fiber size of the wood, the structural, elemental and immediate chemical composition, hygroscopic equilibrium moisture, bulk density, superior and useful calorific value, energy density, possibility of spontaneous combustion and resistance to the attack of xylophagous fungi of the wood chips in natura and torrified. The increase in the torrefaction temperature caused an increase in total lignin, elemental carbon and fixed carbon, resulting in higher and useful calorific increase, lower gravimetric yield, lower hygroscopic equilibrium moisture, higher resistance to xylophagous fungi and greater thermal stability. It has also been found that the in natura and torrified wood chips are not susceptible to spontaneous combustion. It is recommended to torrefaction at a temperature of 260°C due to the higher energy density, higher percentage of lignin and greater resistance to attack by xylophages.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-16T18:43:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1599825 bytes, checksum: 7f9ac94f41a881a2358a42b6121545df (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T18:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1599825 bytes, checksum: 7f9ac94f41a881a2358a42b6121545df (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A crescente busca pela sustentabilidade incentiva as pesquisas e o setor industrial a investir em recursos renováveis, com o intuito de garantir a preservação ambiental e proporcionar melhor qualidade dos materiais desenvolvidos. As celuloses nanofibriladas ganham destaque por apresentarem propriedades diferenciadas, como alta resistência e rigidez, baixo peso e elevada área superficial e reatividade, podendo ser aplicado em diversas industrias. A maioria das pesquisas com nanofibrilas de celulose têm sido realizadas com materiais provenientes de fibras celulósicas livres de lignina, as celuloses nanofibriladas (CNF). Entretanto, as fibras não branqueadas contendo lignina residual também podem ser utilizadas com esse mesmo propósito, obtendo as lignoceluloses nanofibriladas (LCNF). Como as pesquisas utilizando as lignoceluloses nanofibriladas ainda são recentes, esse estudo teve como objetivo detalhar sua ultraestrutura, sendo comparadas com as celuloses nanofibriladas produzidas a partir da mesma matéria prima. Além disso, buscou avaliar o potencial dessas LCNF como aditivo na produção de papéis de embalagens nanoestruturados. Nesse contexto, esse estudo foi divido em dois capítulos: no Capítulo 1 é apresentado a produção de lignocelulose nanofibrilada (LCNF) e celulose nanofibrilada (CNF) oriundas de espécies madeireiras bem estabelecidas no Brasil: Eucalyptus spp. e Pinus spp., bem como a caracterização completa da estrutura química, física e morfológica desses nanomateriais utilizando dispositivos de alta tecnologia; no Capítulo 2 é avaliado o efeito da adição de lignoceluloses nanofibriladas, produzidas a partir de polpas celulósicas não branqueadas de Eucalyptus spp. e Pinus spp., nas propriedades de papéis kraftliner e sackraft nanoestruturadas. Para produção das nanofibrilas de celulose foi utilizado o processo mecânico de desfibrilação por meio do moinho Super Masscolloider Masuko Sangyo e a caracterização completa da estrutura química, física e morfológica foi realizada utilizando dispositivos de alta tecnologia como análise elementar, HPAEC/PAD, FAAS, XRD, FTIR, análise termogravimétr ica, potencial zeta, IRA e microscopias eletrônicas e de força atômica (Capítulo 1). Constatou- se que o processo mecânico de desfibrilação se mostrou eficiente na produção de nanofibrilas de celulose obtidas a partir de polpas celulósicas de pinus e eucalipto, sendo que, as lignoceluloses nanofibriladas tiveram características comparativas com as celuloses nanofibriladas (CNF) tradicionais. As nanofibrilas estudadas tiveram composição química distinta, elevado índice de cristalinidade e boa estabilidade térmica, sendo que as LCNF tiveram um menor índice de retenção de agua, o que reflete em drenabilidade melhorada. A incorporação de LCNF de pinus e eucalipto na produção de papéis de embalagens nanoestruturados (Capítulo 2) foi investigada, determinando-se as propriedades físico-mecânicas dos papéis produzidos. Dosagens de 0, 1, 3 e 5% de LCNF de eucalipto e pinus foram adicionadas em duas polpas celulósicas kraft de pinus, após a operação de refino, que foi realizado em moinho PFI nos níveis de 2000-8000 revoluções : kappa 100 para produção dos papéis kraftliner e kappa 55 para produção dos papéis sackraft. Concluiu-se a aplicação de LCNF na produção dos papéis resultaram em significativa redução do consumo de energia no refino e mostraram efeitos muito positivos nas propriedades mecânicas dos papéis nanoestruturados produzidos, evidenciando que ambas LCNF (pinus e eucalipto) são alternativas de grande potencial na indústria de embalagens de papel. / The growing quest for sustainability encourages researches and the industrial sector to invest in renewable resources, with the intention of ensure environmental preservation and provide better quality of the materials developed. Celluloses nanofibrils have gained prominence because they have difference properties, such as high strength and stiffness, low weight and high surface area and reactivity, and can be applied in several industr ies. Most studies with cellulose nanofibrils (CNF) use lignin-free fibers obtained from bleached pulps; however, unbleached fibers containing residual lignin may also be used for this same purpose, getting the lignocelluloses nanofibrils (LCNF). As the research using lignocelluloses nanofibrils is still recent, this study aimed to detail its ultrastructure, being compared with celluloses nanofibrils produced from the same raw material. Besides that, it sought to evaluate the potential of these LCNF as additive in nanostructured packaging papers production. In this context, this study was divided in two chapters: Chapter 1 presents the production of lignocellulose nanofibrils (LCNF) and cellulose nanofibrils (CNF) from well-established timber species in Brazil: Eucalyptus spp. and Pinus spp., as well as the complete characterization of the chemical, physical and morphological structure of these nanomaterials using high technology devices. In Chapter 2 is evaluated the effect of lignocelluloses nanofibrils addition, produced from unbleached cellulose pulps, on the properties of kraftliner and sackraft nanostructured papers. For the cellulose nanofibrils production was used the mechanical defibrilla tio n process by means of the Super Masscolloider Masuko Sangyo mill and the complete chemical, physical and morphological structure characterization was performed using high-tech devices as elemental analysis, HPAEC/PAD, AAS, XRD, FTIR, thermogravimetric analysis, zeta potential, IRA and electronic microscopy and atomic force (Chapter 1). It was concluded that the mechanical defibrillation process was efficient in the production of cellulose nanofibrils, obtained from pine and eucalypt cellulose pulps, and the lignocelluloses nanofibrils (LCNF) had comparative characteristics with traditional celluloses nanofibrils (CNF). The nanofibrils (LCNF and CNF) had different chemical composition, high crystallinity index and good thermal stability; and the lignocellulose nanofibrils had lower water retention index, which reflects in improved drainage. LCNF-E and LCNF-P incorporation in the nanostructured packaging paper production (Chapter 2) was investigated, determining the physical- mechanical properties of papers produced. 0, 1, 3 and 5% of LCNF-E and LCNF-P were added in two kraft pulps after refining at 2000-8000 rpm PFI mill: kappa 100 for kraftliner papers and kappa 55 for sackraft papers. It was concluded that LCNF application in papers production resulted in a significant reduction of the energy consumption in the refining process and showed very positive effects on mechanica l properties of nanostructured papers produced, evidencing that LCNF-E and LCNF-P are great potential alternatives in the paper packaging industry.