Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Casting process of ferrous and nonferrous materials use molds generally made of sand to form the piece. Depending on the manufacturing process of the mold (based on green sand and using phenolic resin or alkyd), the sand may contain substances which prevent direct deposition on the environment, is most often classified according to standard ABNT NBR 10004:2004 as waste Class II – non inert. The recycling of this waste is limited, since their characteristics change significantly after its use. On the other hand, the reuse of this by-product in the construction industry is a technically feasible alternative; however, the effect of the addition should be evaluated, especially from the mechanical and environmental point of view. Thus, the objective of this work is to study the effect of using the waste of foundry sand in cement materials, such as masonry blocks for walls, masonry blocks, paving blocks, among others. Blocks containing up to 50wt% of substitution of sand by foundry sand were prepared and evaluated by compressive strength testing and toxicity testing, using Daphnia magna, onion root, and earthworm. Results showed that the leaching material showed a feasible alternative to use up to 25wt% (Composition C2) of substitution of sand by this waste for the production of concrete blocks. The mechanical properties were also evaluated and the results showed that Composition C2 presented compressive strength superior to 35 MPa at 56 days, showing no significant loss in compressive strength with the addition of this waste. / O processo de fundição de metais ferrosos e não ferrosos utiliza moldes, em geral compostos de areia, para dar forma à peça. Dependendo do processo de fabricação do molde (a base principalmente de areia verde e utilizando resina fenólica ou alquídica, entre outras), a areia pode conter substâncias que impedem a deposição direta no ambiente, e na maioria das vezes é classificada de acordo com a Norma ABNT NBR 10004:2004 como resíduo de Classe IIA - Não Inerte. A reutilização deste resíduo é limitada, visto que suas características mudam significativamente após o uso. Por outro lado, o emprego (reaproveitamento) deste subproduto na construção civil é uma alternativa tecnicamente viável; entretanto, o efeito de sua adição deve ser avaliado, sobretudo sob o ponto de vista mecânico e ambiental. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar o efeito do emprego do resíduo de areia de fundição na confecção de artefatos cimentícios, tais como: blocos de alvenaria para paredes, blocos de alvenaria estrutural, blocos de pavimentação, entre outros. Blocos contendo teores de substituição de areia por resíduo de areia de fundição entre 0 e 50% em peso foram confeccionados e avaliados por meio de ensaios de resistência à compressão e testes de toxicidade, utilizando-se Daphnia magna, raiz de cebola e minhoca. O estudo com material obtido da lixiviação apontou viável a substituição de até 25% em peso de areia por este resíduo para a produção dos blocos de concreto. As propriedades mecânicas também foram avaliadas e os resultados mostraram que a Composição C2, contendo 25% em peso de substituição de areia por resíduo de areia de fundição, apresentou resistência à compressão aos 56 dias de superior a 35 MPa, mostrando que não houve perda considerável na resistência à compressão com a adição do resíduo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-22Bitstream added on 2014-06-13T20:10:43Z : No. of bitstreams: 1 almeida_tbf_me_jabo.pdf: 415992 bytes, checksum: 5bdf4622d2f98eba8eef12401fe649ca (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No Brasil grande parte das áreas com cultivo de cana-de-açúcar tem solos com reação ácida, sendo um dos fatores que contribui para a baixa produtividade. Objetivou-se avaliar o efeito residual do calcário e da escória de siderurgia como material corretivo de acidez do solo, na nutrição e na produção de colmos da primeira soqueira de cana-de-açúcar, no sistema de colheita sem despalha a fogo, cultivada em um Latossolo Vermelho distrófico. O trabalho foi desenvolvido na FCAV/UNESP– Câmpus de Jaboticabal-SP, com a variedade RB855156, no ano agrícola de 2009/2010. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x4, sendo duas fontes de material corretivo (escória de siderurgia e o calcário) e quatro doses (ECaCO3 = 0; 0,9; 1,8 e 3,6 t ha-1), com quatro repetições. No solo, a amostragem foi realizada aos 12 meses após a brotação da soqueira de cana-deaçúcar, nas camadas de 0-10; 10-20; 20-40 e 40-60 cm de profundidade, determinando os atributos químicos para fins de fertilidade do solo e teor de silício (Si), determinou-se também o teor dos metais pesados (Cd, Cr, Ni e Pb) no solo. Realizou-se a diagnose foliar e determinaram-se os teores de Si e dos metais pesados (Cd, Cr, Ni e Pb) nas folhas. Também foi avaliado o número, a altura e o diâmetro dos perfilhos/colmos aos 120, 270 e 390 dias após a brotação da cana soca (2º ciclo). Determinou-se a massa de matéria seca, a produção de colmos e a qualidade tecnológica. A escória de siderurgia apresentou-se semelhante ao calcário nos atributos químicos do solo, vinte e quatro meses após a brotação da cana planta (1º ciclo). O uso da escória de siderurgia manteve as concentrações de metais pesados (Cd, Cr, Ni e Pb), no solo abaixo dos níveis permitidos. Não houve diferença entre os materiais corretivos nas variáveis... / In Brazil most of the areas with cultivation of sugar cane has soils with acid reaction being one of the factors contributing to low productivity. The objective was to evaluate the residual effect of limestone and of slag as a material corrective in soil acidity, nutrition and culms yield of the ratoon first of sugar cane in the crop system without fire in husk, grown on an Oxisol. The work was developed in FCAV / UNESPJaboticabal Campus-SP, with the variety RB855156, in the agricultural year 2009/2010. The experimental design was randomized blocks in factorial scheme 2x4, with two sources of corrective material (slag and limestone) and four rates (ECaCO3 = 0, 0.9, 1.8 and 3.6 t ha-1) with four replications. In soil, sampling was performed to 12 months after the of the budding of ratoon sugar cane, at the layers of 0-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm deep, determining the soil chemical attributes for soil fertility and content of silicon (Si), also determined the content of heavy metals (Cd, Cr, Ni and Pb) in soil. Was held on leaf analysis and were determined the contents of Si and of heavy metals (Cd, Cr, Ni and Pb) in the leaves. Also was assessed the number, height and diameter of tillers / culms at 120, 270 and 390 days after budding the of ratoon sugar cane (second cycle). It was determined the mass of dry matter, a production of culms and the technological quality. The slag had a similar presentation to the limestone in the soil chemical attributes, twenty-four months after the sprouting of the plant cane (first cycle). The use of slag remained concentrations of heavy metals (Cd, Cr, Ni and Pb) in soil below the permitted levels. There was no difference between the corrective materials in the variables of growth and nutritional status. The rates of corrective materials decreased the foliar concentrations of Mn and increased the leaf... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-07Bitstream added on 2014-06-13T19:29:12Z : No. of bitstreams: 1 guimaraes_rcm_me_jabo.pdf: 325304 bytes, checksum: 6ae2c8d955c79599921ce2ff403b90bb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O impacto dos resíduos orgânicos agroindustriais no ambiente pode ser reduzido pelo seu uso agrícola e, do ponto de vista da fertilidade do solo, o que se deseja com a aplicação dos resíduos é aumentar o teor de matéria orgânica do solo e fornecer nutrientes para as plantas. Com este trabalho objetivou-se avaliar o efeito do lodo biológico de indústria de gelatina em atributos químicos de dois Argissolos Vermelho-Amarelos (PVA-1, arenoso e PVA-2, textura média) e de um Latossolo Vermelho (LV, argiloso) e determinar as frações de mineralização do carbono e do nitrogênio no PVA-2. Todos os experimentos foram conduzidos em condições de laboratório, em delineamento experimental inteiramente casualizado, com seis doses de lodo (0; 100; 200; 300; 400 e 500 m3 ha-1) e três repetições. Após 120 dias de incubação, o lodo biológico aumentou o valor de pH, a CTC efetiva, os teores de P, Ca, Mg, Na e N-inorgânico, diminuiu os teores de Al e H+Al e não alterou os teores de matéria orgânica dos solos. O aumento nos teores de Ca, Mg e Na foi cerca de três vezes maior do que o da CTC efetiva, o que indica que a maior parte do aumento é devido ao acúmulo de sais em solução e, por isso, há potencial para perdas por lixiviação. A fração de mineralização do carbono foi superior a 100%, indicando efeito “priming”, ao final de 193 dias de incubação. A fração de mineralização do nitrogênio em 126 dias foi superior a 74% e a meia vida média foi de 8,7 dias, indicando que o N do resíduo é rapidamente disponibilizado para as plantas / The impact of agro-industrial organic wastes in the environment can be reduced by its use in agricultural systems and from the point of view of soil fertility increasing the soil organic matter content and providing nutrients to the plants are desirable. The objective of this study was to evaluate the effect of gelatin industry biological sludge in chemical attributes of two Ultisols (S1, sand and S2, loam) and a Oxisol (S3, clay) and to determine the carbon and nitrogen mineralization fractions in S2. The experiments were carried out under laboratory conditions, in a completely randomized design with six biological sludge rates (0, 100, 200, 300, 400 and 500 m3 ha-1) and three replicates. After 120 days of incubation, the biological sludge increased the value of pH, effective cation exchange capacity (ECEC), P, Ca, Mg, Na and inorganic N contents, decreased Al and H + Al contents, and did not affect organic matter content in soils. The increase in Ca, Mg and Na contents was about three times greater than the ECEC, indicating that most of this increase is due to salts accumulation in solution and therefore there is potential for leaching losses. Carbon mineralization fraction was greater than 100%, indicating priming effect at the end of 193 days of incubation. Nitrogen mineralization fraction in 126 days was greater than 74% and the half-life averaged was 8.7 days, indicating that the nitrogen in the biological sludge is readily available to the plants

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5897.pdf: 9981391 bytes, checksum: 065fc0eaa13c12b856bd17d77b583078 (MD5) Previous issue date: 2013-03-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / During the past decades, the bauxite residue (BR) generated in the aluminium production was considered unusable waste. However, the difficulties and the costs associated with the residue management and storage have motivated companies to invest in innovative research to find economical and environmentally safe applications for the BRin order to reduce the volume of waste stored. In this context, the building industry offers a promising application for BR. This sort of residue could be used in large quantities in the production of Portland cement, one of the most important materials in this sector. The partnership between the aluminium and cement producers might benefit both areas, opening a great opportunity to move towards sustainable development and to minimize environmental impacts. Therefore, the aim of this study was to evaluate the use of BR as an alternative source of Al2O3 and Fe2O3 in Portland cements clinker. Four formulations were developed: one without BR, which was used as a reference composition (C1),and three others containing 3wt%(C2)7 wt%(C3) and13 wt% (C4) of BR. As the main phases-C3S, C2S, C3A e C4AF- were detected in the produced clinker, it was clear that BR addition did not affect the mineralogical composition. Nevertheless, BR contents equal or greater than7wt% resulted in the formation of C3A doped with Na, which has an orthorhombic structure. Based on the quantitative X ray diffraction results and on the phase s morphology it was found that although the presence of residue has altered the chemical composition of the clinker, the mechanical behavior of the material was not affected. The mortars prepared with these clinkers reached satisfactory compressive strength and C4 materials had values of 39MPa. The results demonstrated that the presence of the BR did not affect negatively the quality of the produced material which indicates an interesting potential application for the BR. / Durante muito tempo, o resíduo de bauxita (RB) gerado na produção de alumínio, foi considerado como um resíduo inutilizável. No entanto, as dificuldades e custos associados ao gerenciamento e armazenamento do RB têm motivado as empresas a investir em pesquisas inovadoras para encontrar aplicações econômicas e ambientalmente seguras reduzindo, assim, o volume de resíduo destinado para o armazenamento final. A indústria da construção oferece um cenário de uso promissor, pois, na produção de um dos materiais mais utilizados neste setor, o Cimento Portland, poderia ser empregado um considerável volume de RB. A parceria entre os produtores de alumínio e cimento beneficiaria ambas as empresas, bem como o meio ambiente, favorecendo o crescimento sustentável. Assim, este trabalho teve como objetivo preparar clínqueres de cimentos Portland empregando-se o RB como fonte alternativa de Al2O3e Fe2O3.Foram preparadas 4 formulações: uma sem adição de RB, utilizada como referência (C1), e outras 3 com teores de resíduo de 3,6-%p (C2), 7,0-%p (C3) e 13,8-%p (C4). A adição de resíduo de bauxita não afetou a composição mineralógica do clínquer, pois as principais fasesmineralógicas- C3S, C2S, C3A e C4AF foram formadas. Contudo, nos clínqueres C3 e C4, o uso de mais de 7%-p de RB levou a formação do C3A dopado com sódio que possui estrutura ortorrômbica. Baseando-se nos resultados de difração de raios-X, morfologias e quantificações de fases, verificou-se que embora a adição de resíduo de bauxita altere a composição química do clínquer, a incorporação de até 13,8%-p de resíduo não prejudicou o comportamento mecânico do material. As argamassas preparadas com estes clínqueres apresentaram resistência a compressão satisfatória e o material C1 alcançou valores de 39 MPa após os 28 dias de cura. Finalmente, baseado nestes resultados, pode-se considerar que a presença do resíduo não afetou negativamente a qualidade do material produzido o que indica um interessante potencial de aplicação para o RB.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4603.pdf: 4986009 bytes, checksum: a36a5071413a94b0bec67b98dfad69f6 (MD5) Previous issue date: 2012-08-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / The structures of Portland cement are frequently exposed to aggressive environments, which can lead to their degradation. Thus, the study of durability is very important to avoid damages caused by early failures as well as spending on repairs. In this work, the durability of mortars and pastes prepared with a Portland cement containing bauxite residue (BR) as raw material was evaluated and Brazilian commercial cements CPV-ARI and CPII-Z 32 were used as references. Tests were also performed with addition of silica fume to the synthesized cement. The strength and the hydration products after 28 days of cure were evaluated, as well as the chemical, strength and microstructural changes of mortars and pastes subjected to Na2SO4 attack. Acidic attacks using HCl and H2SO4 and leaching tests using distillated water were also carried out. The results showed that the synthesized cement presented a NaC3A phase, which was more resistant to Na2SO4 attack. The uniaxial compressive strength of the mortar prepared with the synthesized cement after curing for 28 days was 39 MPa, and increased to 54 MPa with the addition of silica fume. However, there were some weaknesses in the hydrated structure, such as a large amount of portlandite and high porosity of mortars. The addition of silica fume could overcome these problems and also improved the mortars resistance to acidic and sulfate attacks. The leaching tests showed that sodium was the most leached element from the synthesized cement mortars. The addition of silica fume was also positive in this case, since it strongly reduced the sodium reactivity. Among the elements that could be detected, there were no excess of toxic ones leached from the synthesized cement mortars, which suggests that the BR incorporation would not damage the environment or public health safety. / As estruturas de cimento Portland estão usualmente expostas a ambientes agressivos que podem levar a sua degradação. Assim, o estudo da durabilidade é muito importante para se evitar danos por falhas prematuras e gastos com reparos. Neste trabalho, foi avaliada a durabilidade de pastas e argamassas de um cimento Portland sintetizado com resíduo de bauxita (RB) como matéria-prima, utilizando-se como referências dois cimentos comerciais brasileiros CPV-ARI e CPII-Z 32. Os ensaios também foram realizados com adição de microssílica ao cimento sintetizado. Foram avaliados a resistência mecânica e os produtos de hidratação após 28 dias de cura, bem como as transformações químicas, mecânicas e microestruturais de argamassas e pastas submetidas ao ataque por Na2SO4. Foram avaliados também o ataque ácido, por HCl e H2SO4 e a lixiviação por água destilada. Os resultados mostraram que o cimento sintetizado apresentou uma fase NaC3A, que se mostrou mais resistente ao ataque por Na2SO4. A resistência à compressão uniaxial da argamassa preparada com o cimento sintetizado após 28 dias de cura foi 39 MPa e, com a adição de microssílica, aumentou para 54 MPa. No entanto, houve algumas deficiências na estrutura hidratada, como alto teor de portlandita e maior porosidade aparente. A adição de microssílica pôde sanar esses problemas e ainda melhorou o desempenho das argamassas frente aos dois ácidos e ao ataque por sulfato. Os ensaios de lixiviação mostraram que o elemento lixiviado pelas argamassas dos cimentos sintetizados, em maior quantidade, foi o sódio, devido ao seu alto teor no RB. A adição de microssílica também foi benéfica neste caso, pois diminuiu a reatividade do sódio. Dentre os elementos que puderam ser analisados, não se observou a liberação de componentes tóxicos em excesso pelas argamassas dos cimentos sintetizados, indicando que a incorporação do RB não causaria danos ao meio ambiente ou à saúde pública.

Submitted by PRISCILA ROBERTA VOLANTE null (privolante@yahoo.com.br) on 2016-12-15T15:51:40Z No. of bitstreams: 1 TESE_Priscila_Roberta_Volante.pdf: 856811 bytes, checksum: d2f614518c8c7da20ea5be7c9aebc8a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-12-19T16:34:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 volante_pr_dr_jabo.pdf: 856811 bytes, checksum: d2f614518c8c7da20ea5be7c9aebc8a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T16:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 volante_pr_dr_jabo.pdf: 856811 bytes, checksum: d2f614518c8c7da20ea5be7c9aebc8a2 (MD5) Previous issue date: 2016-11-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A cinza de bagaço de cana-de-açúcar, gerada pela queima do bagaço da cana-de-açúcar para produção de energia elétrica no setor sucroenergético, vem sendo aplicada ao solo sem critério técnico/científico. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de cinza de bagaço de cana-de-açúcar, quando incorporada ao solo ou quando aplicada em superfície, nos atributos físicos e químicos de um Argissolo Vermelho, no crescimento das laranjeiras, na produção de frutas e na qualidade do suco, dois, três e quatro anos após a aplicação do resíduo no solo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com cinco tratamentos e cinco repetições. As doses de cinza foram 0, 5, 10, 20 e 40 t ha-1 (base seca). Concluiu-se que a cinza de bagaço de cana-de-açúcar, até a dose de 40 t ha-1, pode ser distribuída em solos agrícolas, sendo esta, portanto, uma alternativa para o emprego deste resíduo, sem que o solo seja degradado física e quimicamente, e sem causar prejuízos ao desenvolvimento das laranjeiras, produção e qualidade do suco. / The ash generated by burning the sugarcane bagasse for electricity production on the sugar and ethanol industry, is being applied to the soil without technical/scientific criteria. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of application of sugarcane bagasse ash on soil physical and chemical attributes and on orange trees growth, and fruit and juice quality. The experimental design was randomized blocks, with five treatments and five replications. The ash doses were 0, 5, 10, 20 and 40 t ha-1 (dry basis). The results showed that application of sugarcane bagasse ash to the soil up to 40 ton ha-1 did not affect soil or plant attributes, being an alternative use of this residue on agricultural soils. / CNPq: 140799/2013-3

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arthur Adelino de Freitas Cruz.pdf: 6466927 bytes, checksum: 429e2ba55e1fbb6aae1b0988a0b53cc7 (MD5) Previous issue date: 2002-12-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The goal of this work was to study the utilization of a biomass burning waste coming from a cellulose and paper industry as a raw material for mortars in building industry. The waste used in this work is known as bottom ash and was supplied by Klabin Celucat S.A. situated in Correia Pinto SC. The raw materials used to fabricate the mortars were characterized by granulation test, leaching test, in the case of the waste, and by scanning electron microscopy. The waste was incorporated in the mortars in substitution to a Portland cement so that the hydraulic binder in the samples fabricated with the bottom ash is constituted by cement + bottom ash. The samples were fabricated in two steps. In the first one the samples were elaborated containing 90% of cement + 10% in volume of bottom ash as hydraulic binder. This mixture was used with different granulations of bottom ash in order to study the effect of the waste granulation in the mortar properties. It was used five different granulations: between 2 and 1 mm, between 1 and 0.57 mm, between 0.57 and 0.30 mm, between 0.30 and 0.15 mm and under 0.15 mm. In the second step, it was studied the effect of the waste concentration with granulation under 0.15 mm. Samples were prepared with cement + 5, 10, 15 and 20% in volume of waste. The raw materials used to fabricate the mortars were dried in a furnace and then mixed in a mass proportion of three amounts of sand for one of hydraulic binder (cement + bottom ash). The samples obtained were studied by uniaxial compression test, leaching test and scanning electron microscopy. The investigation by these techniques of characterization allowed us to observe that the properties of the mortars depend on the concentration, granulation and dispersion of the waste in the mortar structure. Furthermore, some chemical elements may be stabilized and/or encapsulated in the cement matrix. These results will be presented, analyzed and discussed in this work. / Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização do resíduo sólido proveniente da queima da biomassa da indústria de papel e celulose como fonte de matéria prima para a fabricação de argamassas utilizadas na construção civil. O resíduo usado neste trabalho é conhecido como cinza preta e foi fornecido pela Klabin S.A. de Correia Pinto SC. As matérias-primas usadas na elaboração das argamassas foram caracterizadas através de ensaios granulométricos, ensaios de lixiviação, no caso do resíduo, e análise morfológica no microscópio eletrônico de varredura (MEV). O resíduo foi incorporado na argamassa em substituição parcial ao cimento, mas de duas maneiras diferentes. Na primeira delas foi adicionado uma concentração constante de 10% em volume de resíduo com relação ao cimento, em corpos de prova com diferentes granulometrias de resíduo a fim de estudar o efeito do tamanho dos grânulos do resíduo sobre as propriedades das argamassas. Foram usadas cinco granulometrias diferentes de resíduo: entre 2 e 1 mm, entre 1 e 0.57 mm, entre 0.57 e 0.30 mm, entre 0.30 e 0.15 mm e inferior a 0.15 mm. Na segunda etapa foi estudado o efeito da concentração do resíduo de granulometria inferior a 0.15 mm. Para isso, foram elaborados corpos de prova com 5, 10, 15 e 20% em volume de resíduo com relação ao cimento. Para facilitar a confecção dos corpos de prova, os materiais foram secados em estufa e misturados na proporção de 3 partes de areia para 1 parte de aglomerante (cimento + resíduo) em massa. Os corpos de prova obtidos foram caracterizados através de ensaios mecânicos, ensaios de lixiviação e por microscopia eletrônica de varredura. A investigação através dessas técnicas de caracterização permitiu observar que as propriedades da argamassa dependem da concentração, da granulometria e da dispersão do resíduo na estrutura da argamassa. Além disso, certos elementos químicos do resíduo podem ficar estabilizados e/ou encapsulados dentro da matriz cimentítica. Estes resultados serão apresentados, analisados e discutidos no presente trabalho.

Submitted by Fernando Roberto Paz Cedeno null (fernandopazc@yahoo.com) on 2017-04-07T11:26:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de mestrado - Fernando Roberto Paz Cedeno.pdf: 2921183 bytes, checksum: f2905dbe63bb30ddbf52d231bf5e9f5d (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-17T13:51:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pazcedeno_fr_me_arafcf.pdf: 2921183 bytes, checksum: f2905dbe63bb30ddbf52d231bf5e9f5d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T13:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pazcedeno_fr_me_arafcf.pdf: 2921183 bytes, checksum: f2905dbe63bb30ddbf52d231bf5e9f5d (MD5) Previous issue date: 2017-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A macroalga vermelha Kappaphycus alvarezii é rica em carboidratos, porém contém outras frações constituídas de proteínas, inorgânicos e aromáticos. O presente trabalho foi justificado devido ao fato de que o resíduo gerado no processamento de carragena semi-refinada ser menos recalcitrante comparado a resíduos lignocelulósicos. Objetivo: Avaliar o potencial da conversão enzimática das frações geradas no processamento de carragena oriundo da macroalga Kappaphycus alvarezii em açúcares monoméricos fermentescíveis. Métodos: A parte experimental envolveu a obtenção de um resíduo a partir do processamento de carragena semi-refinada de K. alvarezii. A fração não tratada e as frações obtidas no processamento foram caracterizadas quimicamente e hidrolisadas enzimaticamente. Na hidrólise enzimática foram utilizados extratos enzimáticos comerciais e um extrato enzimático obtido a partir de Aspergillus sp. Resultados: O processamento de carragena semi-refinada e a obtenção do resíduo foram realizadas com sucesso. Os rendimentos globais de obtenção de carragena semi-refinada e do resíduo foram de 46,8% e 19,2%, respectivamente. As frações, não tratada, tratada com KOH, o resíduo e a carragena semi-refinada mostraram teores brutos de 44,8%, 41,5%, 32,7% e 53,6% (galactana), 12,4%, 13,4%, 38,4% e 8,3% (glucana), 15,8%, 14,9%, 8,6% e 18,2% (cinzas) e 12,6%, 13,8%, 8,1% e 13,3% (grupos sulfato), respectivamente. A fração do resíduo mostrou ser rica em glucana enquanto a fração de carragena semi-refinada rica em galactanas e cinzas. Os extratos enzimáticos comerciais utilizados foram caracterizados e mostraram níveis máximos de atividade específica de celulases e galactanases de 1,3 FPU.mg-1 e 0,3 UI.mg-1, respectivamente. O extrato obtido a partir de Aspergillus sp. mostrou níveis máximos de atividade de β-galactosidases e galactanases de 0,3 UI.mL-1 e 0,2 UI.mL-1, respectivamente. A hidrólise enzimática da fração de glucana foi eficiente atingindo 100% de conversão. Entretanto, a fração de galactana mostrou uma conversão máxima de aproximadamente 35%. Após 72 horas de hidrólise enzimática, as concentrações máximas de glicose e galactose na fração do resíduo foram de 10 g.L-1 e 1,2 g.L-1, respectivamente. Um tratamento com ácido sulfúrico em condições brandas, após a etapa de hidrólise enzimática, culminou em uma conversão máxima da fração de galactana de 47%. Nesta condição a concentração de galactose no hidrolisado atingiu 1,6 g.L-1. Conclusão: Em resumo, temos demonstrado um novo aspecto dentro do conceito de biorrefinarias de K. alvarezii para produzir não somente carragena, mas também bioprodutos a partir do hidrolisado oriundo da fração do resíduo. Esses avanços podem contribuir para uma melhor concepção de estratégias de produção de biocombustíveis no setor de produção de hidrocoloides. Desta forma, esse método poderia ser considerado como um modelo de produção de biocombustíveis de quarta geração. / The red macroalgae Kappaphycus alvarezii is rich in carbohydrates, but contains other fractions constituted of proteins, inorganic and aromatics. The present study was justified due to the fact that the residue generated in the processing of semirefined carrageenan is less recalcitrant compared to lignocellulosic residues. Objective: Evaluate the potencial of the enzymatic conversion of the fractions generated in the carrageenan processing from macroalgae Kappaphycus alvarezii in fermentable monomeric sugars. Methods: The experimental part involved the obtaining of a residue from the processing of semirefined carrageenan of K. alvarezii. The untreated fraction and fractions obtained in the processing were chemically characterized and enzymatically hydrolyzed. In the enzymatic hydrolysis were used commercial enzymatic extracts and an enzymatic extract obtained from Aspergillus sp. Results: Processing of semirefined carrageenan and the recovery of the residue were carried out successfully. Overall yields of semirefined carrageenan and residue were 46.8% and 19.2%, respectively. The content of untreated fraction, treated with KOH, residue and semirefined carrageenan were 44.8%, 41.5%, 32.7% and 53.6% (galactan), 12.4%, 13.4%, 38.4% e 8.3% (glucan), 15.8%, 14.9%, 8.6% and 18.2% (ash) and 12.6%, 13.8% , 8.1% and 13.3% (sulfate groups), respectively. The fraction of the residue showed to be rich in glucan while the fraction of semirefined carrageenan rich in galactan and ashes. Commercial enzymatic extracts used were characterized and maximum values of specific activity of cellulases and galactanases were 1.3 FPU.mg-1 and 0.3 IU.mg-1 , respectively. Extract obtained from Aspergillus sp. used characterized and maximum values of specific activity of β-galactosidase and galactanases were 0.3 IU.mL-1 and 0.2 IU.mL-1 , respectively. The enzymatic hydrolysis of the glucan fraction was efficient reaching 100% conversion. However, the enzymatic hydrolysis of the galactan fraction showed a maximum conversion of approximately 35%. After 72 hours of enzymatic hydrolysis, the maximum concentration of glucose and galactose in the residue fraction were 10 g.L-1 and 1.2 g.L-1 , respectively. A treatment with sulfuric acid under mild conditions, after the enzymatic hydrolysis step, reaching in a maximum conversion of the galactan fraction of 47%. In this condition, the concentration of galactose in the hydrolyzate reached 1.6 g.L-1 . Conclusion: In summary, we have demonstrated a new aspect of the biorefinery of K. alvarezii for developing not only carrageenan, but also bioproducts starting of the hydrolyzate from residue. Such insights can further advances this hydrocolloid sector towards better design of biofuel production strategies. Therefore, this method would be a fourth generation model for the production of biofuels.

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Diante disto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de argamassas para engobes cerâmicos com adição do resíduo de scheelita, em substituição a matéria- prima convencional quartzo avaliando o seu comportamento térmico-mecânico e reológico. As formulações de engobes desenvolvidas neste trabalho são inéditas, e baseadas em procedimentos experimentais estabelecidos por normas de revestimentos cerâmicos. No desenvolvimento experimental foram preparadas cinco formulações de massas cerâmicas variando-se as proporções das matérias-primas resíduo de scheelita, argila de queima branca, caulim, frita branca, feldspato, silicato de zircônio e carboximetilcelulose (CMC). Estas matérias-primas foram peneiradas na malha ABNT 200 mesh e caracterizadas separadamente pelas técnicas de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), Granulometria e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (TG). Em seguida, com adição variável das matérias primas, as formulações foram homogeneizadas em moinho de bolas por 60 minutos, foram selecionados os componentes argilosos tentando ajustar às propriedades reológicas. Posteriormente foram separadas alíquotas das formulações para análise termogravimétrica (TG) e dilatométrica das massas. Os corpos de prova foram preparados em uma prensa hidráulica uniaxial com pressão de 25 MPa e sinterizados em forno resistivo nas temperaturas de 1050°C, 1075°C e 1100°C, com patamar de 60 minutos e taxa de aquecimento de 20°C/min. Para avaliar as propriedades físico-mecânicas, foram realizados ensaios tecnológicos de retração linear (RL), absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), densidade aparente (MEA) e resistência à flexão (RF) dos corpos cerâmicos. A superfície de fratura foi caracterizada morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A aplicação dos engobes desenvolvidos foi realizada pelo método de pulverização e a sinterização do tipo monoqueima nas temperaturas de 1100°C, 1150°C e 1200°C, em atmosfera natural sob patamar de 60 min e taxa de aquecimento de 20°C/min. Correlacionando os resultados obtidos os engobes desenvolvidos apresentam o potencial de aplicação do resíduo de scheelita como matéria-prima alternativa em substituição ao quartzo, de acordo com a norma NBR 13817/1997. E as peças engobadas e sinterizadas a 1200°C apresentaram formação de fase vítrea e brilho satisfatórios visualmente. As formulações FI e FII foram as que apresentaram melhores aspectos ópticos, estando de acordo com os resultados das análises térmicas, reológicas e mecânicas. / In the last years, the development of new techniques and ceramic products has been increasing in the industrial sector, linked to that, the incorporation of mineral residues in ceramic masses has provided a greater range of raw materials for the ceramist sector. In view of this, this work aims at the development of mortars for ceramic engobes with addition of scheelite residue, replacing the conventional quartz raw material evaluate its thermal-mechanical and rheological behavior. The formulations of engobes developed in this work are unpublished, and based on experimental procedures established by standards of ceramic coatings In the experimental development, five formulations of ceramic masses were prepared by varying the proportions of the raw materials: scheelite residue, white firing clay, kaolin, white frit, feldspar, zirconium silicate and carboxymethylcellulose (CMC). These materials were sieved in the ABNT 200 mesh mesh and characterized separately by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (FRX), particle size and scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric (TG) analysis. Then, with variable addition of the raw materials, the formulations were homogenized in ball mill for 60 minutes, the clay components were selected trying to adjust to the rheological properties.Subsequently, aliquots of the formulations for thermogravimetric (TG) and dilatometric analysis were separated. The specimens were prepared in a uniaxial press with a pressure of 25 MPa and sintered in a resistive oven at temperatures of 1050 °C, 1075 °C and 1100 °C, with a 60 minute plateau and a heating rate of 20 °C/min In order to evaluate the physico-mechanical properties, we performed technological tests of linear retraction (RL), water absorption (AA), apparent porosity (PA), apparent density (MEA) and flexural strength (RF) of ceramic bodies. The fracture surface was morphologically characterized by scanning electron microscopy (SEM). The application of the developed slags was carried out by the spraying method and sintering of the single-type type at temperatures of 1100°C, 1150°C and 1200°C, in a natural atmosphere under a 60 minute step and a heating rate of 20°C/min . Correlating the results obtained, the developed slags present the potential of the application of the Scheelite residue as an alternative raw material in replacement of quartz, according to the norm NBR 13817/1997. And the pieces slanted and sintered at 1200°C showed visually satisfactory vitreous phase formation and brightness. The formulations FI and FII were the ones that presented the best optical aspects, being in agreement with the results of the thermal, rheological and mechanical analyzes.

Casca de tungue (CT) é resíduo da indústria de óleo de tungue, composto pela casca do fruto e testa de sementes. Seu elevado teor de fibra e sua lenta decomposição sugerem seu potencial como componente para substratos. Estudos foram conduzidos com objetivo de descrever a performance da CT na produção de plantas em recipientes. Em uma primeira etapa, a CT com seis meses de compostagem foi dividida em cinco frações granulométricas. A CT apresentou características físicas e químicas distintas de acordo com o tamanho da partícula, com maior retenção de água e salinidade verificada na presença de partículas menores. Em uma segunda etapa, misturas de CT e casca de arroz carbonizada (CAC) foram avaliadas no enraizamento de estacas de crisântemos. A CAC foi um condicionador de drenagem adequado para CT. Mudas enraizadas nas misturas contendo CT apresentaram, no entanto, formação de raízes curtas, numerosas e escurecidas, evidenciando a presença de compostos fenólicos, confirmados em teste qualitativo com FeCI3, KOH e gelatina. Estudos posteriores com tratamentos da CT com sulfato de ferro III (1 gl=1) e mistura com vermiculita (14% v:v) mostraram ser possível reduzir o efeito dos compostos fenólicos, aumentando o comprimento de raízes de estacas de crisântemo. Na produção de mudas de alface, no entanto, somente a vermiculita apresentou efeito positivo no aumento da biomassa das plantas. Com base nestes resultados, cultivos de mudas de alface e de crisântemos em vaso foram realizados com misturas de CT e CAC+vermiculita (6:1 v:v), obtendo-se resultados superiores na proporção 1:3 (v:v). / Tung Husks (TH) is a by-product of the tung oil industry, composed of seed coats and seed walis. The high content of long lasting fibers suggests that TH should be appropriate to be mixed in substrates for potted plants. Some studies where conducted to verify the performance of TH on container plant production. In a first stage, samples of 6-month-aged TH were separated into five granulometric fractions. TH showed different physical and chemical characteristics according to grain size. Higher water retention and salinity were verified in the presence of finer particles. Based on the first results, mixtures of TH and carbonized rice hulls (CRH) were used as a rooting media for chrysanthemums. CRH showed to perform well as a drainage component for TH. Cuttings rooted in mixes containing TH, however, had short, numerous and darker roots, showing the presence of phenols, confirmed in a qualitative test with FeCI3, KOH and gelatin. Further studies using TH with Ferric Sulfate (1g1:1) and in mixes with vermiculite (14% v:v) demonstrated the possibility to reduce the phenols effect in plant growth, with an increase in chrysanthemums root length. In lettuce plugs, however, only vermiculite showed positive effects in total plant biomass increase. Based in these results, lettuce plugs and pot mums where produced in TH and CRH+vermiculite (6:1 v:v) mixes, with better results in 1:3 (v:v).