A princípio, foram realizados ensaios de enriquecimento em reatores em batelada, sob agitação, para avaliar a melhor condição nutricional, meio Beller ou meio Zinder, para crescimento microbiano e remoção de sulfato. Posteriormente, esta melhor condição nutricional foi usada para crescimento microbiano e remoção de etanol, tolueno e benzeno em ensaios contínuos em dois reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF), sob condições de redução de sulfato. Os sistemas foram inoculados com lodo de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo tratando águas residuárias provenientes de abatedouro de aves. Os RAHLF consistiram de biomassa imobilizada em espumas de poliuretano submetidas a concentrações de 91 e 550 mg/l de sulfato ferroso e sulfato de sódio, respectivamente, para promoção de ambiente sulfetogênico. Tolueno e benzeno foram adicionados, separadamente nos reatores, em concentrações iniciais de 2,0 mg/l, seguidas de aumentos que variaram até as concentrações finais de 9 e 10 mg/l, para tolueno e benzeno, respectivamente. O etanol foi adicionado em ambos reatores a concentração inicial de 170 mg/l, seguido de aumento de até 960 mg/l. Os reatores foram operados a 30 (± 2) ºC com tempo de detenção hidráulica de 12 h. A eficiência na remoção da matéria orgânica nos dois reatores foi próxima a 90% com taxa máxima de degradação de tolueno de 0,06 mg tolueno/mg ssv.d, e 0,07 mg benzeno/mg ssv.d, para benzeno. A redução de sulfato foi de 99,9% em todas as condições nutricionais nos dois reatores. A caracterização microscópica do biofilme revelou diversas morfologias e o perfil de DGGE mostrou variação nas populações de BRS e de representantes do Domínio Bacteria em geral, o que foi associado com as crescentes concentrações de tolueno e benzeno nos meios de alimentação. Finalmente, o presente trabalho demonstrou que unidades compactas de RAHLF, sob condições sulfetogênicas, oferecem alternativa para a biorremediação in situ de compostos aromáticos. / Previously, enrichment assays in batch reactors were used to evaluation of best nutritional condition, Beller or Zinder medium, to microorganism growth and sulfate removal. Further, the chosen nutritional condition was used in two horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors under sulphate-reducing condition, which were exposed to different amounts of ethanol, toluene and benzene. The systems were inoculated with sludge taken from up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors treating refuses from a poultry slaughterhouse. The HAIB reactors comprised of an immobilized biomass on polyurethane foam and ferrous and sodium sulphate solutions were used (91 and 550 mg/L, respectively), to promote a sulphate-reducing environment. Toluene and benzene were added at an initial concentration of 2.0 mg/L followed by an increased range of different amendments. Ethanol was added at an initial concentration of 170 mg/L followed by an increased range of 960 mg/L. The reactors were operated at 30 (± 2) °C with hydraulic detention time of 12 h. Organic matter removal efficiency of 90%, in both systems, with a maximum toluene degradation rate of 0.06 mg toluene/mg vss.d and with a maximum benzene degradation rate of 0.07 mg benzene/mg vss.d. Sulfate reduction was dose to 99.9% for all-nutritional amendments in both systems. Biofilm microscopic characterization revealed a diversity of microbial morphologies and DGGE-profiling showed a variation of bacterial and sulphate reducing bacteria (SRB) populations, which were, significantly, associated with toluene and benzene amendments. Thus, this work demonstrates that compact units of HAIB reactors, under sulphate reducing conditions, are a potential alternative for in situ aromatic compounds bioremediation.

A Lesão Renal Aguda (LRA) tóxica se caracteriza por insulto tubular direto liberando espécies reativas de oxigênio (EROs) e estimulando processos pró-inflamatórios. Neste estudo foram investigadas a toxicidade do Sulfato de Polimixina B (PmxB), antibiótico catiônico usado para o tratamento de infecções por germes gram-negativos e a participação da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), que tem efeito anti-apoptótico, antiinflamatório e outros. Foram utilizados ratos Wistar, adultos, machos, pesando entre 250-300g. Os animais foram distribuídos nos grupos: Salina (controle, animais que receberam 3ml/Kg de NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), uma vez ao dia, 5 dias); PmxB (animais que receberam PmxB 40.000U/kg/dia, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Hemin (indutor da HO-1, 1mg/100g, i.p., uma vez ao dia, 5 dias); Protoporfirina de Zinco (ZnPP) (inibidor da HO-1, 50 umol/Kg, i.p., uma vez ao dia, 5ºdia); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Foram avaliados a função renal (FR) (clearance de creatinina, método de Jaffé), a excreção de peróxidos urinários (PU, FOX-2); TBARS urinários; tióis no tecido renal, atividade da catalase (AC) e foi realizada análise histológica no tecido renal. Os resultados mostraram que a PmxB induziu redução da FR com elevação de PU e TBARS, acompanhados por redução de AC e tióis: O tratamento com indutor da HO-1 reverteu a lesão pela PmxB, com melhora da FR e dos parâmetros de peroxidação. A associação do PmxB com o inibidor ZnPP demonstrou aumento da área intersticial relativa (AIR) no tecido renal com achatamento das células tubulares e pontos de necrose no córtex renal. Os resultados diferenciados de FR e peroxidação lipídica, nas técnicas de mensuração utilizadas, confirmaram a participação da heme oxigenase como antioxidante desse modelo de toxicidade renal / Toxic Acute Kidney Injury (AKI) consists on direct injury in the renal tubules liberating reactive oxygen species (ROS) and estimulating inflamatory processes. In this experimental study it was investigated the toxicity of Polymyxin B Sulfate (PmxB), which is a cationic antibiotic used to treat gram-negative infections and the role of the heme oxygenase enzyme (HO-1), with anti-apoptotic and anti-inflamatory effects, in this injury. Adult male Wistar rats, weighing 250-300g were used. The animals were divided into the following groups: Saline (control, animals that received 3ml/Kg of NaCl 0,9% intraperitoneal (i.p.), once a day, 5 days); PmxB (animals that received PmxB 40.000U/kg/dia , i.p., once a day, 5 days); Hemin (HO-1 inducer , 1mg/100g, i.p., once a day, 5 days); Zinc protoporphyrin (ZnPP) (HO-1 inhibitor, 50 umol/Kg, i.p., once a day, 5ºday); PmxB+Hemin; PmxB+ZnPP; PmxB+Hemin+ZnPP. Renal Function (RF) (creatinine clearance, Jaffé method), urinary peroxides (UP, FOX-2), urinary TBARS, thiols in the renal tissue, activity of catalase enzyme (CA) and histology of renal tissue were performed. The results showed that PmxB reduced RF with increment in the UP and TBARS associated to the reduction in the CA and thiols. The HO-1 ameliorated these paramethers. The association PmxB with ZnPP increased relative intersticial area (RIA) of renal tissue with acute tubule necrosis in the renal cortex. The obtained data on RF and lipid peroxidation, with the methods used in the study, confirmed the antioxidant role of the heme oxygenase in this model of renal injury

A utilização de incorporadores de ar (AIA) em argamassas de revestimento é prática comum no setor de construção civil visto que podem ser obtidas vantajosas alterações nas propriedades no estado fresco e endurecido. Contudo, apesar do domínio da tecnologia e da química dos aditivos essa prática é ainda bastante empírica e seu uso tem sido apontado como um fator de complexidade operacional: a presença dos incorporadores de ar torna as composições muito sensíveis ao processamento, temperatura, tipo de cimento, transporte, etc., e essas variáveis afetam diretamente as características dos materiais no estado fresco e após o endurecimento. De fato, o desempenho desses materiais é dependente da quantidade, distribuição de bolhas e estabilidade do ar incorporado no estado fresco. Na prática, o difícil controle das propriedades dos materiais aerados é um dos fatores que têm desaconselhado a utilização desta tecnologia em diversas aplicações no setor construtivo. Assim, apesar das virtudes potenciais, a falta de controle no processamento dificulta o emprego de argamassas aeradas como tipos de materiais sustentáveis. Uma causa provável da falta de controle é que a velocidade de incorporação de ar é pouco compreendida, e a maioria dos estudos científicos são focados na avaliação do desempenho dos materiais no estado endurecido atentando-se, desta forma, para o efeito e não para a causa. A fim de preencher tal lacuna científico/tecnológica, o presente trabalho visa estudar os mecanismos e a velocidade de incorporação de ar em composições com cimento CPIIF durante o estado fresco e avaliar o seu impacto no estado endurecido. Para tanto, propôs-se uma abordagem de pesquisa inovadora na qual as propriedades das fases que compõem esses sistemas são avaliadas separadamente, determinando-se o impacto da utilização dos AIA em água, nas pastas de cimento e nas argamassas. Os resultados apontam que a quantidade efetiva de incorporador de ar e a qualidade da água afetam a capacidade espumante, que os aditivos não afetam a reação de hidratação do cimento, que a temperatura afeta as propriedades no estado fresco e endurecido das pastas, que é possível prever a porosidade resultante na argamassa a partir dos resultados observados na fase aquosa, que a distribuição granulométrica dos agregados é a variável de maior impacto nas propriedades reológicas e na permeabilidade das argamassas, propriedade intimamente ligada à durabilidade do revestimento. / The use of air-entraining agents (AEA) in rendering mortars is a common practice on the building sector because many advantages may be obtained in the fresh and hardened properties. However, in spite of the technology and chemistry of the admixtures knowhow, the air-incorporation in the cementitious materials is, still, very empirical and the use of AEA has being pointed out as a complex operational factor: its presence in the formulation gets the mortar very sensitive to the process, temperature, transport etc. and this variables can directly affect the hardened properties. In fact, the performance of these materials is very dependent of the quantity, size, distribution and stability of the air bubbles incorporated in the fresh state and in the practice, the difficult to control the aerated materials properties has dissuaded the utilization of this technique in many applications in the building sector. So, in spite of the potential virtues, the less of process control gets difficult the employment of the aerated mortars and concretes as sustainable materials. A probably cause of the air incorporation uncontrolled is that the rate of air generation in the cementitious materials is not correctly understand because the most researches are focused in the consequence and not in the cause. Thus, to try to eliminate such scientific/technology gap, this present PHD work was carried out to learn the kinetic of air incorporation in the pastes and mortar in the fresh state and evaluates the impact in the hardened state. For this, was proposed a innovative boarding where the phases that compound the systems will be research separately, determining the AEA impact on water, on the suspensions and on the mortars. The results show that the foaming capacity is influenced by the effective air-entraining admixture content and the water quality, that the cement hydration reaction was not influenced by AEA, that the temperature affects the rheological and hardened properties of suspensions, that it is possible to predict the mortar porosity from the results obtained in the water phase, that the fresh properties of mortars and it permeability (property closed related with rendering performance) were mainly affected by the aggregates granulometric distribution.

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T10:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yano_ClaudiaLumy_D.pdf: 4912629 bytes, checksum: 823824d694d0140eada41a1aa8e689a5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Metais pesados como o cádmio são considerados agentes tóxicos devido sua extensiva utilização nas indústrias e agropecuária e, como conseqüência, são amplamente dispersados no meio ambiente. No entanto, o cádmio tem sido foco, também, de inúmeras pesquisas relacionadas a exposição humana e suas conseqüências patológicas como o câncer. Estudos, claramente, caracterizam as relações de tumor de pulmão com a inalação do cádmio e mostram a possível participação deste metal tanto na iniciação quanto na progressão tumoral. Por outro lado, são raros os relatos da literatura envolvendo o mecanismo de ação do cádmio em tecido muscular, uma vez que já foi observado acúmulo desse metal em musculatura esquelética de animais. A administração do cloreto de cádmio, metal pesado designado como carcinogênico, em linhagem de células musculares esqueléticas C2C12 promoveu lesões consistentes com estresse oxidativo, observado pela diminuição da viabilidade celular, aumento da peroxidação de lipídios (conteúdo de malondialdeído) e conseqüente diminuição da enzima antioxidante glutationa transferase (GST). O estresse oxidativo, possivelmente, alterou a adesão celular e, conseqüentemente, houve retração dos miotúbulos, observada através de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (Capítulo I- Trabalho publicado no periódico Free Radical Biology & Medicine, 2005). A atenuação das lesões promovidas pelo cloreto de cádmio em linhagem de células C2C12 foi verificada com o pré-tratamento com o sulfato de zinco antecedendo o tratamento com cloreto de cádmio. Os efeitos protetores foram observados através da preservação da viabilidade celular, da GST, e diminuição do conteúdo de malondialdeído. A ação protetora foi verificada, também, na maior preservação da adesão celular, principalmente, contra as maiores concentrações de cádmio (Capítulo II- Trabalho a ser submetido ao periódico Free Radical Biology & Medicine). Por outro lado, a exposição crônica de células tumorais, linhagem de adenocarcinoma de cólon MAC13, ao cloreto de cádmio promoveu alterações morfológicas associadas ao aumento da atividade mitocondrial, interferência quanto à atividade lisossomal e diminuição da viabilidade celular, principalmente, na maior concentração de cádmio, após 24hs de exposição (Capítulo III- Trabalho a ser submetido ao periódico International Journal of Cancer) / Abstract: The heavy metals as cadmium are a toxic agent since it is extensively utilized in industry and can be amply distributed in environment. The cadmium is research focused as its pathological consequences in human exposure as it has been classified as carcinogenic agent. This fact is evident since the cadmium inhalation can be related to lung tumour and many studies show the possible participation of the cadmium on tumoral cells initiation and progression. However, few studies observed that cadmium can be accumulated in animal skeletal muscle cells and its action mechanisms are not completed known. The cadmium chloride exposure promoted oxidative stress and morphologic changes in C2C12 myotubes cell, in vitro, associated to decrease on cellular viability, high lipid peroxidation (increase on malondialdehyde content, MDA) and decrease on glutathione-S-transferase (GST) activity. The cadmium chloride produced chances on the cellular adhesion, integrity and retraction in C2C12 myotubes cells. These effects could be attenuated by zinc sulphate pre-treatment, which maintained the cellular viability, GST activity, reducing the MDA content. The zinc sulphate pre-treatment preserved the cellular adhesion, especially in high cadmium chloride concentration. Additionally, the tumoral cells (colon adenocarcinoma MAC 13) chronically exposed to cadmium chloride showed increase on the mitochondrial activity, and reduction on lysosomal and cellular viability, especially at high cadmium chloride concentration after 24h of treatment, probably indicating the tumoral cell changes / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The widespread use of ionizing radiation in medicine and industry, associated with the known risks that this type of radiation can cause, has motivated the search for new radiation detectors, seeking improvements in the dosimetric characteristics and in the cost of production in comparison with commercial dosimeters disseminated. The motivation of this work is, therefore, to produce new thermoluminescent detectors through improved routes. Unusual elements in CaSO 4 matrix doping, such as terbium (Tb) and ytterbium (Yb), were used as dopants in this matrix, as well as the europium (Eu), the thulium (Tm) and the silver (Ag), resulting in samples of CaSO 4 :Eu,Tb, CaSO 4 :Tb,Yb, CaSO 4 :Tm,Ag and CaSO 4 :Eu,Ag that were prepared by means of an adaptation of the method developed by Yamashita (1971). The route of synthesis is based on the mixture of calcium carbonate (CaCO 3 ) and dopant oxide (except for silver, incorporated in the form of metalic nanoparticles) in a solution of sulfuric acid. The mixture is heated until all the acid evaporates and only the powder of the material remains. In this route, the sulfuric acid is collected and can be reused. The phosphors produced were characterized by X-ray diffraction and radioluminescence techniques. The silver particles, produced by the polyol method, were characterized by scanning electron microscopy. Composites were obtained from the addition of Teflon to the phosphors. The thermoluminescence (TL) and the optically stimulated luminescence (OSL) of the new materials produced were investigated. Thermoluminescent characteristics such as sensitivity, linearity, reproducibility, minimum detectable dose, kinetic order and fading were evaluated and discussed. The CaSO 4 :Tb,Eu composites showed TL glow curves with peaks at temperatures of 170 °C, 270 °C and 340 °C. The CaSO 4 :Tb,Yb composites presented TL glow curves with peaks at temperatures of 90 °C, 160 °C, 240 °C and 340 °C. CaSO 4 :Tm showed peaks at temperatures of 140 °C and 225 °C and the CaSO 4 :Tm,Ag presented peaks at temperatures of 140 °C, 280 °C and 380 °C. All composites showed a linear and reproducible dose response. The TL emission spectrum of the composites was also evaluated. The samples of calcium sulfate doped with europium and silver particles (CaSO 4 :Eu,Ag) showed great potential for applicability in the OSL dosimetry. / O amplo uso das radiações ionizantes na medicina e na indústria, associado aos riscos conhecidos que esse tipo de radiação pode provocar, tem motivado o desenvolvimento de novos detectores de radiação, buscando melhorias nas características dosimétricas e no custo de produção em comparação com os dosímetros comercialmente difundidos. A motivação deste trabalho foi, portanto, produzir novos detectores termoluminescentes a partir de rotas aprimoradas. Elementos não usuais na dopagem do CaSO 4 , como o térbio (Tb) e o itérbio (Yb), foram empregados como dopantes dessa matriz, assim como o európio (Eu), o túlio (Tm) e a prata (Ag), resultando em amostras de CaSO 4 :Eu,Tb, CaSO 4 :Tb,Yb, CaSO 4 :Tm,Ag e CaSO 4 :Eu,Ag, que foram preparadas por meio de uma adaptação do método desenvolvido por Yamashita et al. (1971). A rota de síntese baseia-se na mistura do carbonato de cálcio (CaCO 3 ) e do óxido dos dopantes (exceto para a prata, incorporada na forma de nanopartículas metálicas) numa solução de ácido sulfúrico. A mistura é aquecida até que todo o ácido evapore e reste somente o pó do material. Nessa rota, o ácido sulfúrico é recoletado e pode ser reutilizado. Os fósforos produzidos foram caracterizados por técnicas de difração de raios X e de radioluminescência. As partículas de prata, produzidas pelo método poliol, foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. Compósitos foram obtidos a partir da adição de Teflon aos fósforos. A termoluminescência (TL) e a luminescência opticamente estimulada (LOE) dos novos materiais produzidos foram investigadas. Características termoluminescentes como sensibilidade, linearidade, reprodutibilidade, dose mínima detectável, ordem de cinética e desvanecimento foram avaliadas e discutidas. Os compósitos de CaSO 4 :Tb,Eu apresentaram curvas de emissão TL com picos às temperaturas de 170 °C, 270 °C e 340 °C. Os compósitos de CaSO 4 :Tb,Yb apresentaram curvas de emissão TL com picos às temperaturas de 90 °C, 160 °C, 240 °C e 340 °C. O CaSO 4 :Tm apresentou picos em temperaturas de 140 °C e 225 °C. Já o CaSO 4 :Tm,Ag apresentou picos em temperaturas de 140 ºC, 280 ºC e 380 ºC. Todos os compósitos apresentaram respostas lineares à dose e reprodutíveis. Também foi avaliado o espectro de emissão TL dos compósitos. As amostras de sulfato de cálcio dopado com európio e partículas de prata (CaSO 4 :Eu,Ag) demonstraram grande potencial para aplicabilidade na dosimetria LOE.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-05-18T11:25:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 505920 bytes, checksum: c3fb234ecbecb2ba6c5abe3ad9ea8f27 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T11:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 505920 bytes, checksum: c3fb234ecbecb2ba6c5abe3ad9ea8f27 (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / A polpa kraft é a mais utilizada para a produção de pasta branqueada. Existem muitos estudos para melhorar a capacidade de polpação da madeira e a capacidade de branqueamento com base na química da madeira, na modificação do processo e na utilização de aditivos, por exemplo. Por outro lado, ainda há oportunidades para melhorar a base do processo em seu melhor controle, uma vez que muitas fábricas de celulose não prestam atenção em alguns parâmetros de processos importantes, tais como o álcali efetivo residual (AER), que apresentam uma variação considerável entre fábricas de celulose e em muitos casos dentro de uma única fábrica de celulose . Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da AER no rendimento de polpação, bem como a capacidade de branqueamento e resistência da polpa. Foi investigada o AER nas concentrações de 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 e 14g / L para a produção de polpa de eucalipto no número kappa 17 +- 0,5. A pasta foi branqueada pela sequência OD* (EP) D visando alvura de 90% ISO. Os principais resultados foram: (1) com menor AER maior o rendimento de polpação; (2) com menor AER maior o teor de hemicelulose da polpa; (3) apesar da variação do conteúdo químico da polpa, a branqueabilidade não foi afetada pela variação do AER; e (4) apesar dos menores valores de AER produzirem polpas de melhores refinabilidade, as propriedades de resistência mecânica das mesmas não apresentou clara tendência frente a variação do AER. / The kraft process pulp is most used for producing bleached pulp. There are many studies for improving the wood pulpability and bleachability based on wood chemistry, process modification, and use of additives for example. On the other hand, there is still opportunities for improving the process base on its better control, since many pulp mills does not pay attention in some important processes parameters such as residual effective alkali (REA) which present a considerable range variation among pulp mills and even inside a unique pulp mill in many cases. In this way, this paper aimed to evaluate the impact of the REA in the pulping yield, as well as pulp bleachability and strength. It was investigated the REA in the concentrations of 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14g/L for producing eucalypt pulp at kappa number 17. The pulp was bleached by the sequence OD*(EP)D aiming 90% ISO brightness. The main finding were: (1) as lower the REA as higher the pulping yield; (2) as lower the REA as higher the pulp hemicellulose content; (3) in spite of the pulp chemical content variation, the bleachability was not impaired by the REA variation; and (4) on the other hand the pulp strength was positively impaired by the higher hemicellulose content in the pulps.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:08:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Polowski_NataschaVigdis_D.pdf: 3937033 bytes, checksum: 67463e72c2fe6b2c2bf718ee1aefe5cd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos três modelos para predição de Número Kappa (Modelo Determinístico, Modelo Neural e Modelo Híbrido). O Modelo determinístico inclui transferência de massa e reações cinéticas intrínsecas baseadas em reações paralelas de lignina, celulose e hemicelulose. Este divide o processo de deslignificação em 3 estágios ou fases, sendo que as 3 fases correspondem a 3 diferentes tipos de lignina (inicial, principal e residual). O modelo é específico para polpa de eucalipto (fibra curta) e digestor batelada. Umas das contribuições para este modelo proposto foram às inclusões de reações para lignina, hemicelulose e celulose total, carboidratos, além do Número Kappa. Para Modelo Determinístico foram utilizados dados experimentais coletados no RAIZ - Instituto de Investigação da Floresta e Papel e dados gerados pelas simulações. As variáveis operacionais utilizadas como dados de entrada foram: espessura, temperatura inicial, álcali efetivo, relação licor madeira, tempo de cozimento, densidade e porosidade. O Modelo Determinístico também foi desenvolvido para digestor contínuo e foi validado com dados industriais para fibra curta de eucalipto. A modelagem feita para um digestor batelada é a mesma que para um digestor contínuo, sendo que no contínuo existem de 3 a 4 etapas dentro do equipamento. Por conseguinte, o digestor contínuo é modelado como se fosse um batelada só que fracionadamente (temperaturas e tempos para cada estágio do equipamento e de forma seqüencial). Neste trabalho foi empregado um método de otimização (Programação Quadrática Sucessiva) para definir o procedimento de operação no digestor contínuo permitisse a obtenção do produto (polpa) com teores inferiores a 1,5 % de lignina residual. Industrialmente este valor está em torno de 3 % de lignina residual. O Modelo Neural proposto é do tipo "feedforward" e com treinamento por retropropagação. Para este modelo as variáveis de entrada (inputs) foram temperatura, álcali efetivo e Fator H. A variável de saída (output) é o Número Kappa. A quantidade de neurônios ocultos foi definida pelo modelo neural que apresentou o menor erro para o conjunto de validação e treinamento. O número de interações também foi definido a partir do menor erro gerado pelas simulações. Este modelo foi validado com dados industriais e experimentais. O Modelo Híbrido utilizou como variáveis de entrada Kappa Neural e Teórico, temperatura e Fator H e a variável de saída é o Número Kappa Híbrido. Este foi validado com dados industriais. Os modelos apresentados (Determinístico, Neural e Híbrido) são ferramentas úteis para as fábricas de celulose e papel, uma vez que existe a possibilidade de serem aplicados para simulação de processos, otimização e controle. Os modelos podem ser testados para diferentes condições operacionais sem alterar a produção. Além de possibilitarem melhor controle de algumas variáveis no processo fabril, isto, sem perda de qualidade do produto. Neste estudo a rede neural e os modelos cinéticos apresentaram resultados equivalentes. Palavras-chaves: Número Kappa, Modelo Determinístico, Modelo Neural e Modelo Híbrido / Abstract: In this work three models were developed for prediction of Kappa number (Deterministic Model, Neural and Hybrid Model). The Deterministic Model includes mass transfer and reaction kinetics based on intrinsic parallel reactions of lignin, cellulose and hemicellulose. This divides the process of Delignification in 3 stages or phases, with the 3 phases correspond to 3 different types of lignin (initial, bulk and residual). The model is specific to the eucalyptus pulp (short fiber) and batch digester. One of the contributions to this proposed model were the inclusion of reactions for lignin, cellulose and hemicellulose total, carbohydrates, than the Kappa number. Deterministic model was used for experimental data collected in the RAIZ - Instituto de Investigação da Floresta e Papel and data generated by simulations. The operating variables used as input data were: thickness, initial temperature, effective alkali, liquor ratio wood, the cooking time, density and porosity. The Deterministic Model was developed for continuous digester, and was validated with industrial data for short fiber eucalyptus. The modeling done for a batch digester is the same as for a continuous digester, which are continuous in 3 to 4 steps inside the equipment. Wherefore the continuous digester is modeled as a single batch that fractionation (temperatures and times for each stage of the equipment and sequential manner). This study employed a method of optimization (Successive Quadratic Programming) to define the procedure for operation in continuous digester allowed to obtain the product (pulp) with levels below 1.5% of residual lignin. Industrially this value is around 3% of residual lignin. The Neural Model is proposed as "feedforward" and training by backpropagation. For this model the input variables were temperature, effective alkali and H-Factor. The variable output is the Kappa number. The number of hidden neurons was defined by the neural model that showed the smallest error for the set of validation and training. The number of interactions was also determined from the smallest error generated by simulations. This model was validated with experimental and industrial data. The hybrid model used as input variables and Kappa Neural theoretical, temperature, and factor H and the output variable is the number Kappa Hybrid. This was validated with industrial data. The models presented (deterministic, Neural and Hybrid) are useful tools for the manufacture of pulp and paper, since there is the possibility to be applied to simulation of processes, optimization and control. The models can be tested for different operating conditions without changing the output. Besides, allowing better control of some variables in the manufacturing process, ie without loss of quality of product. In this study, the neural network and the kinetic models showed similar results. Keywords: Kappa number, Deterministic Model, Neural Model and Hybrid Model / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Cristiana Maria Pedroso Yoshida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_ArleteBarbosados_D.pdf: 13934969 bytes, checksum: 03146877cc84caaa322956f2bed59b17 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O revestimento de folhas de papel Kraft foi estudado visando o desenvolvimento de um novo material com potencial para uso em embalagens. Este sistema de recobrimento utilizou apenas matérias-primas naturais de fontes renováveis: a quitosana, um polímero proveniente do descarte da indústria pesqueira e o ácido palmítico. Foram estudadas formulações de recobrimento contendo somente quitosana ou quitosana emulsionada com acido palmítico. Filmes de quitosana (4,0% m/m) e filmes emulsionado de quitosana com a incorporação do lipídio (4,0% de quitosana e 2,0% de ácido palmítico) foram preparados e caracterizados visando o estudo das propriedades de barreira à umidade. Em seguida, amostras com dimensões padronizadas de papel Kraft comercial foram recobertas utilizando dois tipos de extensores (80um e 40um) conferindo gramaturas que variaram entre 0,71g/m2 e 1,06g/m2. Este material foi denominado sistema de embalagem papel-filme de quitosana e sistema de embalagem papel-filme emulsionado de quitosana, os quais foram avaliados quanto à homogeneidade do revestimento, propriedades mecânicas, superfície, barreira a vapor d'água, capacidade de absorção de água e biodegradabilidade. Foi observado aumento da barreira ao vapor d'água na ordem 28% para o sistema de embalagem papel-filme de quitosana e 70% no sistema de embalagem papel-filme emulsionado de quitosana, ambos comparados ao papel Kraft sem revestimento. A análise das propriedades mecânicas indicou aumento do alongamento do sistema papel-filme de quitosana e do sistema emulsionado, ambos comparados às folhas de papel Kraft sem revestimento. Os testes de biodegradabilidade determinados por análise de respiração do solo indicaram aumento da atividade respiratória de todas as amostras nos primeiros quinze dias de experimento, porém de forma mais acentuada para os filmes emulsionados de quitosana. A análise de gravimétrica das amostras indicou aumento da porcentagem de degradação das mesmas / Abstract: Coating of Kraft paper with chitosan was studied in order to develop a new material potentially useful for packaging. This coating system uses natural raw materials from renewable sources, chitosan and fat acids from the disposal of the fishing industry. We studied different formulations of coating made with chitosan and with chitosan emulsified with palmitic acid. Films of chitosan (4.0% w / w) and films of emulsified chitosan and lipid (4.0% chitosan and 2.0% palmitic acid) were prepared and characterized. Standard samples of Kraft paper were covered by using two types of extenders (80mm and 40 mm) producing samples with different amounts of coating, 0.71 g/m2 and 1.06 g/m2. The coated material was named packaging system-chitosan and packing system- emulsified chitosan. These new materials were evaluated for uniformity of coating, mechanical properties, surface, barrier to water vapor, capacity of water absorption and biodegradability. There was an increase of the barrier to water vapor in the order 28% for the system of paper-packaging-chitosan and 70% in the packaging system emulsified chitosan, when compared to the uncoated Kraft paper. Tests for mechanical properties showed increased elongation of the fibers for both materials when compared to uncoated Kraft paper. The biodegradability tests (determined by soil respiration) showed an increase in respiratory activity of all samples in the first fifteen days of the experiment, but more markedly for films of emulsified chitosan. Gravimetric analysis of samples showed increased degradation of them / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T15:25:17Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-27T15:28:35Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T15:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (1).pdf: 4813708 bytes, checksum: 1d9f47d43918bba38729e74a5014833d (MD5) Dissertação - Sandra Kurotusch de Melo - 2010 - (2).pdf: 12360828 bytes, checksum: 0c969028600897645eaa255c2ea06346 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-07-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Delayed ettringite formation (DEF) is a special type of an internal sulfate attack with SO42- ions from cement. This process is distinguished by neoformation of ettringite in concrete thermally cured at high temperature levels and exposed to high moisture in service life. This phenomenon can promote expansion and cracking, leading to rupture and spalling, achieving severe deterioration. This research had an experimental approach with the purpose to investigate DEF in concretes with pozzolanic Portland cement containing fly ash. These concretes were undergone to temperature rise by heat of hydration. It was produced two types of pumped concrete with cement content of 350 kg/m3 and 450 kg/m3 containing basaltic aggregate. Two big specimens were cast containing 200 liters of concrete and were immediately submitted to adiabatic temperature rise tests. After that, several specimens were drilled from them in order to evaluate compressive strength and elasticity modulus, as well as microstructural investigations by scanning electron microscopy (SEM) and X Ray diffraction (XRD) along 270 days. In addition, it was cast several cylindrical and prismatic samples with concrete containing 350 kg/m3of cement. Some of them were stored at the same condition of those during the thermal cure and others were conditioned in a moist room as reference, for properties and microstructural investigation. Prismatic ones were submitted to mass variation study, ultrasonic wave tests and also expansion tests. In order to complement this experimental program, a specific study on cement pastes was performed. This involved casting three series of cylindrical samples submitted to different cure cycles followed by evaluation of mass variation, ultrasonic velocity and also microstructure investigation by SEM and XRD. Main results proved that rising internal temperature of concrete by hydration heat above 60ºC promote delayed ettringite formation by microstructural analyses, although this formation had not caused negative consequences on mechanic properties of concretes up to age of 270 days evaluated. The study on the cement pastes confirmed that high temperatures affects the microstructure of cement matrix and also the formed products, collaborating to the formation of hydrated alumina phases besides ettringite. The presence of suggestive thaumasite at advanced ages seems to indicate that this calcium silicate sulfo-carbonate hydrate can accompany DEF process. / A formação da etringita tardia - Delayed Ettringite Formation (DEF) é um tipo especial de ataque por sulfato interno, em que os íons SO42- são provenientes do cimento. O processo se distingue pela neoformação da etringita em concretos curados termicamente às elevadas temperaturas e expostos às altas umidades na etapa de serviço. Tal fenômeno pode promover expansão e consequente fissuração, culminando na ruptura e lascamento do material, levando-o à severa deterioração. Este trabalho, de caráter experimental, objetivou investigar a formação da etringita tardia em concretos de cimento Porltand pozolânico, contendo cinza volante, submetido à elevação da temperatura devido ao calor de hidratação do cimento. Para isso, foram produzidos dois concretos bombeados, contendo agregados basálticos, e com consumos de cimento de 350 kg/m3 e 450 kg/m3, com os quais foram moldados dois corpos-de-prova (CPs) de 200 litros, que foram, separadamente, submetidos aos ensaios de elevação adiabática de temperatura. Após o ciclo de cura térmica nestes ensaios, deles foram extraídos corpos-de-prova para a avaliação da resistência à compressão e módulo de elasticidade, além de investigações microestruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX) durante 270 dias. Adicionalmente, foram moldadas duas séries de corpos-de-prova cilíndricos e prismáticos com o primeiro concreto, sendo que uma foi armazenada na câmara adiabática juntamente com o CP de 200 L e a outra curada continuamente em câmara úmida, servindo de referência para as análises do comportamento mecânico e investigações microestruturais dos CPs cilíndricos. Os CPs prismáticos foram utilizados para a avaliação da variação de massa, velocidade ultrassônica e expansão. Para complementar a pesquisa, realizou-se, também, um estudo específico em pastas de cimento, sendo moldadas três séries de CPs cilíndricos, que foram submetidas a três diferentes ciclos de cura seguidas por uma avaliação da variação de massa e velocidade ultrassônica, além de investigações microestruturais por MEV e DRX. Os principais resultados mostraram que o aumento da temperatura interna do concreto, acima de 60ºC, por calor de hidratação do cimento, propiciou a formação da etringita tardia, constatada pela presença de etringita neoformada durante as análises microestruturais, porém sem efeito negativo sobre as propriedades mecânicas avaliadas até a idade investigada de 270 dias. O estudo de pasta comprovou que as altas temperaturas influem na porosidade da microestrutura da matriz cimentícia e sobre o tipo de produto formado, favorecendo a formação de aluminatos hidratados ao final do ciclo térmico e da etringita durante a estocagem sob alta umidade. A sugestiva presença da taumasita, em idades mais avançadas, parece indicar que este sulfocarbonato de cálcio e sílica hidratado pode acompanhar o processo de DEF.