Agroquímica
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Item Advanced applications and studies of lignocellulosic materials for achieving the biorefinery model(Universidade Federal de Viçosa, 2011-05-06) Silva, Teresa Cristina Fonseca da; Colodette, Jorge Luiz; http://lattes.cnpq.br/7411837726734176Cellulose, hemicelluloses and lignin are the three structural components of biomass. They were detailed studied and exploited to achieve the biorefinery model. Cellulose and hemicelluloses were extracted from Eucalyptus urograndis hardwood specimens while lignin was extracted from Eucalyptus urograndis, Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens and Populus trichocarpa specimens. Nanofibrillated cellulose (NFC) was modified with TEMPO and hydroxyapatite (HAp) and then, used to produce cellulose-based aerogels by direct freeze-drying. Oxidized aerogels morphology shows a homogeneous pore size distribution which was maintained after HAp addition. Modified aerogels produced also displayed higher strength than the non- modified one. Xylans polysaccharides were either used as an additive on cellulose pulp and also as basis for production add-value materials - hydrogels. For the primary use, xylans were modified to produce different amounts and types of uronic acids and the effect of the chemical modification, temperature and time of adsorption onto eucalyptus pulp was investigated. Higher temperatures greatly improved adsorption whereas adsorption time had no significant effect on adsorption. Low uronic acid-xylan had greater adsorption on pulp, followed by enriched hexenuronic acid xylan and xylan enriched with methylglucuronic acid groups. Xylans were also used to produce hydrogels in two different ways via radical polymerization: i) Xylan/poly(2- hydroxyethylmethacrylate)-based hydrogels were prepared after crosslinking induced by methacrylic monomers and ii) lignin-carbohydrate complex-based hydrogels using methacrylic monomers. Hydrogels properties could be easily tuned according to the presence acetyl groups and degree of substitution of methacrylate monomers attached to the xylan chain. Acetyl groups introduced compactness and stiffness to the hydrogels which ultimately reduced their water swelling capacity and moreover, enhanced their drug release properties. For the second path, a facile step to form hydrogels by radical polymerization with HEMA was successfully accomplished. The presence of double bonds formed during mild delignification (using peracetic acid) of lignin-carbohydrate complex (LCC) was the reason attributed to the crosslinking. Once again, the presence of acetyl groups in xylan chains played an important role for tuning hydrogel properties. Finally, lignin from kraft liquor was isolated (technical lignin – TL) and its structure was correlated to the pyrolysis energy measured by differential scanning calorimetry (DSC). Negative relationships were found between lignin substructures such as methoxyl groups, syringyl/guaiacyl and aliphatic OHs whereas positive correlation was found between condensed structures and enthalpy values.Item Processos oxidativos avançados para tratamento de efluentes de indústria de celulose kraft branqueada(Universidade Federal de Viçosa, 2007-02-16) Silva, Teresa Cristina Fonseca da; Reis, César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785327P6; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Bellato, Carlos Roberto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727950A6; http://lattes.cnpq.br/7411837726734176; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Costa, Elita Duarte; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700306H8Neste trabalho, foram otimizados e comparados os processos foto-Fenton, H2O2/UV, TiO2/UV e H2O2/TiO2/UV com objetivo de obter remoções na matéria orgânica de efluentes de indústria de celulose kraft branqueada. Esses processos foram aplicados antes e após o tratamento biológico dos efluentes. Inicialmente, foram estudadas as melhores condições de pH para se aplicar os processos. Para os experimentos que combinavam o uso de reagentes, como o processo foto-Fenton e H2O2/TiO2/UV, foi construída uma superfície de resposta buscando obter as melhores proporções entre as concentrações dos reagentes dentro e fora da região experimental. A eficiência dos processos realizados foi monitorada pelas análises de DQO, cor e COT. Para o efluente coletado antes do tratamento biológico, análises de DBO5 foram efetuadas no(s) ponto(s) experimentais de melhor eficiência atingidos pelos Processos Oxidativos Avançados (POA´s), com objetivo de verificar possível tratabilidade biológica (relação DBO5/DQO) nesses efluentes. Os tratamentos realizados mostraram que o pH ótimo para o tratamento dos efluentes foi 3,0 para os processos foto-Fenton, H2O2/UV e H2O2/TiO2/UV e 8,0 para o tratamento TiO2/UV. Apesar disso, o pH de trabalho escolhido foi 8,0 para todos os tratamentos, com exceção do tratamento foto-Fenton, cujo pH de trabalho foi 3,0. Dentre os processos estudados, aquele que apresentou o experimento com maior remoção de DQO e COT foi o tratamento foto-Fenton, cujas concentrações de H2O2 e Fe2+ foi de 700: 3,8 (mg L-1). O processo H2O2/UV apresentou altas porcentagens de remoção de DQO, cor e COT para os experimentos que utilizaram concentrações de H2O2 a 500 mg L-1. A fotocatálise heterogênea (TiO2/UV) foi o tratamento que provocou a menor redução da matéria orgânica, mesmo quando elevadas concentrações de TiO2 (1000 mg L-1) foram usadas. O tratamento que combina a fotocatálise heterogênea com peróxido de hidrogênio (H2O2/TiO2/UV) pode ser considerado vantajoso em relação ao processo H2O2/UV quando pequenas quantidades de H2O2 são utilizadas. Quanto à tratabilidade biológica, não foi verificado aumento na mesma após a realização dos processos oxidativos avançados. Além disso, para o efluente coletado antes do tratamento biológico, os tratamentos executados foram menos eficientes que para o efluente coletado após o tratamento biológico. Como tratamento terciário, os processos oxidativos avançados que utilizavam elevadas concentrações de H2O2 atingiram remoções de DQO na faixa de 60 70% , remoção de 100% da cor e, para COT, os valores de remoção atingiram a faixa de 70 a 90%.