Ciência Florestal
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Item Efeitos do álcali, temperatura e tempo de reação na polpação soda de sisal (Agave sisalana Perrine)(Universidade Federal de Viçosa, 1987-06-18) Machado, Francisco José Januário; Gomide, José Lívio; http://lattes.cnpq.br/8853064746918111A realização deste experimento, em condições de laboratório, teve por objetivo o estudo dos efeitos do álcali ativo (15, 17 e 19%), da temperatura (155, 160 e 165 C) e do tempo de reação (40 e 180 minutos) na polpação soda de sisal (Agave sisalana Perrine), para a obtenção de polpa de alta qualidade. Os dados experimentais das propriedades físico-mecânicas, rendimentos total e depurado, teores de rejeitos, números kappa e viscosidades foram analisados, estatisticamente, por meio de análises de regressão. Celuloses soda de sisal não-branqueadas foram obtidas com maiores rendimentos e propriedades físico-mecânicas mais elevadas, quando a deslignificação foi conduzida com baixa carga alcalina (15%), temperaturas de 155 e 165°C e tempos de reação de, respectivamente, 180 e 40 minutos. Foi detectada ligeira superioridade para o tratamento com temperatura de cozimento de 165°C, tempo de reação de 40 minutos e álcali de 15%. Industrialmente, seria aconselhável utilizar estas últimas condições, pois haveria aumento da produtividade (redução de cerca de 78% do tempo de cozimento), das propriedades físico-mecânicas (5% para a tração, arrebentamento e alongamento e 18% para o rasgo) e da viscosidade (10%).Item Viabilidade técnica do emprego de resíduos da indústria de celulose para construção de estradas florestais(Universidade Federal de Viçosa, 2005-06-30) Pereira, Reginaldo Sérgio; Machado, Carlos Cardoso; http://lattes.cnpq.br/2393229242953160Analisaram-se no presente estudo os comportamentos de engenharia das misturas solo-grits e solo-lama de cal, com base em resultados de ensaios de laboratório envolvendo determinações de parâmetros ótimos de compactação, limites de liquidez e plasticidade, capacidade de suporte CBR, resistências a compressão não confinada e a tração e, também, em resultados de avaliações qualitativas do desempenho dessas misturas, em campo, através do desenvolvimento de trechos rodoviários experimentais em subleitos de estradas florestais. Para tanto, trabalhou-se com amostras de solos representativas das ocorrências de três localidades, a saber: (i) microrregião de Viçosa (MG) solo 1 [A-7-5 (20)] e solo 2 [A-2-4 (0)]; (ii) microrregião de Ipatinga (MG) cenibra amarelo [A-7-6 (6)], cenibra róseo [A-6 (3)] e cenibra vemelho [A-7-5 (20)]; e (iii) microrregião de Alagoinhas (Ba) subleito areia [A- 2-4 (0)] e cascalho de primeira [A-1-a (0)]. Os resíduos oriundos da indústria de celulose, grits e lama de cal, foram utilizados como agentes de estabilização química. Foram realizadas misturas solo-grits com solos de Viçosa-MG empregando-se, em massa, grits nos quantitativos de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28 %. Os estudos com essas misturas contemplaram a etapa 1 do trabalho que abrangeu a análise das diversas variáveis influentes no processo de estabilização química de solos. Misturas solo-grits com solos de Ipatinga-MG, também, foram realizadas, sendo os quantitativos de grits, em massa, de 12, 16, 20 e 24 %. Nesta etapa 2 os estudos abrangeram a caracterização e classificação das amostras de solo e das misturas solo-grits, avaliação da resistência mecânica via ensaio CBR e execução e avaliação de trecho experimental em áreas da empresa CENIBRA S/A. Os solos de Alagoinhas-Ba foram empregados nas misturas com a lama de cal constituindo-se nos estudos referentes a etapa 3 do trabalho. Os teores, em massa, de lama de cal empregados nas misturas foram de 10, 15, 20 e 25 %. Após a caracterização das amostras de solo, avaliou-se a resistência mecânica das misturas solo- lama de cal via ensaio CBR, em laboratório, e de posse das melhores respostas procedeu-se a construção e avaliação de trechos experimentais em áreas da empresa BAHIA PULP S/A. Os resultados obtidos em laboratório e a análise do desempenho das misturas solo-grits, em campo, possibilitou chegar às seguintes conclusões: (i) o teor de 24 % de grits apresentou-se como o teor ótimo desse resíduo para fins de estabilização dos solos; (ii) o tipo de solo, a energia de compactação, o tempo entre a mistura e a compactação, o lote e a granulometria do resíduo, o período de cura e a imersão em água influenciaram a resistência mecânica e expansão das misturas solo-grits; (iii) solos de textura argilosa tiveram seus valores de resistência mecânica influenciados pela ação dispersiva do sódio presente no resíduo grits; (iv) o tratamento térmico do grits tornou-o mais reativo nas misturas solo-grits; (v) o desempenho, em campo, de trecho experimental contendo solo local mais 24 % de grits, avaliado um ano após sua execução, evidenciou falta de cimentação das partículas do solo pelo grits, observando-se ocorrência de erosão laminar com remoção de parte da camada estabilizada. Os resultados obtidos, em laboratório e campo, para as misturas solo-lama de cal possibilitaram chegar às seguintes conclusões: (i) a melhor resposta, em laboratório, de resistência mecânica e expansão foi para a mistura cascalho de primeira + 25 % lama de cal; e (ii) no campo, o melhor desempenho foi para a mistura com 30 % de lama de cal e 70 % de cascalho de primeira.Item Recirculação do filtrado alcalino do branqueamento para o estágio de deslignificação com oxigênio de polpa kraft e sua conseqüência no processo(Universidade Federal de Viçosa, 2005-07-29) Souza, Luciana Cerqueira; Colodette, Jorge Luiz; http://lattes.cnpq.br/5676975898773348Neste trabalho foi avaliado o efeito da recirculação do filtrado da extração alcalina para a lavagem da polpa deslignificada com O2. Os resultados desse estudo estão apresentados em quatro capítulos, a saber: (1) recirculação do filtrado alcalino para lavagem da pré-O2 de polpa de fibra longa com a seqüência OD(EPO)DED; (2) recirculação do filtrado alcalino para lavagem da pré-O2 de polpa de fibra curta com a seqüência A/D(EP)DP; (3) efeito da reciclagem do filtrado (EP) para o estágio O da seqüência OA/D(EP)DP, no teor e composição dos extrativos da polpa e do efluente; (4) efeito da recirculação do filtrado alcalino de seqüências de branqueamento ECF de fibra curta no ciclo de recuperação química. No Capítulo 1, foi avaliado o efeito da recirculação do filtrado alcalino sobre a branqueabilidade da polpa e suas propriedades químicas e físico-mecânicas. As características químicas do filtrado recirculado, bem como do efluente gerado para ser encaminhado à estação de tratamento também foram estudados. Verificou-se que a recirculação afeta a branqueabilidade, para cada unidade de carryover do filtrado (EPO) recirculado, o consumo de dióxido de cloro aumenta 0,08 kg/tas. Também houve incremento no consumo de ácido sulfúrico e NaOH para ajuste de pH dos estágios. A viscosidade da polpa branqueada não foi alterada. As propriedades físico-mecânicas da polpa branqueada refinada com e sem a recirculação do filtrado (EOP) não diferiram, segundo o teste estatístico de identidade de modelo aplicado. Os filtrados dos estágios de dioxidação e de extração aumentaram o nível de alguns íons, como o sódio, sulfato e cloreto, com a recirculação de 15kg/tas do filtrado alcalino. O aumento de cloreto foi mais significativo no filtrado ácido. Os efluentes gerados apresentaram menores concentrações de DQO, DBO5, TOC, sólidos e cor, apesar da biodegradabilidade ter sido menor para o efluente proveniente da seqüência com carryover. No Capítulo 2, foi investigado o efeito da recirculação do filtrado da extração alcalina (EP) para lavar a polpa deslignificada com O2, sobre o desempenho da seqüência A/D(EP)DP de fibra curta. As propriedades químicas e físico-mecânicas da polpa também foram estudadas. O consumo de ClO2 aumentou 13,7% com a adição de 15 kgDQO/tas de carryover do filtrado alcalino (EP) aplicado à polpa pré-O2. Os principais efeitos do carryover do filtrado alcalino na polpa branqueada foram o aumento no teor de OX, na reversão de alvura, e no teor de cálcio. A viscosidade, os teores de hemicelulose e de ácidos hexenurônicos não foram alterados na polpa refinada. As propriedades físico-mecânicas da polpa refinada também não foram alteradas, com exceção do volume específico aparente. No Capítulo 3 foi avaliado o efeito do fechamento parcial de circuito, com a recirculação do filtrado alcalino da seqüência A/D(EP)DP para a lavagem da polpa pré-O2, no tipo e na quantidade dos compostos extraíveis em diclorometano e acetato de etila. Foram analisados os extrativos retidos na polpa e nos filtrados A/D e EP gerados a partir do branqueamento. Alguns compostos específicos aumentaram seu conteúdo na polpa após a adição de 15 kg/tsa, principalmente os ácidos graxos de maior cadeia e alguns esteróides. A recirculação do filtrado alcalino para lavagem da polpa pré-O2 mostrou ligeiro aumento na quantidade de extrativos detectados no filtrado A/D obtidos da extração com DCM seguido do acetato de etila. Os principais compostos identificados no filtrado (EP) foram diferentes dos encontrados nRecirculação do filtrado alcalino do branqueamento para o estágio de deslignificação com oxigênio de polpa kraft e sua conseqüência no processoo filtrado A/D, como o -sitosterol, o -sitostanol e o estigmasta-3,5-dien-7ona. No geral, a maioria dos compostos identificados no filtrado (EP) da seqüência controle foram reduzidos na seqüência com 15 kg/tas de carryover. No Capítulo 4 foi estudado o efeito da recirculação do filtrado (EP), provenientes de duas seqüências de branqueamento (D(EP)DP e DHT(EP)DP), para a lavagem da polpa pré-O2, no ciclo de recuperação química. O estágio DHT provocou a redução do número kappa após o estágio de extração em 15%, redução da viscosidade de polpa em 22%, porém a alvura reduziu em 3,3% em relação ao estágio Do convencional. O estágio DHT permitiu uma geração menor de íons cloreto no filtrado alcalino em 10% em relação à seqüência com estágio Do. Porém, a substituição de água pelo filtrado da extração proveniente do tratamento D(EP) e DHT(EP) aumenta significativamente a entrada de cloreto para o ciclo de recuperação. Enquanto que para o teor de potássio, não houve alteração. Para que torne viável a recirculação do filtrado alcalino para o ciclo de recuperação química é essencial que exista um sistema de remoção de cloreto e potássio do sistema.Item Estudos das causas e da prevenção da reversão térmica de alvura de polpas kraft de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2005-12-19) Eiras, Kátia Maria Morais; Colodette, Jorge Luiz; http://lattes.cnpq.br/9319384789509823Nesse estudo foram investigadas as causas e a prevenção da reversão de alvura de polpas kraft de eucalipto. Os resultados estão apresentados em quatro capítulos independentes, a saber: 1) influência da madeira; 2) influência do processo de branqueamento; 3) influência de compostos organoclorados; e 4) influência do branqueamento com ozônio e prováveis mecanismos da reversão. No capítulo 1, foi padronizado o procedimento de medição da reversão e investigada a influência do tipo de madeira na reversão de alvura de polpas branqueadas, provenientes de cozimentos de cavacos de 100 diferentes clones de eucalipto e pré-deslignificadas com oxigênio. Treze amostras mostrando grande variação na demanda de álcali efetivo, rendimento e desempenho no estádio de oxigênio foram selecionadas e branqueadas para estudos de reversão térmica de alvura, utilizando o método Tappi UM 200, que consiste do envelhecimento acelerado das folhas de celulose em estufa à 105 ± 3 o C, por 4 h, após acondicionamento das folhas em sala climatizada, 23 ± 1 o C e 50 ± 2%, por 12 h. Concluiu-se que o teste de reversão deve ser efetuado em folhas de celulose de pH 6-7, contendo umidade de 9 a 10 %, com pelo menos dez repetições. Essas condições foram padronizadas e utilizadas em todos os quatro capítulos desta tese. A reversão de alvura variou de 2,1 a 3,6 e de 0,8 a 1,7 % ISO, dependendo do tipo de madeira, para polpas branqueadas pelas seqüências ODEDD e ODEDP, respectivamente. O conteúdo de grupos redutores da polpa decresceu de 35 para 40% no estádio final de peroxidação, em relação ao estádio final de dioxidação. Os teores de grupos carbonila e carboxila, bem como o número kappa da polpa branqueada correlacionaram-se positivamente com a reversão de alvura. A densidade básica da madeira, o consumo de álcali efetivo e o rendimento do cozimento, a eficiência e seletividade da deslignificação com oxigênio, e o consumo total de oxidantes nas seqüências DEDD e DEDP não se correlacionaram com a reversão de alvura. No capitulo 2, foi avaliada a influência do processo de branqueamento na reversão de alvura de polpas de eucalipto branqueadas (90 a 90,5 % ISO) OD(PO)DD, pelas OD(PO)DP, seqüências OD HT(PO)DD, O(DC)(PO)DD, OD HT(PO)DP, O(DC)(PO)DP, OA/D(PO)DD e OA/D(PO)DP. Concluiu-se que um estádio final de peroxidação aumenta a estabilidade e a alvura da polpa. Alguns grupos oxidados presentes na polpa branqueada foram considerados a principal causa da reversão. Polpa branqueada com a seqüência (DC)(PO)DD apresentou baixa estabilidade apesar do seu baixo conteúdo de ácidos hexenourônicos e de lignina. Os estádios iniciais de ácido/dióxido de cloro a quente aumentaram a estabilidade da alvura, mas somente em seqüências sem o estádio final de peroxidação. O perfil da reversão, através dos estádios de branqueamento, mostrou tendência em aumentar a estabilidade da polpa após estádios alcalinos e de decrescer após estádios ácidos. Nos capítulos 1 e 2 foi demonstrada que as polpas branqueadas com seqüências finalizando com um estádio final de dioxidação apresentaram menor estabilidade de alvura em relação à quelas terminadas com estádio final de peroxidação. Trabalhos preliminares com várias polpas de folhosas indicaram boa correlação entre a reversão de alvura e o conteúdo de organoclorados da polpa. No capitulo 3 foi investigado o efeito do conteúdo de organoclorados da polpa branqueada na sua estabilidade de alvura. Foram produzidas polpas de eucalipto contendo diferentes teores de organoclorados utilizando-se 12 seqüências de branqueamento distintas. Concluiu-se que a reversão de alvura aumentou com a elevação do teor de organoclorados na polpa, mas esta tendência não é universal. Polpas branqueadas com seqüências contendo um segundo estádio alcalino de extração ou estádio final de peroxidação foram menos propensas à reversão, independentemente dos seus conteúdos de organoclorados. Polpas branqueadas por seqüências iniciadas com um estádio de dióxido de cloro em alta temperatura (D HT) foram mais estáveis que as iniciadas com estádio de dióxido de cloro convencional (D 0), em seqüências terminando com estádio final de dioxidação, porém o efeito da temperatura do primeiro estádio desapareceu em seqüências terminadas com estádio final de peroxidação, independentemente do teor de organoclorados da polpa. Relatos vindos da indústria dão conta de que polpas branqueadas com ozônio apresentaram baixa reversão de alvura. No capítulo 4 foi investigado o efeito do ozônio na reversão e, a partir dos resultados de análises finas da polpa por pirólise-CG/EM, foi postulado o provável mecanismo envolvido no processo polpas kraft de eucalipto. Foi verificado que a polpa branqueada pela seqüência OZ/ED(PO) teve a maior estabilidade de alvura dentre todas as avaliadas nos quatro capítulos desta tese, apresentando um número de cor posterior (NCP) de 0,06, que foi, aproximadamente, quatro vezes menor que o da polpa branqueada pela seqüência-referência OD HTD(PO) (0,22). A seqüência OZ/ED(PO) resultou em uma polpa branqueada contendo valores mais baixos de AHex ́s, lignina e número kappa e valores mais altos de grupos carbonilas e carboxilas em relação à seqüência - referência. O perfil de estabilidade de alvura da polpa branqueada pela seqüência OZ/ED(PO) revelou tendência decrescente através de todos os estádios, contrariamente ao observado para a seqüência-referência, que apresentou tendência de aumento da reversão nos estádios ácidos e diminuição nos estádios alcalinos. Quanto à distribuição das dosagens d e dióxido de cloro e ozônio na seqüência OZ/EDP, concluiu-se que deve ser utilizado um mínimo de peróxido de hidrogênio (de 1 a 2 kg/tas) e o máximo possível e necessário de dióxido de cloro; porém, o estádio de peróxido foi absolutamente imprescindível para extrair materiais oxidados por um processo nucleofílico. A análise por pirólise-CG/EM do algodão e das polpas branqueadas mostrou diferentes proporções das áreas dos espectros dos compostos aromáticos presentes nas fibras. Dispostas em ordem de proporções de aromáticos nas fibras estão as amostras de algodão < OD HTEDD < OZ/ED35 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15. Porém, dispostas em ordem de reversão de alvura medida pelo NCP estão as amostras OZ/ED25P5 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15 < < < OZ/ED35. Os números em subscrito indicam as dosagens de dióxido de cloro ou peróxido de hidrogênio, em kg/t de polpa seca, empregadas nos vários estádios de branqueamento. Polpas branqueadas com alta carga de dióxido (ex.: 35 kg/t polpa – OZ/ED35) apresentaram baixo teor residual de compostos aromáticos, porém baixa estabilidade de alvura, quando não-tratadas com um estádio final de peróxido alcalino. Sobre o mecanismo da reversão, postulou-se que a alta estabilidade de alvura de polpas branqueadas por seqüências contendo ozônio ocorreu pelo fato de estas demandarem excessiva dosagem de oxidantes para alcançar o resultado final de alvura do 90-91% ISO, eliminado todas as fontes iniciadoras do processo. A alta estabilidade de alvura é obtida a um alto custo, sendo que o ozônio per se não promove a estabilização de alvura. A alta carga de oxidantes utilizada, associada ao estádio final de peroxidação, que sempre existe nas seqüências com ozônio, resultou em alta estabilidade de alvura. O estádio final de peroxidação preveniu a reversão de alvura não por causa do peróxido e sim pela alcalinidade desse estádio. A alcalinidade decresceu a reversão de alvura por deixar a polpa branqueada com caráter fortemente alcalino (íons sódio). Esse caráter alcalino foi comprovado ser necessário para manter a estabilidade de alvura em testes e estabilidade de alvura versus pH ́s da polpa realizados nesse estudo. A condição alcalina minimiza as reações de hidrólise ácida de carboidratos oxidados, contendo certos grupos redutores, que iniciam o processo de reversão de alvura e geraram produtos coloridos de baixo peso molecular que são, usualmente, solúveis em água.Item Barreiras vegetais para mitigação de odores em estação de tratamento de efluentes de uma indústria de celulose(Universidade Federal de Viçosa, 2004-02-27) Amorim, Viviane Lourenço de; Silva, Cláudio Mudado; http://lattes.cnpq.br/7302389471047931Processos de tratamento biológico de efluentes líquidos podem gerar odores em função da presença de compostos oriundos da atividade anaeróbia. Estes odores são ainda mais acentuados nas indústrias de celulose Kraft devido à presença de compostos de enxofre reduzido (TRS) presentes nos efluentes. Esses compostos odoríferos podem vir a prejudicar a saúde e a qualidade de vida das comunidades próximas às ETEs. Uma forma de atenuar os efeitos das emissões geradas nas ETEs consiste na implantação de barreiras físicas de forma a desviar das regiões habitadas e afetadas, as correntes aéreas que transportam tais compostos. O objetivo desse trabalho foi o de investigar as condições de funcionamento na ETE de uma fábrica de celulose brasileira composta por lagoas aeradas facultativas seguida de lagoa de decantação, e sugerir a implantação de barreiras vegetais, de modo a atenuar os odores gerados nas lagoas, que eventualmente atingem algumas comunidades circunvizinhas. Assim, elaborou-se um diagnóstico da ETE procurando verificar as suas principais deficiências que acarretam na geração dos compostos odoríficos. Estudou-se o comportamento climático da região e investigou-se as características das espécies vegetais para a composição de elementos paisagísticos. Finalmente, desenvolveu-se uma alternativa para a implantação de barreiras na região.Item Incorporação de dregs e grits de fábricas de polpa celulósica kraft ao clínquer para a produção de cimento Portland(Universidade Federal de Viçosa, 2016-07-13) Torres, Caio Moreira Miquelino Eleto; Silva, Cláudio Mudadu; http://lattes.cnpq.br/0529471828184409Durante os últimos anos, a indústria de polpa celulósica kraft no Brasil vêm se expandindo. Alinhado a esse crescimento industrial, há uma preocupação com o aumento da geração e a forma de disposição final dos seus resíduos sólidos. Estes devem ser tratados adequadamente e, quando não reaproveitados, dispostos em local ambientalmente apropriado. Os resíduos gerados no processo kraft são, em sua grande maioria, classificados como resíduos Classe II- A de acordo com a NBR 10.004, ou seja, não perigosos e não inertes. O objetivo desta pesquisa foi estudar a viabilidade técnica da utilização dos resíduos sólidos alcalinos denominados dregs e grits, que são normalmente encaminhados a aterros industriais, ao clínquer em diferentes proporções como matéria-prima na indústria de cimento. A metodologia inserida inclui as seguintes etapas: i) caracterização física e química dos resíduos e do clínquer; ii) preparação de amostras utilizando diferentes misturas de substituições (0; 2,5; 5; 7,5; 10 e 15 %) de dregs e grits in natura no clínquer; e iii) ensaios laboratoriais (expansibilidade Le Chatelier, tempos de pega, determinação da pasta de consistência normal, resistência a compressão e módulo estático de elasticidade). Os resultados mostraram que as adições dos resíduos até 10% foram satisfatórias, por estarem dentro dos limites estabelecidos nas normas.