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The production of bioethanol from materials of renewable origin is an important matter for a more sustainable economic development, and at the same time it challenges researchers to seek more efficient technologies that can make it viable. Wood is a profitable and advantageous option, with special emphasis on eucalyptus, whose cultivation has high turnover in Brazil, where land is available for this purpose. Therefore, the goal of this research was to optimize the hydrolysis stage using acid instead of enzymes for the conversion of chips of Eucalyptus urograndis into bioethanol, with additional co-production of furfural and commercial lignin, in order to make the process more advantageous. To obtain bioethanol, a pre-treatment adapted from autohydrolysis was performed to remove the hemicelluloses, followed by soda pulping to remove the lignin and, finally, the acid hydrolysis of the β-(1→4) glycosidic bonds between the C1–C4 cellulose carbons releasing β-D-glucose monomers to be fermented into bioethanol. In the acid hydrolysis step, sulfuric acid of concentration 1127 gL−1 was used. After the experimental analyses performed, it could be observed that in acid hydrolysis, treatments using 70 mL and 80 mL of sulfuric acid did not differ statistically in relation to glucose production. However, by increasing the volume of acid to 90 mL, there was an increase in the production of fermentable sugars into bioethanol, 63.7 %, which began decreasing when adding acid above 93 mL, because the excess of acid also caused the degradation of sugars into 5-hydroxymethylfurfural (HMF); and in the treatment of 100 mL there was a higher production of HMF. The production of bioethanol proved to be competitive after the fermentation of the sample from the 90 mL treatment with a production of 103.7 L of bioethanol/ton of wood, in addition to being beneficial to the process as a whole with the co-production of furfural, 28.8 kg of furfural ton−1 of wood, and commercial lignin, 428.3 kg of lignin per ton of wood, precursors to various chemicals such as resins, coatings and inks.

Submitted by Samique Kyene de Carvalho Araujo Camargo (samique.kyene@unesp.br) on 2021-06-30T23:02:42Z No. of bitstreams: 1 Versaofinalautoarquivamento.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-07-12T19:55:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camargo_skca_dr_guara.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-12T19:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camargo_skca_dr_guara.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Previous issue date: 2021-06-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os combustíveis fósseis, além de serem recursos limitados na natureza, aumentam os níveis de dióxido de carbono e outros gases causadores do efeito estufa na atmosfera, neste aspecto os biocombustíveis surgem como uma alternativa sustentável. A produção de bioetanol a partir de materiais de origem renovável é uma proposta importante para o desenvolvimento econômico do país e desafia pesquisadores a buscar tecnologias mais eficientes que viabilizem esse processo. O objetivo deste trabalho foi otimizar o estágio de hidrólise ácida durante a produção do bioetanol a partir da madeira. Para obtenção do bioetanol foi necessário a hidrólise da celulose em monômeros de glicose, portanto, seguem as etapas para separação da matriz de celulose e lignina interligadas pelas hemiceluloses: pré-tratamento ácido para remoção das hemiceluloses, seguida de tratamento alcalino para remoção da lignina e, por fim a hidrólise ácida das ligações glicosídicas do tipo -(1→4) entre os carbonos C1-C4 da celulose liberando os monômeros de -D-glicose a serem fermentados em bioetanol. Com o intuito de avaliar a reatividade das estruturas presentes no processo foi também realizado o cálculo de estrutura eletrônica IFCA (Índice de Fukui condensados aos átomos) partindo de modelos pré definidos para simulação, visando verificar também sua interação com os reagentes utilizados. Também foi necessária uma abordagem PCM (Polarizable Continuum Model) para avaliar a influência do solvente na reatividade das estruturas. Com os cálculos de IFCA pode-se comprovar que a parte amorfa da celulose tem maior susceptibilidade no pré-tratamento e na hidrólise ácida e, que os monômeros de glicose presentes na etapa de hidrólise podem sofrer oxidação e, causar a formação de hidroximetilfurfural (HMF), ácido acético, ácido fórmico e ácido levulínico. Também foi observada a mesma reatividade elucidada na literatura com relação às hidroxilas do C2, C3 e C6 e hidrólise por despolimerização do grupo terminal, no entanto, quando se realiza o cálculo de interação entre orbitais das estruturas com os reagentes do processo nota-se que não há interação, ou seja, a hidrólise, pode estar relacionada a outro tipo de interação que não a maciez química. Com isso, foi necessário verificar a influência da constante dielétrica na reatividade das estruturas, aumentando ou diminuindo seu valor em relação à da água, nota-se rotações que aumentam a reatividade da estrutura, principalmente no oxigênio da ligação glicosídica β1-4 tanto das extremidades quanto do centro da estrutura, vantagem para o processo de hidrólise ácida. Após as análises experimentais realizadas pode-se observar que na hidrólise ácida o tratamento de 70 mL e 80 mL não diferem estatisticamente com relação à produção de glicose, mas aumentando o volume de ácido sulfúrico para 90 mL, houve um aumento na produção de açúcares fermentescíveis à bioetanol, 63,7%, decrescendo em seguida, pois o excesso de ácido também causou a degradação dos açúcares em HMF, sendo que no tratamento de 100 mL houve maior produção de HMF e menor produção de glicose e bioetanol. A fermentação se mostrou uma etapa complexa, devido a variabilidade obtida em seus resultados, mas em todas as bateladas de análises de fermentação maior produção de bioetanol foi obtida com o tratamento de 90 mL, também pode-se observar um aumento na produção de ácido acético conforme maior produção de bioetanol nos tratamentos, no entanto, a produção do mesmo através de reações secundárias devem ser evitadas, pois os açúcares que poderiam ser convertidas em bioetanol estão sendo consumidos na produção de ácido acético, e isto ocorreu devido a fatores externos que causaram a oxigenação durante esta etapa sensível. Fossil fuels, in addition to being limited resources in nature, increase the levels of carbon dioxide and other gases that cause the greenhouse effect in the atmosphere, in this respect biofuels appear as a sustainable alternative. The production of bioethanol from materials of renewable origin is an important proposal for the country's economic development and challenges researchers to seek more efficient technologies that make this process feasible. The objective of this work was to optimize the acid hydrolysis stage during the production of bioethanol from wood. To obtain ethanol, it was necessary to separate the glucose monomers from the wood cellulose chain, therefore, follow the steps for separating the cellulose matrix and hemicelluloses interconnected by lignin: acid pre-treatment to remove the hemicelluloses, followed by alkaline treatment for removal of lignin and, finally, acid hydrolysis separating glucose monomers from cellulose to be fermented in bioethanol. In order to evaluate the reactivity of the structures present in the process, the calculation of the IFCA electronic structure (Fukui index condensed to atoms) was also carried out, starting from predefined models for simulation, in order to also verify their interaction with the reagents used. A PCM (Polarizable Continuum Model) approach was also needed to assess the influence of the solvent on the reactivity of the structures. With the IFCA calculations, it is possible to verify that the amorphous part of the cellulose is more susceptible in the pre-treatment and in the acid hydrolysis and that the glucose monomers present in the hydrolysis stage can suffer degradation and cause the formation of HMF, acetic acid, formic acid and levulinic acid. The same reactivity elucidated in the literature was also observed in relation to the hydroxyls of C2, C3 and C6 and hydrolysis by depolymerization of the terminal group, however, when calculating the interaction between the orbitals of the structures with the process reagents, it is noted that there is no interaction, that is, hydrolysis, may be related to another type of interaction other than chemical softness. With that, it was necessary to verify the influence of the dielectric constant on the reactivity of the structures, increasing or decreasing its value in relation to that of water, it is possible to notice rotations that increase the reactivity of the structure, mainly in the β1-4 bond both at the ends and at the center structure, advantage for the hydrolysis process. After the experimental analyzes carried out, it can be seen that in acid hydrolysis, the treatment of 70mL and 80mL does not differ statistically with respect to glucose production, but increasing the volume of sulfuric acid to 90mL, there was an increase in the production of bioethanol fermentable sugars, 63.7%, then decreasing, since the excess of acid also caused the degradation of sugars in HMF, and in the treatment of 100mL there was greater production of HMF and less production of glucose and bioethanol. Fermentation proved to be a complex step, due to the variability obtained in its results, but in all batches of fermentation analyzes greater bioethanol production was obtained with the 90mL treatment, an increase in acetic acid production can also be observed as greater bioethanol production in the treatments, however, the production of it through secondary reactions should be avoided, because the sugars that could be converted into bioethanol are being consumed in the production of acetic acid, and this occurred due to external factors that caused the oxygenation during this sensitive stage. Capes - 001

Different bleaching reagents have different efficiencies of removing chromophore groups from chemical pulps. The objective of this work was to evaluate the effect of different bleaching sequences on the removal of chromophore groups, especially carbonyls, which are suspected to cause brightness reversion. The bleaching sequences analyzed comprise the stages: chlorine dioxide, acid hydrolysis at high temperature, alkaline extraction with hydrogen peroxide, pressurized hydrogen peroxide, and hydrogen peroxide. After bleaching an oxygen-delignified eucalypt kraft pulp with these sequences, the pulps were analyzed for their final brightness, brightness reversion, and pulp viscosity; the bleached pulps were also analyzed using ultraviolet resonance Raman spectroscopy in the infrared region. The infrared analysis indicated that bleaching stages that used hydrogen peroxide, such as pressurized hydrogen peroxide or hydrogen peroxide, in the terminal position reduced the amount of carbonyl groups in the bleached pulp as measured by the absorption band intensity. This study observed that the inclusion of a hot acid hydrolysis stage in the bleach sequence improved the final brightness and brightness stability of the bleached eucalyptus pulp. The replacement of a chlorine dioxide brightening stage by a hydrogen peroxide stage at the end of a bleach sequence yielded higher pulp brightness, and less brightness reversion. The use of pressurized hydrogen peroxide with oxygen resulted in less brightness reversion.

Nos últimos anos o setor florestal vem se destacando por inovações tecnológicas e criações de novos materiais e produtos. Com isso, a geração de resíduos referente ao processamento da madeira ainda é um grande problema para o segmento, pois embora as novas tecnologias apresentem maquinários mais modernos, o volume gerado ainda é bastante significativo. Com a expressiva geração de resíduos nas indústrias de base florestal, surge à necessidade de utilizar tais resíduos de modo a agregar valor aos mesmos e minimizar o impacto ambiental proporcionado. Neste segmento de novos materiais à base de madeira a partir de resíduos como fonte de matéria-prima pode-se destacar os painéis, principalmente, particulados (MDP) e de fibras (MDF). O MDP faz parte da nova geração de Painéis de Partículas de Média Densidade, onde suas características são superiores e totalmente distintas dos painéis de madeira aglomerada de antigamente. A partir desta disposição do mercado madeireiro definiu-se o objetivo do presente estudo, que consistiu em produzir o painel de madeira a partir de resíduos de Eucaliptus. sp. e avaliar o comportamento da resistência mecânica frente à variação da porcentagem granulométrica das partículas da camada interna do painel, produzidos a partir de resíduos. A caracterização mecânica foi embasada no documento normativo da Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT-NBR 14810-2/2013. Os resultados obtidos foram analisados estatisticamente e, em seguida comparados com a norma brasileira bem como, trabalhos encontrados na literatura.

The scarcity of natural resources and the generation of waste without adequate disposal are a worldwide concern related to the linear production model.These characteristics are present in the wood panel production. Faced with this problem, the present study aimed to identify in the literature, circular economy (CE) practices in the waste management of wood panel production processes and the possibilities for implementing new practices that incorporate circularity concepts. A systematic search was conducted to select the most relevant work on the theme. A search was done using the ScienceDirect, Web of Science, and Scopus databases by combining the following keywords: “Circular Economy„ (and its possible variations), “Wood-based Panel„, and “Wood Waste„. The results evidenced circular economy practices on waste management already being used by the wood panel industry, besides potential practices to increase circularity. The changes go towards sustainable manufacturing and responsible consumption, which aims to “ensure sustainable consumption and production patterns„. Opportunities range from the extraction of raw materials to the disposal of wood panel waste at the end-of-life. The circular economy model is still recent and the process of transitioning is in its initial phase, as well as scientific research on the theme, mainly regarding the wood panel industry. Studies addressing the circular economy and wood panels are not yet widespread, pointing to a gap yet to be explored. The bibliographic review allowed identifying the existence of potential applications of circular economy in the wood panel industry; yet, this piece of research points to a broad field of exploration.

A qualidade dos cavacos usados na produção de celulose é considerada um fator importante para operabilidade da indústria e para a qualidade da polpa. Os cavacos desejáveis são aqueles que apresentam poucas variações nas características físicas e químicas, isentos de contaminantes, alta densidade a granel, impregnação homogênea, baixa degradação de polissacarídeos e alto rendimento na transformação em polpa celulósica. Na indústria a classificação do tamanho dos cavacos passou a ser adotada depois que estudos demonstraram que os cavacos muito grandes e/ou muito pequenos poderiam interferir no processo de deslignificação e na qualidade da polpa celulósica. O objetivo deste trabalho é apresentar as dimensões e qualidade de um cavaco para polpação.

Submitted by Samique Kyene de Carvalho Araujo Camargo null (samiquekyene@hotmail.com) on 2017-04-16T19:19:16Z No. of bitstreams: 1 dissertacaoversaofinal2.pdf: 1378540 bytes, checksum: 81cd59c1f012a91616b94f76446b6c66 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-18T17:41:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camargo_skca_me_guara.pdf: 1378540 bytes, checksum: 81cd59c1f012a91616b94f76446b6c66 (MD5) Made available in DSpace on 2017-04-18T17:41:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camargo_skca_me_guara.pdf: 1378540 bytes, checksum: 81cd59c1f012a91616b94f76446b6c66 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O branqueamento objetiva a remoção de compostos que dão cor à polpa: lignina, extrativos, grupos carbonilas e carboxilas, complexo lignina carboidrato (LCC’s) e metais, para atingir a alvura mínima de 90± 0,5% ISO, exigida para comercialização da polpa e esta deve se manter estável em todo processo que compreende o transporte, manuseio e armazenamento, até o consumidor final. A utilização de diferentes reagentes de branqueamento efetiva a melhor eficiência na remoção destes compostos e, consequentemente, melhoram a estabilidade da alvura. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito das diferentes sequências de branqueamento na remoção dos grupos cromóforos, especialmente dos grupos carbonilas, minimizando assim a reversão de alvura. Para isso utilizou-se a espectroscopia na região do infravermelho. Também foi avaliado o efeito do pH nos estágios finais de branqueamento na estabilidade da alvura. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Celulose da Unesp de Itapeva, onde foi efetuado o branqueamento das polpas de celulose deslignificada com oxigênio em sacos de polietileno, e para controle da temperatura utilizou-se o banho termostatizado. As sequências de branqueamento estudadas foram: D0(E+P)D1D2, AHTD0(E+P)D1D2, AHTD0(E+P)D1P, AHTD0(PO)D1, e AHTD0(PO), após o branqueamento foram efetuadas as análises de alvura, viscosidade e reversão de alvura. O efeito do pH na estabilidade da alvura pôde ser observado variando o pH do estágio final na faixa de 3 a 10 e efetuando a reversão induzida. A análise por espectroscopia na região do infravermelho comprova a eficiência dos reagentes na remoção dos grupos carbonilas, pois com a utilização do peróxido de hidrogênio nos estágios P final e PO houve diminuição da intensidade da banda de absorção na região do infravermelho destes grupos. Pôde-se observar com este estudo que a hidrólise ácida melhorou a alvura e sua estabilidade, e proporcionou uma economia na quantidade de reagente como cloro. A substituição do estágio final com dióxido de cloro por peróxido de hidrogênio proporcionou uma maior alvura, menor reversão de alvura e consumo de reagente como cloro, no entanto, ocasionou queda na viscosidade. A utilização de peróxido de hidrogênio pressurizado com oxigênio trouxe melhor resultado de reversão de alvura, mas menor viscosidade, tanto no estágio final, como intermediário. Neste último, houve economia na quantidade de reagente como cloro utilizado. The bleaching process aims at the removal of compounds that give color to the pulp: lignin, extractives, carbonyl and carboxyl groups, lignin carbohydrate complex (LCC's) and metals, in order to reach the minimum whiteness of 90 ± 0.5% ISO, required for the commercialization of pulp And it must remain stable throughout the process, including transportation, handling and storage, to the final consumer. The use of different effective bleaching reagents gives better efficiency in the removal of these compounds and, consequently, enhances the brightness stability. The objective of this work is to evaluate the effect of the different bleaching sequences on the removal of the chromophore groups, especially the carbonyl groups, thus minimizing the reversal of whiteness. And, for that, spectroscopy was used in the infrared region. The effect of pH in the final stages of bleaching on brightness stability was also evaluated. The experiments were carried out at the Pulp Laboratory of Unesp de Itapeva, where the pulps of cellulose pulp were delignified with oxygen in polyethylene bags and the thermostated bath was used to control the temperature. The bleaching sequences studied were D0(E+P)D1D2, AHTD0(E+P)D1D2, AHTD0(E+P)D1P, AHTD0(PO)D1, and AHTD0(PO). After bleaching, of whiteness, viscosity and reversal of whiteness. The effect of pH on the brightness stability could be observed by varying the pH of the final stage in the range of 3 to 10 and effecting the induced reversal. The analysis by infrared spectroscopy proves the efficiency of the reagents in the removal of carbonyl groups, because with the use of hydrogen peroxide in the final stages P and PO there was a decrease in the intensity of the absorption band in the infrared region of these groups. It could be seen from this study that acid hydrolysis improved the brightness and stability, and provided savings in the amount of reactant as chlorine. The substitution of the final stage with chlorine dioxide by hydrogen peroxide provided a greater brightness, less reversion of brightness and consumption of reagent as chlorine, however, caused a drop in viscosity. The use of pressurized hydrogen peroxide with oxygen brought better blast reversion results, but lower viscosity, both in the final and intermediate stages. In the latter, there was savings in the amount of reagent such as chlorine used.

Este trabalho tem por objetivo analisar a influencia dos diferentes reagentes de branqueamento na viscosidade da polpa de branqueamento. Para evitar a redução da viscosidade da polpa faz-se necessário a combinação de reagentes de branqueamento que remova ou modifique os compostos cromóforos, com o mínimo de degradação dos carboidratos. Foram efetuados o branqueamento, D0(E+P)D1D2, D0(E+P)D1P, AHTD0(E+P)D1D2, AHTD0(E+P)D1P, das amostras de polpa deslignificada com oxigênio, em sacos de polietileno, objetivando alcançar alvura 90% ISO. Para controle da temperatura no branqueamento foi utilizado o banho termostatizado. As análises realizadas neste trabalho foram: viscosidade, alvura A.D., alvura O.D., e reversão de alvura. Os resultados mostraram a redução da viscosidade com a hidrólise ácida. O estágio de dioxidação é seletivo, pois sem a hidrólise ácida na sequência com dióxido de cloro final a perda de viscosidade foi menor. A peroxidação final foi prejudicial a viscosidade, mas proporcionou maior alvura e estabilidade.