Aproveitamento do lodo de tratamento primário de efluentes de um frigorífico como fonte de energia

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia QuímicaA demanda mundial de energia crescente e o efeito estufa induzido pelas atividades antropogênicas fazem da questão energética tema prioritário na agenda política global. O tratamento dos efluentes e resíduos provenientes das indústrias de carnes tem sido uma das grandes preocupações do setor agroindustrial. Na saída do tratamento físico-químico do efluente frigorífico pode-se obter cerca de 20% de lodo, que é um importante resíduo sólido orgânico. A aplicação do lodo sem tratamento prévio a práticas agrícolas pode ocasionar problemas ambientais e, atualmente, a reduzida área destinada a aterros sanitários e o transporte encarecem a sua disposição. O aproveitamento do lodo para a produção de vapor na indústria de carnes pode proporcionar ganhos energéticos e econômicos quanto à aquisição de combustíveis e aumentar a utilização de fontes de energia renovável. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização do lodo gerado no tratamento primário de efluentes de um frigorífico como fonte de energia, levando-se em consideração suas propriedades físico-químicas e o controle de emissão dos poluentes atmosféricos no processo de combustão. Avaliou-se a combustão do cavaco e da mistura cavaco e lodo 9:1 em massa a partir da análise da concentração de poluentes, comparando-as com a legislação em vigor, e das perdas energéticas verificadas com a emissão de CO, CXHY e fuligem. A incorporação de 10% em massa de lodo à alimentação resultou em aumento da potência térmica nominal do sistema em aproximadamente 2% e economia no consumo anual de cavaco. Porém, em ambas as situações a queima foi ineficiente. A composição das cinzas do lodo determina a ocorrência de formação de depósitos e incrustação. Quanto menor a proporção de lodo na queima em grelha rotativa, menor a ocorrência desses problemas e melhor a homogeneidade da alimentação. Para que o processo de combustão alcance a máxima eficiência possível e produza pequenas quantidades de poluentes, cada etapa do processo deve ser otimizada levando-se em consideração a tecnologia de combustão aplicada, o tipo de biomassa e o seu comportamento térmico. Worldwide demand of energy and the greenhouse effect induced by anthropogenic activities make the energy question a prioritary subject in the global politics agenda. The treatment of wastewater and residue proceeding from meat processing industries has become great concerns in the agroindustrial sector. In the exit of the physicochemical treatment of slaughterhouse wastewater it can be obtained about 20% of sludge, an important organic solid residue. Application of the sludge without previous treatment to agricultural fields can cause environmental impacts and, currently, reduced area of sanitary landfills and transportation implies in the increasing of disposal costs. Exploitation of sludge for steam generation at meat processing industry can provide energy and economic profits. Co-combustion of sludge and primary fuels is an attractive option to increase the use of renewable fuels. The aim of this work was to evaluate the utilization of slaughterhouse biomass obtained from the physicochemical treatment of slaughterhouse wastewater as energy source, taking into account its physicochemical properties and the emission control of atmospheric pollutants. The wood chips combustion and the wood chips and sludge co-combustion in a mixture ratio of 9:1 in weight was evaluated by analysis of pollutants concentrations, comparing them with current legislation, and by energetic losses observed with the emissions of CO, CXHY and soot. Incorporation of 10% in weight of sludge to the feedstock resulted in increase of 2% in primary thermal power of the system, beyond the economy of the annual consumption of wood chips. However, in both situations the burning was not fuel-efficient. Chemical constitution of the mineral matter of the biomass determines the ash fouling tendency. Co-firing of sludge with wood chips in low amount in moving grate reduces these problems and improves feedstock homogeneity. In order to achieve a combustion that is as efficient as possible and produces only low amounts of pollutants, each combustion step must be optimized taking into consideration the combustion technology applied, the kind of biomass used and its thermal behaviour

Utilização de resíduos agroindustriais como fonte alternativa de energia

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011O objetivo desta tese foi determinar as propriedades termoquímicas de resíduos agroindustriais selecionados (serragem de madeira, lodos esultantes do tratamento de efluentes da indústria de processamento de carnes e misturas desses com serragem de madeira em diferentes roporções mássicas, resíduos da indústria de suco de maçã e de suco de laranja, bagaço de cana-de-açúcar, caroço de açaí, casca de castanha-decaju e casca de arroz) e avaliar a composição das emissões atmosféricas originadas de um combustor ciclônico piloto (Drako, Albrecht) durante a combustão de uma mistura de lodo resultante do tratamento de efluentes da indústria de processamento de carnes e serragem de madeira na proporção mássica de 1:3 (LFPS1:3). Como etapa complementar, avaliar o potencial de gaseificação de casca de arroz. As biomassas foram caracterizadas como combustíveis sólidos, incluindose entre as propriedades determinadas: composição imediata e elementar, conteúdo energético, comportamento térmico, composição e fusibilidade das cinzas. O poder calorífico inferior das biomassas variou entre 14,31 MJ.kg-1 e 29,14 MJ.kg-1, em base livre de umidade e cinzas (l.u.c.), todas apresentando alto teor de matéria volátil, entre 70,57% e 85,36% (l.u.c.), o que favorece sua conversão termoquímica. A tendência à formação de depósitos e incrustação das cinzas foi avaliada com base na composição das cinzas e em correlações teóricas apresentadas na literatura. As emissões de CO, SO2, NOx, benzeno, tolueno, etil-benzeno e xilenos (BTEX, dado como carbono orgânico total, COT), PAH e PCDD/PCDF foram medidas durante os ensaios realizados com a mistura LFPS1:3, relacionadas às propriedades da biomassa e às condições de operação do combustor ciclônico piloto e, finalmente, comparadas aos limites de emissão impostos por legislações nacionais e internacionais. O processo de combustão foi bem controlado, as concentrações de NOx foram reduzidas por meio da operação com recirculação dos gases de exaustão, e todas as emissões medidas foram menores que os limites de emissão considerados. Como etapa complementar, o potencial de gaseificação de casca de arroz foi verificado por meio da avaliação dos efeitos das condições de pirólise na formação do resíduo sólido carbonoso, na sua estrutura, composição e reatividade em ar sintético e em CO2.The main objective of this thesis was to determine the thermochemical properties of selected agroindustrial residues (wood sawdust, biosolids originating from the wastewater treatment process of a meat industry and mixtures of these with sawdust in different mass ratios, residues from apple and orange juice industries, sugarcane bagasse, açaí kernels (Euterpe oleracea), cashew nut husk (Anacardium occidentale L.) and rice husk) and to evaluate the composition of the atmospheric emissions originating from a pilot scale cyclone combustor (Drako, Albrecht) during the combustion of a mixture of biosolids originating from the wastewater treatment process of a meat industry and sawdust in a mass ratio of 1:3 (LFPS1:3). As a complementary step, the gasification potential of rice husk was evaluated. The biomasses were characterised as solid fuels and an evaluation of their properties, including proximate and ultimate composition, energy content, thermal behaviour, composition and fusibility of the ashes was performed. The lower heating value of the biomasses ranged from 14.31 MJ.kg-1 to 29.14 MJ.kg-1, on a dry and ash free basis (daf), all presenting high volatile matter content, varying between 70.57 wt% and 85.36 wt% (daf), what improves the thermochemical conversion of the solids. The fouling and slagging tendency of the ashes was predicted based on the fuel ash composition and ash fusibility correlations proposed in the literature. The emissions of CO, SO2, NOx, benzene, toluene, ethyl-benzene and xylenes (BTEX, given as total organic carbon, TOC), PAH and PCDD/PCDF were measured during the combustion tests performed with the mixture LFPS1:3, afterwards related to the biomass properties and to the operating conditions of the pilot plant and, finally, compared to the guideline limits established by Brazilian and international legislations. The combustion process was well controlled, the emissions of NOx were reduced through operation with flue gas recirculation, and all the concentrations measured remaining below the emission limits considered. A complementary part of this study aimed to assess the gasification potential of rice husk through the evaluation of the effects of the pyrolysis step on char formation, structure, composition and reactivity in synthetic air and in CO2

Synthesis of multi-layer graphene oxide from HCl-treated coke and Brazilian coals by sulfuric acid thermal exfoliation and ozone oxidation

This study involved the synthesis and characterization of graphene oxide (GO) from mineral coke and bituminous coal. HCl treated and non-HCl treated ultrafine powder obtained from both precursors were treated with H2SO4, followed by thermal treatment, and oxidation with ozone and ultra-sonication for GO production. The synthesized materials were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), zeta potential (ZP), particle size distribution (PSD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. The results confirmed the exfoliation of the material primarily at the edges of its structure and the formation of multilayer graphene oxide (GO) from mineral coke and bituminous coal. Furthermore, it was found that carbonaceous materials with graphitic morphology are easier to exfoliate and oxidize, leading to the production of higher quality graphene oxide. Therefore, the GO synthesized from mineral coke exhibited the best quality in this study. The methodology used proposes an innovative approach, offering a faster, more economical, and environmentally friendly synthesis compared to the traditional Hummers' method, thereby adding value to other raw materials that can be utilized in this process, such as Brazilian coke and coal

Influence of KIR genes and their HLA ligands in the pathogenesis of leprosy in a hyperendemic population of Rondonópolis, Southern Brazil

Made available in DSpace on 2015-05-22T18:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1914 bytes, checksum: 7d48279ffeed55da8dfe2f8e81f3b81f (MD5) milton_moraes2eta_IOC_2014.pdf: 315752 bytes, checksum: ec1415a63840f2c2ca8887ca39d68f15 (MD5) Previous issue date: 2014Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Ciências Básicas da Saúde. Laboratório de Imunogenética. Maringá, PR, Brasil.Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Ciências Básicas da Saúde. Laboratório de Imunogenética. Maringá, PR, Brasil.Instituto Lauro de Souza Lima. Bauru, SP, Brasil.Instituto Lauro de Souza Lima. Bauru, SP, Brasil.Instituto Lauro de Souza Lima. Bauru, SP, Brasil.Instituto Lauro de Souza Lima. Bauru, SP, Brasil.Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Curitiba, PR, Brasil.Pontifícia Universidade Católica do Paraná. Curitiba, PR, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Instituto Lauro de Souza Lima. Bauru, SP, Brasil.Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Ciências Básicas da Saúde. Laboratório de Imunogenética. Maringá, PR, Brasil.Background: The objective of this study was to investigate the association between KIR genes and the immunopathogenesis of leprosy. Methods: The types of KIR and HLA genes were evaluated by PCR-SSOP-Luminex in 408 patients with leprosy and 413 healthy individuals. Statistical analysis was performed using the Chi-square or Fisher’s exact test and stepwise multivariate analysis. Results: There was a higher frequency of activating KIR genes (KIR2DS1, 2DS2 and 3DS1) together with their HLA ligands in the tuberculoid (TT) group as compared to the lepromatous leprosy (LL) group. KIR2DL2/2DL2-C1 was more frequent in the patient, TT and LL groups than in the control group. Borderline patients presented a higher frequency of inhibitory pairs when compared to the control group, and a higher frequency of activating pairs as compared to the LL group. Multivariate analysis confirmed the associations and demonstrated that being a female is a protective factor against the development of the disease per se and the more severe clinical form. Conclusions: This study showed that activating and inhibitory KIR genes may influence the development of leprosy – in particular, activating genes may protect against the more aggressive form of the disease – thereby demonstrating the role of NK cells in the immunopathology of the disease