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Resumo Buscar alternativas sustentáveis para diversificar a matriz energética tornou-se uma meta a ser alcançada por todas as nações. A biomassa de bambu pode ser uma dessas alternativas por ser uma fonte de energia neutra em CO2 com a possibilidade de uso como combustível na forma sólida, líquida ou gasosa. Neste estudo objetivou-se avaliar o efeito da idade de 12 e 7 anos nas propriedades químicas e energéticas de colmos de Dendrocalamus giganteus. Para isso, foram determinados os teores de extrativos totais, de lignina, de materiais voláteis, de cinzas e de carbono fixo, além da densidade básica, poder calorífico superior e densidade energética dos colmos. Também foram realizadas as avaliações de rendimento gravimétrico do carvão vegetal e do licor pirolenhoso produzidos a partir da carbonização do material. Os bambus com 12 e 7 anos de idade apresentaram boas propriedades químicas para fins energéticos. Os valores de teor de lignina, materiais voláteis, carbono fixo e cinzas foram semelhantes entre as idades. Entretanto, o poder calorífico líquido, densidade energética, rendimento gravimétrico do carvão vegetal e ácido pirolenhoso aumentaram com o aumento da idade, e os maiores valores foram verificados para os colmos com 12 anos. A espécie Dendrocalamus giganteus apresentou propriedades físico-químicas e energéticas, e atendem aos critérios de qualidade esperados para o aproveitamento dessa biomassa para produção de energia térmica. Abstract Seeking sustainable alternatives to diversify the energy matrix has become a goal to be achieved by all nations. Bambo biomass can be one of these alternatives because it is a CO2-neutral energy source with the possibility of use as a fuel in solid, liquid or gaseous form. This study aimed to evaluate the effect of age of 12 and 7 years on the chemical and energetic properties of Dendrocalamus giganteus stems. For this, the contents of total extractives, lignin, volatile materials, ash and fixed carbon were determined, in addition to the basic density, higher calorific value and energy density of the stems. Evaluations of gravimetric yield of charcoal and pirolenhoso liquor produced from the carbonization of the material were also performed. Bamboos aged 7 and 12 years showed good chemical properties for energy purposes. The values of lignin content, volatile materials, fixed carbon and ash were similar between ages. However, the net calorific value, energy density, gravimetric yield of charcoal and pyroligneous acid expanded/rose with increasing age, and the highest values were found in 12-year-old colm. The species Dendrocalamus giganteus presented physical-chemical and energetic properties and they meet the expected quality criteria for the use of this biomass to generate thermal energy. more...

The growing worldwide interest in pulp produced from Acacia mearnsii encourages studies that prove its propensity and efficiency for this purpose. Thus, the objective of this work was to evaluate the performance of Acacia mearnsii to produce kraft pulp, under different pulping conditions. Wood samples from seed production areas (SPA) and clones were evaluated. Kraft pulping was performed at constant H-factor (1363), and the active alkali varied from 14% to 24%. The wood density of clone and SPA samples was approximately 0.544 g/cm³. The chemical analysis revealed that the content of extractives, lignin, and carbohydrates was 4.67%, 16.66%, and 77.02%, respectively. The optimal pulping condition was obtained with active alkali of 14%, where kappa number was 16; screened pulp yield was 57%. The results show that Acacia mearnsii is an outstanding source of short fibers to produce kraft pulp. RESUMO O crescente interesse mundial na polpa celulósica produzida a partir da madeira de Acacia mearnsii incentiva estudos que comprovem sua propensão e eficiência para esse fim. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físico-químicas da madeira de Acacia mearnsii, bem como avaliar seu desempenho na produção de celulose kraft, sob diferentes condições de cozimento. Amostras de madeiras das áreas de produção de sementes (APS) e clones foram avaliados. A polpação kraft foi realizada com fator H constante (1363) e álcali ativo variando de 14% a 24%. A densidade básica das madeiras de clone e APS não diferiram estatisticamente (0,544 g/cm³). A análise química revelou que o conteúdo médio (clone e APS) de extrativos, lignina e carboidratos foi de 4,67%, 16,66% e 77,02%, respectivamente. A condição de polpação mais eficiente foi obtida com álcali ativo de 14%, número kappa 16 e rendimento depurado de 57%. De acordo com os resultados, a madeira de Acacia mearnsii apresentou grande potencial para ser utilizada como fonte de fibra curta na obtenção de polpa celulósica pelo processo kraft. more...

Resumo A Cryptomeria japonica é uma conífera, de origem japonesa, com potencial para produção de polpa celulósica, porém pouco se conhece sobre o seu comportamento quando submetida a diferentes cargas de reagentes. Dessa forma, o objetivo do estudo foi avaliar o efeito da carga alcalina nos parâmetros de polpação kraft da madeira de Cryptomeria japonica, visando entender a sua demanda química para obtenção de diferentes níveis de deslignificação. Para isso, utilizou-se a madeira de árvores com 13 anos de idade, que foi caracterizada quanto à densidade básica, composição química e morfologia dos traqueídeos e submetida a curvas de cozimento com diferentes níveis de álcali, variando de 14 a 28%. Após os cozimentos, a polpa e o licor negro obtidos foram avaliados com intuito de entender o efeito da carga alcalina sobre os mesmos. Com base nos resultados obtidos conclui-se que a madeira de Cryptomeria japonica é mais indicada para produção de polpa celulósica de fibra longa não branqueada. Isso devido a sua madeira apresentar alto teor de lignina, que dificulta o processo de deslignificação e baixa densidade básica, que resulta em baixo rendimento. Assim, para otimizar o uso da espécie, é mais indicado trabalhar com polpa celulósica com alto número kappa, a qual é possível aliar um bom rendimento em polpa. Abstract The Cryptomeria japonica is a conifer, from Japan, with the potential for pulp production, but little is known about their behavior when subjected to different reagent loads. Thus, the objective of the study was to evaluate the effect of the alkaline charge on the kraft pulping parameters of Cryptomeria japonica wood, in order to understand its chemical demand to obtain different delignification levels. For this, we used the wood from trees with 13 years old, which was characterized as to the basic density, chemical composition and tracheids morphology and subjected to cooking curves with different levels of alkali, ranging from 14 to 28%. The pulp and black liquor obtained were evaluated in order to understand the effect of the alkaline charge on them. Based on the results obtained in the cooking curves, applying different alkaline charges, it's concluded that the Cryptomeria japonica wood is more suitable for producing unbleached pulp of long fiber. This is because of its wood present high lignin content, which complicates the delignification process, and low basic density, resulting in low yield. Thus, to optimize the use of this species, it's more indicated to work with pulp with high kappa number, which is possible to combine a good pulp yield. more...

The objective of this study was to determine the chemical composition, basic density and tracheids morphological parameters of the wood of Cupressus lusitanica aiming to verify its suitability for cellulosic pulp production. Discs were collected from three 16-year-old trees to determine chemical, physical and morphological characteristics. The morphology of the tracheids was evaluated in the annual rings corresponding to the ages of 4, 7, 10, 13 and 16 years. The pulp quality parameters were calculated from the tracheid parameters. The chemical composition indicated low ash and extractive contents (0.27 and 2.13%, respectively), but high lignin content (32.52%). The basic density (0.375 g cm-3) was smaller than other species of softwood used for pulp production. The mean values of tracheids dimensions observed were 2.41 mm of length, 31.40 μm of width; 25.15 μm of lumen diameter and 3.12 μm of wall thickness, which tended to increase in values with increasing age. In general, C. lusitanica wood presents good technological characteristics for pulp and paper production, especially for the observed quality morphological index. O estudo teve por objetivo determinar a composição química, densidade básica e parâmetros morfológicos dos traqueídeos da madeira de Cupressus lusitanica, visando verificar sua adequabilidade para produção de polpa celulósica. Foram utilizadas três árvores, com 16 anos, das quais extraíram-se discos que foram empregados na caracterização química, física e morfológica da madeira. A morfologia dos traqueídeos foi avaliada nos anéis correspondentes as idades 4, 7, 10, 13 e 16 anos. A partir dos parâmetros dos traqueídeos, calcularam-se os indicadores de qualidade da polpa. Foram observados baixos teores de cinzas e extrativos (0,27 e 2,13%, respectivamente), porém alto teor de lignina (32,52%). A densidade básica (0,375 g.cm-3) foi menor que de outras espécies de coníferas utilizadas para produção de celulose. Os traqueídeos apresentaram valores médios de 2,41 mm de comprimento; 31,40 µm de largura; 25,15 µm de diâmetro do lúmen e 3,12 µm de espessura de parede, que tenderam a uma elevação nos valores com o aumento da idade. De maneira geral, a madeira de C. lusitanica apresenta boas características tecnológicas para produção de celulose e papel, especialmente pelos índices morfológicos de qualidade observados. more...

RESUMO Há variações nas composições químicas, físicas e na anatomia da madeira, entre espécies e também dentro da mesma espécie, as quais variam significativamente com a altura do tronco e na direção da medula até a casca. O objetivo do presente trabalho foi analisar a composição química da madeira de Cordia trichotoma. Foram analisadas três árvores, coletadas na Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, das quais foi retirado um disco de madeira localizado próximo da base. Quantificou-se o teor de cinzas e de extrativos pela norma TAPPI e o óleo essencial foi extraído usando o método por arraste de vapor. Também foram determinados os elementos químicos presentes nas amostras de madeira, na sua forma natural, e moída, por espectrometria de fluorescência de raios-X por energia dispersiva -EDXRF. A madeira de Cordia trichotoma apresentou teores médios de cinzas e de extrativos totais de 1,39% e 28,22%, respectivamente. Na composição química do óleo essencial foi possível a identificação de dois principais componentes do óleo o α-cadinol e do α-muurolol. Os elementos minerais mais abundantes foram o potássio, cálcio, magnésio, fósforo, enxofre e silício. O ferro foi o elemento com menor concentração encontrado na madeira pela técnica de análise utilizada. ABSTRACT There are variations in the chemical, physical and anatomy composition of wood, also among species and within species, which vary significantly with the height of the trunk and towards the bone to the shell. The objective of this study was to analyze the chemical composition of wood of Cordia trichotoma. Three tree samples were analyzed, collected in the northwest region of Rio Grande do Sul state, of which a wooden disc has been withdrawn located near the base. The ash and extractives by TAPPI were quantified and the essential oil was extracted using the method for drag steam. There were also certain chemical elements present in the wood samples, in its natural form, milled, and by spectrometry fluorescence X-ray energy dispersive -EDXRF. The wood of Cordia trichotoma showed average levels of ash and extractives of 1.39% and 28.22%, respectively. In the chemical composition of the essential oil, it was possible to identify two main oil components the α-cadinol and α-muurolol. The most abundant mineral elements were potassium, calcium, magnesium, phosphorus, sulfur and silicon. The iron was the element with lowest concentration found in the wood by the analysis technique used. more...

O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades de polpas kraft marrons de madeiras de Eucalyptus grandise Eucalyptus urograndisde composição química distinta, principalmente em relação aos seus conteúdos de xilanas, para fabricação de papéis. As polpas marrons de número kappa 17-18 e conteúdos de xilanas variando de 6 a 21% foram produzidas sob diferentes protocolos de cozimento: 1) kraft convencional; 2) pré-hidrólise kraft; 3) kraft de alta alcalinidade; e 4) kraft de alto rendimento. As polpas marrons foram refinadas em moinho PFI e seus respectivos papéis produzidos foram avaliados quanto às suas propriedades físico-mecânicas e ópticas. De modo geral, as propriedades de resistência dos papéis foram beneficiadas pelo conteúdo de xilanas. Para níveis muito altos de refino, ocorreram quedas bruscas de resistência ao rasgo para os papéis e o consumo de energia de refino foi influenciado pelo conteúdo de xilanas nas polpas marrons. Os mais altos valores de volume específico aparente foram obtidos para os papéis com baixo conteúdo de xilanas, o que os torna interessantes, se branqueados, no segmento de papéis tissue. Os papéis com elevado conteúdo de xilanas apresentaram-se economicamente atrativos e com características de resistências adequadas para o segmento de papéis de imprimir e escrever. The objective of this study was to evaluate properties of brown pulp from Eucalyptus grandisand Eucalyptus urograndisof distinct chemical composition, mainly in refers to its xylans content, for the manufacture of tissue and printing and writing (P&W) paper grades. Brow pulps of kappa number 17-18 and xylans contents varying 6-21% had been produced under different cooking protocols: 1) conventional kraft; 2) pre-hydrolysis kraft; 3) high alkalinity kraft; and 4) kraft of high yield. The brown pulps had been beated in PFI mill and its respective produced papers had been evaluated as regards physical-mechanical and optic properties. The highest bulk values had been gotten for papers with low xylans contents, what had revealed interesting, if bleached, in the manufacture of tissue papers. The papers with high xylans contents, had been presented technically viable and with resistance characteristics adjusted for the manufacture of P&W papers. more...

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The xylans plays important role in cooking and bleaching processes of cellulosics pulps and in paper properties. To change the xylans contents permit to lose or to gain yields of production and differentiate the properties of pulps and paper produced. The objective of this study was to produce brown and bleached kraft pulps from Eucalyptus grandis and Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla ("Eucalyptus urograndis") of distinct morphologic characteristics differentiated and chemical composition, mainly in refers to its xylans contents, for the manufacture of tissue and printing and writing (P&W) paper grades. Brown pulps of kappa number 17-18 and xylans contents varying of 6-21% and yields in the range of 40-62% had been produced under different cooking protocols: 1) conventional kraft; 2) pre-hydrolysis kraft; 3) high alkalinity kraft; and 4) kraf of high yield, which had been bleached up to 90% ISO of brightness by bleaching sequences: AD-(EO)-D, O-A/D-(PO)-D and CCE-O-A/D-(PO)-D, resulting in samples with xylans contents 4.2-20.3%. The highest pulp yields and hexenuronic acids were achieved with the Eucalyptus grandis wood under protocol (4), with the inverse being observed for protocol (2). No correlation between pulping yield and pulp viscosity was observed, with the highest pulp viscosity reached under cooking protocol (2). The xylans content of pulps influenced its bleachability negative, increasing the consumption of chemical reagents. On the other hand, the operation of bleaching caused reduction of the xylans content of pulps. The brown and bleached pulps of Eucalyptus urograndis wood and the protocol (4) had resulted in fibers with high coarseness and of the protocol (3) presented greater number of fibers per gram and fines content with regard to other pulps. The xylans content influenced in the amount of water retention value (WRV) of fibers, being that the brown and bleached pulps with high xylans contents had resulted in the biggest values of WRV and the lesser values of hornification. The refinability and resistance properties of brown and bleached pulps had been better for pulps contend higher xylans contents. The pulps of cookings protocols (2) and (3), with low xylans contents, had revealed interesting in the manufacture of tissue papers, for presenting high bulk.The bleached pulps of protocols (1) and (4), with high xylans contents, had been presented technically viable and with resistance characteristics adjusted for the manufacture of P&W papers. As xilanas desempenham importante função no processo de cozimento e branqueamento de polpas celulósicas e nas propriedades do papel. Modificar os teores dessa hemicelulose permite perder ou ganhar rendimentos de produção e diferenciar as propriedades das polpas e dos papéis produzidos. Os objetivos deste estudo foram produzir polpas marrons e branqueadas de madeiras de Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (Eucalyptus urograndis), de características morfológicas diferenciadas e composições químicas distintas, principalmente no que tange aos seus conteúdos de xilanas, e avaliar as suas propriedades para a fabricação de papéis tissue e de imprimir e escrever (P&W). Polpas marrons de número kappa 17-18 e conteúdos de xilanas que variaram de 6 a 21% e rendimentos totais na faixa de 40-62% foram produzidas sob diferentes protocolos de cozimento: 1) kraft convencional; 2) pré-hidrólise kraft; 3) kraft de alta alcalinidade; e 4) e kraft de alto rendimento com redeposição de xilanas, que foram branqueadas até 90% ISO de alvura por sequências de branqueamento como A-D-(EO)-D, O-A/D-(PO)-D e CCE-O-A/D-(PO)-D, resultando em amostras com conteúdos de xilanas variando de 4,2 a 20,3%. Polpas de maiores rendimentos e ácidos hexenurônicos foram obtidos da madeira de Eucalyptus grandis sob o protocolo de cozimento 4, sendo o inverso observado para o protocolo de cozimento 2. Não foi observada correlação entre rendimento do cozimento e viscosidade da polpa, sendo as mais altas viscosidades alcançadas sob o protocolo de cozimento 2. O conteúdo de xilanas das polpas influenciou negativamente a sua branqueabilidade, aumentando o consumo de reagentes químicos. Por outro lado, a operação de branqueamento causou ligeira redução do teor de xilanas das polpas. As polpas marrons e branqueadas da madeira de Eucalyptus urograndis e do protocolo de cozimento 4 resultaram em fibras com altos coarseness e as do protocolo de cozimento 3 apresentaram maior número de fibras por grama e de finos que com relação às polpas dos demais protocolos. O conteúdo de xilanas influenciou a quantidade de água retida pelas fibras, devendo ser ressaltado que as polpas marrons e as branqueadas com elevado conteúdos de xilanas resultaram nos maiores valores de índice de retenção de água (IRA) e nos menores valores de hornification. A refinabilidade e as propriedades de resistência das polpas marrons e branqueadas foram melhores para as polpas com maiores teores de xilanas. As polpas produzidas pelos protocolos de cozimento 2 e 3, contendo baixos teores de xilanas, mostraram-se interessantes na fabricação de papéis tissue, por apresentarem alto volume específico aparente. As polpas branqueadas pelos protocolos de cozimento 1 e 4, contendo altos teores de xilanas, apresentaram-se tecnicamente viável e com características de resistências adequadas para a fabricação de papéis de imprimir e escrever (P&W). more...

RESUMO Nesse estudo, investigaram-se cozimentos da madeira até números kappa 17 e 14 por um processo cineticamente modificado, eliminação da deslignificação com oxigênio da linha de fibras, e aplicação das técnicas AD(EO)D e AD(PO)D para polpa de kappa 17 e AD(EO)D e DHT(EPO)DP para polpa de kappa 14 para o branqueamento até 90% ISO. Como referências, foram realizados cozimentos até números kappa 17 e 14, deslignificação com oxigênio em simples estágio e branqueamento convencional pelas seqüências A/D(EO)D, A/D(EPO)D, A/D(EO)DP e A/D(EPO)DP para a polpa de kappa 17 e deslignificação com oxigênio em simples estágio e branqueamento convencional pela seqüência DHT(EPO)DP para polpa de kappa 14. Para a polpa de kappa 17, concluiu-se que os processos AD(EO)D e AD(PO)D produzem polpa de alvura 90% ISO com boa viscosidade e estabilidade de alvura, utilizando TAC´s (Cloro Ativo Total) relativamente baixos, e dispensam completamente a deslignificação com oxigênio. Dentre esses dois processos, o primeiro se mostrou mais atrativo para atingir o nível de alvura de 90% ISO. Porém, comparativamente aos processos de referência, contendo a deslignificação com oxigênio, ex. O- A/D(EPO)DP, o processo AD(EO)D resulta em aumento do custo operacional da ordem de US$7-8/tas, inclusos madeira e reagentes. Para a polpa de número kappa 14, o processo AD(EO)D também se mostrou atrativo, sendo que a seqüência DHT(EPO)DP foi a que utilizou o menor TAC`s, porém quando comparada com a referência (O-DHT(EPO)DP) resultou num aumento de custo operacional da ordem de US$4/tas. Portanto, pode se concluir que o processo alternativo, sem a deslignificação com oxigênio, é viável somente para polpas de números kappa mais baixos. ABSTRACT In this study, cooking of the wood had been investigated until kappa numbers 17 and 14 for a process kinetically modified, elimination of oxygen delignification from the fiber line, and application of AD(EO)D and AD(PO)D techniques for pulp of kappa 17 and AD(EO)D and DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14 for the bleaching at 90% ISO. As references, cookings had been carried out until kappa number 17 and 14, oxygen delignification in simple stage and conventional bleaching with sequences A/D(EO)D, A/D(EPO)D, A/D(EO)DP and A/D(EPO)DP for the kappa number 17 pulp and oxygen delignification in simple stage and conventional bleaching sequence DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14. For the pulp of kappa 17, one concluded that processes AD(EO)D and AD(PO)D produced pulp of brightness 90% ISO with good viscosity and brightness stability, using TAC´s (totally active chloro) relatively low, and it’s not necessary the oxygen delignification. Amongst these two processes, the first one revealed to be more attractive to reach the level of 90% ISO brightness. However, comparatively to the reference processes, with oxygen delignification, for example O-A/D(EPO)DP, process AD(EO)D results in increase of the operational cost of the order of US$7-8/odt, including wood and reagents. For the kappa number 14 pulp, process AD(EO)D also revealed to be attractive, but the sequence DHT(EPO)DP was the one that used lower TAC`s; however, when compared with the reference (O-DHT(EPO)DP), it resulted in an increase of operational cost of the order of US$5/odt. Therefore, it can be concluded that the alternative process, without the deslignification with oxygen, is viable only for pulps of lower kappa number. more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The objective of this work was to investigate the quality of particleboards made with Eucalyptus saligna wood residues, resulting from chiping of the logs for pulp production. The boards were producted with two types of residues, sticks and sawdust, used pure. The adhesive used was ureaformaldehyde resin in proportions of 4, 8 and 12% (based on ovendry weight of wood particles) and nominal densities were 0,55, 0,65 and 0,75 g/cm3. There were evaluated the bending properties, internal bond, screw withdrawal, water absorption and thickness swelling. The results indicated that the bending properties were slightly higher with the sawdust type residue than boards made with stick type residue. For internal bond and screw withdrawal values were larger for boards with larger densities and larger resin proportions, independent of the type of the residue. For water absorption, the values increased with the reduction of the density, for both type of particles. Thickness swelling increased with the reduction of resin proportion, independent of the type of the residue used. Observing the results it was possible to conclude that using either particle type with larger resin proportion and larger densities, boards with acceptable quality can be made Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade de chapas aglomeradas fabricadas com resíduos da madeira de Eucalyptus saligna, resultantes da picagem das toras para a confecção de cavacos utilizados na produção de celulose. As chapas foram produzidas com dois tipos de resíduos, palitos e serragem, sendo utilizados puros. O adesivo usado foi à base de uréia-formaldeído em proporções de 4, 8 e 12%, com base no peso seco das partículas de madeira, e as densidades nominais das chapas foram de 0,55, 0,65 e 0,75 g/cm3. Foram avaliadas propriedades de flexão estática, ligação interna, arrancamento de parafusos, absorção d água e inchamento em espessura. Os valores obtidos das propriedades de flexão estática aumentaram com a densidade da chapa, assim como com o teor de adesivo, e as chapas produzidas com partículas tipo serragem apresentaram valores um pouco maiores que chapas produzidas com partículas tipo palitos. Para a ligação interna e o arrancamento de parafusos, os valores foram maiores para as chapas com maior densidade e maior teor de adesivo, independentemente do tipo de resíduo. No caso da absorção d água, os valores aumentaram com a redução da densidade, tanto para chapas produzidas com partículas tipo palitos como para serragem. Para inchamento em espessura, os valores aumentaram com a diminuição do teor de adesivo, sem considerar o do tipo de resíduo utilizado. Os resultados, permitem concluir que, usando-se tanto partículas tipo palitos quanto serragem com maiores percentagens de adesivo e maiores densidades, podem ser produzidas chapas com qualidade satisfatória. more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In recent years, under a scenario characterized by environmental concern and a desire for sustainability, wood has been highlighted as an environmentally friendly material of high quality. This is because wood is renewable, non-toxic, biodegradable, and has an organized polymeric structure. In light of this, researchers have demonstrated the possibility of adding functionality to wood through physical-chemical modifications, however such processes are expensive, use toxic reagents, and waste liquids. Usually, wood functionalization studies are conducted with balsa wood, due to its anatomical structure that facilitates cell wall modifications and reagent impregnation. However, the functionalization of wood species with medium density wood, such as those of the Eucalyptus genus, is still a challenge. Therefore, the aim of this study is to functionalize eucalyptus wood through environmentally friendly processes, with low energy consumption and no waste generation. To this purpose, a lignin modification technique was applied by photocatalytic oxidation assisted by ultraviolet radiation and chemical vapor deposition of methyltrimethoxysilane (silanization with MTMS), which resulted in two distinct products without waste production, quickly and at low cost. The first product obtained was whitish colored photonic wood with lignin retention higher than 70% and high luminosity values (L > 93), suitable for applications in materials and devices aimed at managing optical properties. The second product is a wood-based material that combines hydrophobicity with high reflectance in the visible range. Its ability to absorb radiated energy in the 300 to 700 nanometer range was reduced by up to 70% and the contact angle was greater than 110°, so it can be applied for radiative cooling and increasing the energy efficiency of buildings. The research developed in this thesis is highlighted by the use and improvement of the lignin modification technique and degradation of its chromophoric groups, as well as, by developing a new product that combines two new functionalities to wood in a waste free way and without using toxic chemicals. Therefore, it is aligned with the knowledge frontier around wood functionalization with the aim of developing new environmentally sustainable products. Nos últimos anos, em um cenário marcado pela preocupação ambiental e anseio pela sustentabilidade, a madeira se destacou como um material ambientalmente correto de elevada qualidade. Isso se deve ao fato de a madeira ser renovável, não tóxica, biodegradável e possuir uma estrutura polimérica organizada. Diante disso, pesquisadores demonstraram a possibilidade de adição de funcionalidades à madeira, por meio de modificações físico-químicas, contudo tais processos são onerosos, utilizam reagentes tóxicos e geram resíduos líquidos. Normalmente os estudos de funcionalização da madeira são conduzidos com madeira de pau-balsa, em virtude da sua estrutura anatômica que facilita as modificações da parede celular e a impregnação dos reagentes. Entretanto, a funcionalização de espécies com madeira de média densidade, como as do gênero Eucalyptus ainda é um desafio. Portanto, o objetivo do presente estudo é funcionalizar a madeira de eucalipto por meio de processos ambientalmente corretos, com baixo consumo energético e ausência de geração de resíduos. Para tal foi aplicada uma técnica de modificação da lignina por oxidação fotocatalítica assistida por radiação ultravioleta e deposição química de vapor de metiltrimetoxisilano (silanização com MTMS), que resultou em dois produtos distintos sem a geração de resíduos, de forma rápida e com baixo custo. O primeiro produto obtido foi a madeira fotônica de coloração esbranquiçada com retenção de lignina superior a 70% e elevados valores de luminosidade (L > 93), características desejáveis para aplicações em materiais e dispositivos que visem o gerenciamento de propriedades ópticas. O segundo produto é um material à base de madeira que combina hidrofobicidade com elevada refletância na região do visível. A sua capacidade de absorção da energia irradiada na faixa de 300 a 700 nanômetros foi reduzida em até 70% e o ângulo de contato foi superior a 110º, portanto, pode ser aplicado para o resfriamento radiativo e aumento da eficiência energética de construções. A pesquisa desenvolvida na presente tese tem destaque pelo emprego e melhoria da técnica de modificação da lignina e degradação dos seus grupos cromóforos, bem como, por desenvolver um novo produto que combina duas novas funcionalidades à madeira de forma a não gerar resíduos e sem utilização de produtos químicos tóxicos. Portanto, está alinhada com a fronteira do conhecimento na área de funcionalização da madeira com o objetivo de desenvolver novos produtos ambientalmente sustentáveis. more...

The environmental impact of economic activities has been increasingly monitored, with the aim of minimizing GHG emissions to the atmosphere as much as possible. In the agricultural sector, tobacco, in addition to its economic importance for small rural producers in southern Brazil, has a strong environmental appeal throughout its production process. Part of this appeal is due to the drying of tobacco, Virginia variety, which uses forest biomass as a source of energy for the thermal generation necessary for the process. The objective of this research was to evaluate the energy efficiency and the emissions of polluting gases from the combustion process using different forest biomass in different curing units (UC) of tobacco, as well as to verify the possible obtainment of carbon credits in the analyzed scenarios. The method included the analysis of energy efficiency and firewood consumption of Eucalyptus saligna and Eucalyptus dunnii firewood in three technologically distinct UCs, from the most technological to the least technological, namely: continuous load UC, forced air UC and conventional UC. Furthermore, the biomass of pine pellets in adapted conventional UC was analyzed. The GHG emissions (CO2, CO, CxHy and NOx) from the combustion process were also quantified. The base scenario was the use of E. saligna firewood in conventional UCs. According to the results, the lowest consumption of firewood per kg of tobacco was obtained in the continuous load UC, with values of 2,38 and 1,98 kg/kg for the use of firewood from E. dunnii and E. saligna, respectively. The worst performance was observed in conventional PAs, reaching an increase of 50,75% in biomass consumption. The use of pellets resulted in consumption of 1.44 kg/kg, being the most efficient result. Regarding GHG emissions, the use of pellets in conventional UC was where the lowest emissions occurred (0,0022 tCO2e) per kg of tobacco, followed by continuous load UC (0,0068 tCO2e) and conventional (0,0129 tCO2e), both using E.dunnii. The worst result of the emission factors was obtained with the use of the UC Forced air. Finally, it was possible to obtain carbon credits taking into account three of the seven emission scenarios analyzed, namely: Use of pellets in adapted conventional UCs and use of E.dunnii firewood in continuous and conventional load PAs. The financial return is viable and thus, there is the possibility of promoting low carbon activities in tobacco drying. O impacto ambiental das atividades econômicas vem sendo cada vez mais monitorado, com o intuito de minimizar as emissões de GEE para atmosfera. No setor agrícola, o tabaco, além de sua importância econômica para os pequenos produtores rurais do Sul do Brasil, possui forte apelo ambiental em todo seu processo produtivo. Parte desse apelo se deve a secagem do tabaco, variedade Virginia, que utiliza biomassa florestal como fonte de energia para geração térmica necessária ao processo. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a eficiência energética e as emissões de gases poluentes do processo de combustão utilizando diferentes biomassas florestais em distintas unidades de cura (UC) de tabaco, bem como verificar a possível obtenção de créditos de carbono nos cenários analisados. O método incluiu a análise da eficiência energética e do consumo de lenha da lenha de Eucalyptus saligna e Eucalyptus dunnii em três UCs tecnologicamente distintas, das mais tecnológicas às menos tecnológicas, a saber: UC de carga contínua, UC de ar forçado e UC convencional. Além disso, foi analisada a biomassa de pellets de pinus em UC convencional adaptada. As emissões de gases poluentes (CO2, CO, CxHy e NOx) do processo de combustão também foram quantificadas. O cenário base foi o uso de lenha de E. saligna, em UC convencionais. De acordo com os resultados, o menor consumo de lenha por kg de tabaco foi obtido na UC carga continua, com valores de 2,38 e 1,98 kg/kg para uso de lenha de E. dunnii e E. saligna, respectivamente. O pior desempenho foi observado nas UC convencionais, chegando a um aumento de 50,75% no consumo de biomassa. O uso de pellets acarretou no consumo de 1,44 kg/kg, sendo o resultado mais eficiente. Em relação às emissões de GEE, as menores emissões foram observadas com uso de pellets, em UC convencionais, (0,0022 tCO2e) por kg de tabaco, seguido da UC carga continua (0,0068 tCO2e) e convencional (0,0129 tCO2e), ambas com uso de E. dunnii. As maiores emissões de GEE foram obtidas quando se utilizou a UC Ar forçado. Por fim, foi possível obter créditos de carbono em três dos sete cenários avaliados, sendo eles: pellets em UC convencionais adaptadas; lenha de E.dunnii em UC carga continua e lenha de E. dunnii em UC convencional. more...