Ativação, caracterização e utilização do carvão pirolítico de serragem de madeira e palha de cana-de-açúcar na imobilização de lipase
| dataload.collectionmapped | 02 - Mestrado - Bioenergia | pt_BR |
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| dc.contributor.advisor | Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador] | pt_BR |
| dc.contributor.author | Bofinger, Matheus Rodrigues | pt_BR |
| dc.contributor.banca | Alves, Helton José | pt_BR |
| dc.contributor.banca | Rezende, Maria Inês | pt_BR |
| dc.coverage.spatial | Londrina | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2024-05-01T15:15:37Z | |
| dc.date.available | 2024-05-01T15:15:37Z | |
| dc.date.created | 2015.00 | pt_BR |
| dc.date.defesa | 23.02.2015 | pt_BR |
| dc.description.abstract | Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial químico e físico do biocarvão produzido a partir de resíduos agroindustriais da serragem de madeira (eucalipto e peroba) e palha de cana-de-açúcar para servirem como imobilizadores enzimáticos ou material adsorvente Os carvões foram obtidos da pirólise dos resíduos agroindustriais A caracterização físico-química dos biocarvões mostrou que o tamanho de partículas foi característica de carvões granulares, estando a maioria entre 18 e 355 µm Observou-se um elevado teor de carbono fixo nos biocarvões, qualificando os mesmos para ativação químicaA ativação química ou física garante um aumento na área superficial e no volume de poros de materiais adsorventes, tornando-os mais eficientes A ativação conferiu melhores características adsortivas aos carvões de madeira (eucalipto e peroba) mostrando maiores valores de área específica, volume de poros e adsorção de iodo A análise de absorção no infravermelho mostrou a presença de grupamentos oxigenados na superfície do carvão, que promove interações quimissortivas entre carvão e adsorvato nos materiais ativados, o que comprova a melhora da característica após a ativação Espectros de RPE indicaram a presença de radicais derivados de difenóis e semiquinonas, demonstrando que, como esperado, há a presença de grupos oxigenados no carvão Microscroscopia eletrônica de varredura indicou que o processo de pirólise forma cavidades que podem vir a ser precursoras de poros nos carvões e após ativação essas cavidades permaneceram, indicando que não houve obstrução A área específica aumentou em até 9 vezes após a ativação O volume de poros no biocarvão também aumentou, indicando que a ativação foi efetiva As isotermas de adsorção de N2 se mostraram diferentes para os biocarvões de madeiras em relação ao de cana-de-açúcar, sendo isotermas do tipo I para madeiras, indicando adsorção em microporos, e isotermas tipos II e III para o carvão de cana-de-açúcar ativado e sem ativação,respectivamente, indicando adsorção muito fraca em ambos O ensaio do número de iodo mostrou que o biocarvão de pirólise é semelhante ao carvão ativado comercial, corroborando com o indicativo da presença de microporos (<2 Å) Os resultados de imobilização de lipase indicaram altos valores de unidade de atividade lipolítica (U/gbiocarvão) após imobilização, sendo melhor o carvão de eucalipto A validação do método da imobilização de lipase apresentou valor observado de atividade lipolítica para o biocarvão de eucalipto de 757 ± 7 U/gbiocarvão, semelhante ao valor previsto (756 U/gbiocarvão) pela superfície de resposta O estudo também permitiu observar que a variável tempo não foi significativa no processo e que o carvão de eucalipto apresentou maior relação entre a variável concentração da enzima e temperatura do meio, mostrando que há uma maior adsorção de lipase a temperatura ambiente e em maiores concentrações de lipase no meio Conclui-se que após a ativação, os biocarvões produzidos a partir de resíduos agroindustriais se mostraram semelhante ou melhor, no caso do biocarvão de eucalipto, que os carvões comerciais relatados na literatura, indicando que podem ser usados como adsorvente e imobilizadores enzimáticos | pt_BR |
| dc.description.abstractother1 | Abstract: The aim of this study was to evaluate the chemical and physical potential of biochar produced from organic residues from wood sawdust (eucalyptus and mahogany) and straw sugarcane to serve as enzymatic supports or adsorbent material The coals were obtained from pyrolysis of organic residues The physico-chemical characterization of biochars showed particle size characteristic of granular coals, with the majority between 18 and 355 µm There was a high fixed carbon content on biochars, qualifying them to physical or chemical activation An activation ensures an increase in surface area and pore volume of adsorbent materials, making them more efficient The activation conferred the best adsorptive characteristics of wood charcoal (eucalyptus and mahogany) showing higher values of specific area, pore volume and iodine adsorption The IR analysis showed the presence of oxygen groups on the carbon surface, which promotes chemisortive interactions between carbon and adsorbate in the activated material, which proves the improved feature after activation EPR spectra indicated the presence of radicals derived from diphenols and semiquinone, demonstrating, as expected, the presence of oxygen groups on the carbon Scanning electronic microscopy indicated that the pyrolysis process form cavities that may be precursors of pores on the coals and after activation of these cavities remained, indicating no obstruction The specific area increased by up to 9 times after activation The pore volume of the biochar also increased, indicating that activation was effective The N2 adsorption isotherms were different for biochars, isotherm with type I for wood, indicating adsorption micropore, and isotherms types II and III for carbon of sugar cane with and without activation, respectively, indicating very weak adsorption on both The hysteresis formed by N2 desorption indicated that the shape of the pores is conical and / or cylindrical The testing of iodine number showed that biochar pyrolysis is similar to commercial activated carbon, corroborating indicative presence of micropores (<2 Å) Lipase immobilization showed high values of lipase activity unit (U / gbiochar), the better being the eucalyptus charcoal, then chosen for validation Validation of lipase immobilization method had observed value of lipase activity for eucalyptus biochar 757 ± 7 U / gbiochar, similar to the predicted value (756 U / gbiochar) by response surface The study also allowed observing that variable ‘time’ was not significant in the process and that the eucalyptus biochar showed a higher ratio of variable enzyme concentration and temperature of the medium, showing there is a higher lipase adsorption at room temperature and at higher concentrations lipase in the middle It was shown that after activation, the coal was similar or better than the commercial charcoals, in eucalyptus sawdust case, reported in the literature and can be used as an adsorbent and enzyme supports | pt_BR |
| dc.description.notes | Dissertação (Mestrado em Bioenergia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Bioenergia | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/16847 | |
| dc.language | por | |
| dc.relation.coursedegree | Mestrado | pt_BR |
| dc.relation.coursename | Bioenergia | pt_BR |
| dc.relation.departament | Centro de Ciências Exatas | pt_BR |
| dc.relation.ppgname | Programa de Pós-Graduação em Bioenergia | pt_BR |
| dc.subject | Biocarvão | pt_BR |
| dc.subject | Ativição quimíca | pt_BR |
| dc.subject | Biocarvão | pt_BR |
| dc.subject | Adsorção | pt_BR |
| dc.subject | Biocarvão | pt_BR |
| dc.subject | Biochar | pt_BR |
| dc.subject | Biochar | pt_BR |
| dc.subject | Biochar | pt_BR |
| dc.subject | Biocatalysis | pt_BR |
| dc.subject | Chemical activation | pt_BR |
| dc.subject | Adsorption | pt_BR |
| dc.title | Ativação, caracterização e utilização do carvão pirolítico de serragem de madeira e palha de cana-de-açúcar na imobilização de lipase | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
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