FCT: DCTB - Teses de Doutoramento
URI permanente para esta coleção:
Navegar
Entradas recentes
- REMEDIAÇÃO AMBIENTAL RESILIENTE ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS. PROPOSTA DE MODELO DE GESTÃO CONSORCIADA DE ÁREAS MULTISSÍTIOPublication . Sillos, Marcos Rogério Aparecido de; Brito, Maria da Graça; Silva, Ana; Suhogusoff, AlexandraAs áreas contaminadas colocam diversos desafios à sociedade, tanto pela complexidade da sua gestão como pela atribuição das responsabilidades legais e financeiras associadas à sua mitigação. Este cenário torna-se particularmente crítico quando se analisam zonas urbanas degradadas que congregam múltiplos sítios com passivos ambientais (brownfields), nem sempre abordados num mesmo contexto temporal. A gestão destas áreas enfrenta um conjunto de dificuldades específicas, entre as quais se destacam a insuficiência de diálogo entre os responsáveis legais, a eventual existência de áreas contaminadas órfãs e os conflitos de competência entre diferentes entidades públicas, fatores que comprometem o controlo ambiental e a mitigação adequada do risco toxicológico. Em consequência, verificam-se numerosos casos em que a intervenção judicial surge como instrumento preferencial de gestão, permitindo, por vezes, a protelação de investimentos por parte dos agentes poluidores e relegando, de forma lamentável, a resolução efetiva dos passivos ambientais para um plano secundário. Daqui resultam impactes sociais e ambientais significativos, agravados pela morosidade das ações de remediação e pelos efeitos das mudanças climáticas - tema central de análise nesta investigação. Neste enquadramento, esta dissertação aborda a problemática ambiental identificada por dois estudos de caso, um em Canoas, Rio Grande do Sul, e outro em São Paulo, Brasil, que servem de base ao desenvolvimento de um modelo concetual regionalizado, inovador, de gestão de passivos ambientais em áreas multissítio ou áreas complexas. Este modelo assenta na criação de soluções consorciadas sob tutela do Estado, entre agentes poluidores, configurando-se como uma alternativa à gestão fragmentada atualmente predominante e potenciando uma abordagem mais integrada e eficiente dos riscos existentes. Esta abordagem considera ainda o recurso a soluções de remediação resilientes para fazer face às atuais mudanças climáticas. Importa salientar que a adoção de uma estratégia integrada e consorciada de gestão regional dos impactes ambientais favorece a cooperação entre diferentes responsáveis por sítios contaminados, evitando, assim, a proliferação de processos judiciais e a transferência indevida de responsabilidades para o Estado relativamente a situações que ficaram por sanar e sem responsável identificado. Esta proposta metodológica e organizacional proporciona um planeamento mais eficiente e integrado das ações, reduzindo o risco de insuficiência de recursos e promovendo o acesso a mecanismos de financiamento destinados à recuperação de áreas degradadas como um todo. Assim, este estudo possui carácter inovativo na gestão de passivos ambientais em contextos de múltiplos sítios contaminados, ao propor um modelo concetual regionalizado para a gestão de áreas complexas, fato que representa um avanço sobre a abordagem individualizada de passivos atualmente feita. Essa proposta incorpora, também, os riscos adicionais decorrentes dos impactos das mudanças climáticas, consignando a necessidade de incorporação de medidas que reforcem a robustez e a resiliência dos projetos de remediação ambiental, contribuindo, por fim, para uma maior segurança e qualidade de vida das populações.
- Development of an Acacia-based biorefinery – an advanced system for biomass valorization and environmental sustainabilityPublication . Correia, Ricardo José Gorjão; Gonçalves, Maria Margarida; Quintela, JoséAcacia dealbata is an invasive species whose spreading must be controlled but with industrial applica-tions as a source of concretes, tannins, wood materials and biofuels. Both removal operations and in-dustrial applications generate biomass wastes that could be further valorized. The main goal of this thesis was to study the integral exploitation of A. dealbata biomass (flowers, leaves, twigs, wood, and bark) from a biorefinery perspective. Extraction of terpenic and phenolic components from flowers collectd at different locations, was evaluated using different solvents and extraction methods. Lipophilic extracts (absolutes) were charac-terized by SPME-GC-TOFMS showing the presence of organic acids, hydrocarbons and pentacyclic triter-penes. The phenolic fraction obtained from flowers had high levels of total phenolics and its character-ization by HPLC-DAD and HPLC-DAD-MS/MS revealed the presence of flavonoid glycosides with rele-vant biological activities. Polar extracts obtained from leaves, twigs, wood, and bark showed high levels of total phenolics, flavonoids and proanthocyanidins. Leaves were also a source of lipophilic extracts rich in phytol, lupenone and lupeol. All phenolic extracts presented antioxidant properties (in DPPH and FRAP tests) and antimicrobial activity against gram-positive bacteria. The composition and properties of raw and spent biomass fractions were evaluated to validate their use as biofuels after extraction with solvents. Torrefaction and hydrothermal carbonization were used to convert these spent biomasses into biochars and hydrochars with improved fuel properties. Spent biomasses and corresponding chars were tested as adsorbents for cationic and anionic dyes, reaching removal efficiencies higher than 90%. The incorporation of the different Acacia biomass fractions in mortars to replace fillers was tested as a con-tribution to incorporate renewable resources in building materials. The results obtained demonstrate multiple conversion pathways that can be used to valorise Aca-cia biomass producing energy and various marketable products, thus promoting bioeconomy and the sustainability of the forestry sector.
- BIOREMEDIATION OF AGRO-INDUSTRIAL EFFLUENTS MEDIATED BY MICROALGAEPublication . Sousa, Catarina Viegas de; Gonçalves, Maria Margarida; Silva, LuísaEvery year, large amounts of agro-industrial effluents are produced all over the world and its sustainable management is still a technological challenge. This thesis addresses the remediation of four agro-industrial effluents (aquaculture, cattle, swine, and poultry) and an industrial effluent (landfill leachate) by treatment with biomass ash and microalgae. The pre-treatment with biomass ash allowed the partial precipitation of total solids, reduction of the turbidity and microbial load of the effluents, resulting in a partially treated effluent and a precipitate rich in mineral and organic components. The aqueous effluents were treated in batch and semi-continuous modes with the microalgae Chlorella vulgaris (Cv), Auxenochlorella protothecoides (Ap), Tetradesmus obliquus (To), Isochrysis galbana (Ig), Microchloropsis salina (Ms), and Spirulina major (Sm). Maximum biomass yields were reached for microalgae Cv (193.6 to 879.8 mg L-1 day-1) and To (236.7 to 811.7 mg L-1 day-1) in agro-industrial effluents. The remediation of effluents allowed reaching discharge values mandatory by law for total nitrogen and total phosphorus, COD, BOD5, and total solids. The precipitate obtained in the pre-treatment of the effluents and the algal biomass showed positive effects as biostimulants for the germination of watercress (Nasturtium officinale) and wheat (Triticum aestivum) seeds. The microalgae biomass was characterised and evaluated as a food supplement for mussels (Mytilus edulis) for 45 days, with changes in the contents of lipids, carbohydrates, and ash of the mussels being observed. The torrefaction of algae biomass and its mixtures with lignocellulosic biomass made it possible to obtain biochars with potential for energy recovery, use as biostimulants for seed germination, or as adsorbents for cationic pigments. The work carried out allowed to demonstrate the feasibility of treating the studied effluents by chemical precipitation and bioremediation with microalgae and to suggest different ways of valuing the solid by-products generated.
- Valorização energética de resíduos de lamas e de combustíveis sólidos recuperados através de cogaseificaçãoPublication . Alves, Octávio Edgar Rodrigues; Brito, Paulo; Gonçalves, Maria Margarida; Monteiro, EliseuOs resíduos sólidos urbanos (RSU's), de construção e demolição (RCD's) e as lamas do tratamento de águas residuais assumem níveis de produção significativos, sendo caraterizados pela grande heterogeneidade, baixa friabilidade e teores significativos de humidade, cloro e azoto. Os problemas ambientais causados por tratamentos como o aterro, incineração e valorização agrícola e as propriedades peculiares desses resíduos difíceis de tratar suscitaram o interesse noutros processos de valorização energética inovadores. Neste trabalho testou-se a cogaseificação de misturas com lamas e combustíveis sólidos recuperados (CSR's) derivados de frações orgânicas de RSU's e RCD's, com variação das respetivas proporções. Executaram-se ensaios de torrefação/carbonização seca e hidrotérmica às misturas como solução de pré-tratamento. Por último, testou-se a aplicação de carvões da gaseificação de resíduos biomássicos na remediação de efluentes. Os resultados mostraram que a torrefação/carbonização melhorou as propriedades combustíveis das misturas, obtendo-se carvões mais homogéneos, friáveis e hidrofóbicos, e com um poder calorífico superior melhorado, especialmente na carbonização hidrotérmica que também baixou a concentração de cinzas. Nos testes de cogaseificação, a adição de lamas e a pré-carbonização das misturas com CSR's aumentou o poder calorífico inferior do gás, a eficiência de gás frio e baixou a produção de alcatrões, mas aumentou a de carvões. A mistura ótima possuiu 50 % m/m de CSR + lama carbonizado, e 50 % de resíduo de madeira. Os testes de remediação de efluentes revelaram que o carvão da gaseificação de acácia recolhido no reator foi mais eficaz na descontaminação de efluentes corados, enquanto o de bagaço de azeitona permitiu a maior redução de carência química de oxigénio no lixiviado de aterro. Finalmente, o estudo tecno-económico para uma unidade de gaseificação de CSR's e lamas mostrou viabilidade para os cenários de produção de energia elétrica e de hidrogénio, sendo o primeiro o mais favorável.
- Processos termoquímicos para conversão de materiais ricos em lípidos em biocombustíveis e utilização da pirogasolina em motores de ignição comandadaPublication . Durão, Luís Filipe da Veiga; Gonçalves, Maria Margarida; Martins, JorgeOs óleos e gorduras residuais são produzidos em grandes quantidades por vários processos, apresentam elevados teores de carbono, mas nem sempre são apropriados para a produção de biodiesel. As suas características de imiscibilidade com água e baixa biodegradabilidade desaconselham a sua eliminação em estações de tratamento de águas residuais ou aterros pelo que urge encontrar vias alternativas para a sua valorização energética ou material. As misturas ternárias permitiram obter ganhos de binário entre 0,8% e 3,1% em relação à gasolina. Todas as misturas com inclusão de pirogasolina, etanol ou ambos apresentaram emissões de CO e de hidrocarbonetos não queimados comparáveis às produzidas quando se utilizou 100% gasolina. A co-pirólise a baixa temperatura (300 ºC e 350 ºC) de misturas de lípidos residuais e biomassa lenhocelulósica, permitiu obter bio-óleos com poder calorífico superior (PCS) entre 37,8 MJ.kg-1 e 43,4 MJ.kg-1 e biocarvões com PCS entre 24,3 MJ.kg-1 e 36,6 MJ.kg1. A presença de biomassa exerceu um efeito catalítico permitindo a decomposição dos lípidos a baixa temperatura, mas só a 350 ºC se observou uma decomposição extensa da cadeia lateral dos ácidos gordos. A presença de biomassa aumentou significativamente a formação de biocarvões, mas também de uma fase aquosa que requer tratamento apropriado. A conversão de lípidos ou de bio-óleos na presença de biomassa lenhocelulósica, gasóleo e água foi avaliada de acordo com um processo designado por conversão hidrotérmica com destilação simultânea (SD-HTC). Neste processo que ocorreu à pressão atmosférica e na gama de temperaturas correspondentes à destilação do gasóleo observou-se que os óleos vegetais e os bio-óleos sofreram decomposição e fracionamento sendo os produtos formados recuperados entre a fase orgânica, a fase aquosa e o biocarvão. O gasóleo favorece a co-destilação de componentes dos bio-óleos e da água adicionada ou formada nos processos de desidratação. A biomassa favorece a decomposição dos materiais por efeito catalítico da sua fração mineral e permite a formação de biocarvões. A presença de água no reator, particularmente acima de 100 ºC (vapor superaquecido) favorece as reações de decomposição hidrotérmica e favorece a migração de componentes dos bio-óleos para a estrutura do carvão. O processo apresentou uma eficiência energética de 71,9% a 86,8%. Os processos estudados demonstraram a viabilidade de diferentes estratégias de valorização de óleos e gorduras residuais, que são compatíveis com misturas heterogéneas, com elevados teores de água e ácidos gordos livres ou mesmo outros contaminantes, permitindo assim a sua remoção dos sistemas de tratamento de resíduos e a sua valorização numa estratégia de economia circular. Neste trabalho estudou-se a conversão termoquímica de óleos e gorduras residuais em biolíquidos e biocarvões seguindo três abordagens distintas: a) pirólise em atmosferas de vácuo, azoto ou metano, com ou sem adição de catalisadores b) co-pirólise a baixa temperatura de misturas de lípidos residuais e biomassa lenhocelulósica e c) conversão hidrotérmica com destilação simultânea de misturas de resíduos lipídicos ou bio-óleos de pirólise com biomassa lenhocelulósica, na presença de gasóleo e água. A pirólise em atmosferas de vácuo, azoto ou metano permitiu obter bio-óleos com rendimentos entre 52,6% a 86,1%, teores de carbono superiores a 80% e com poder calorífico inferior (PCI) entre 40,3 MJ.kg-1 e 44,3 MJ.kg-1. Os produtos gasosos apresentaram PCI entre 15,2 MJ.Nm-3 e 27,5 MJ.Nm-3 e os biocarvões entre 25,4 MJ.kg-1 e 39,4 MJ.kg1, valores adequados à utilização destes produtos como biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos. A utilização de metano favoreceu a formação de gases, de componentes com mais de 10 átomos de carbono e diminuiu a concentração de hidrocarbonetos aromáticos. A utilização de carbonato e bicarbonato de sódio como catalisadores teve os mesmos efeitos que o metano, mas contribuiu também para uma redução de componentes oxigenados e aumento do PCI dos bio-óleos. Uma parte dos bio-óleos produzidos foi destilada e a fração obtida até 195 ºC (pirogasolina) foi combinada com gasolina e etanol, sob a forma de misturas binárias e ternárias com taxas de incorporação de biocombustível de 5% e 10%. Estas misturas foram avaliadas como combustíveis num motor de 1,6 litros de ignição comandada, montado numa bancada de ensaios equipada com freio dinamométrico, para determinação do desempenho (binário, consumo e rendimento) e das emissões associadas (CO, HC e NOx).
- BioCH4 from the Anaerobic co-Digestion of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste and Maize Cob WastesPublication . Surra, Elena; Nunes, Nuno; Esperança, IsabelMaize Cob Waste (MCW) is available in high amounts, as maize is the most produced cereal in the world. MCW is generally left in the fields despite its negligible impact in soil fertility. It can be used as substrate in Anaerobic co-Digestion (AcoD) and as precursor to produce Activated Carbons (ACs). In this context, a biorefinery concept was developed based on two purposes: 1) the pretreated MCW can be valorised as co-substrate in the AcoD with Organic Fraction of Municipal Solid Wastes (OFMSW), and 2) MCW can be used as a precursor of ACs for biomethane (bioCH4) conditioning. The AcoD of OFMSW with chemically pre-treated MCW in presence of H2O2 at 23 ºC increased the biogas and CH4 yields by 65% and 48%, respectively, when compared to AD of standalone OFMSW., providing higher biogas quality and a more stable AcoD process than with non-pre-treated MCW. Among the ACs produced, the physically MCW(PA)3h AC performed better in H2S removal than commercial and impregnated by liquid digestate ACs. Textural properties seemed to be more important than the mineral content for H2S removal and the presence of O2 on MCW(PA)3h surface may have favoured H2S catalytic oxidation. The MCW(PA)3h AC was also the most suitable candidate for CO2 separation due to its more favourable textural properties, sufficient selectivity and higher working capacity than the others ACs produced. The adsorption equilibrium measurements of CO2 and CH4 showed that the Sips isotherm model and the Adsorption Potential Theory (APT) can be confidently employed to correlate the experimental data, as well as the axial dispersed plug-flow and Linear Driving Force (LDF) model is able to correlate the fixed bed experimental data. The environmental Life Cycle Assessment of a biorefinery case study was performed on the hypothesis of implementing, at an existing Portuguese Anaerobic Digestion plant processing OFMSW, (i) an AcoD unit using MCW as co-substrate; (ii) an H2S unit using MCW(PA)3h as adsorbent, and (iii) a Pressure Swing Adsorption (PSA) upgrading unit. The cogeneration of the biogas produced during AcoD with non-pre-treated MCW is more sustainable than with pre-treated MCW. The environmental impacts associated with biogas upgrading to bioCH4 at optimized H2S adsorption capacity of MCW(PA)3h, if fossil natural gas used for the OFMSW transport is substituted by the produced bioCH4, decreased significantly, giving lower impacts than cogeneration in five categories.
- Thermochemical upgrading of Refuse Derived FuelPublication . Nobre, Catarina Pereira; Gonçalves, Maria Margarida; Vilarinho, Maria CândidaThe main objective of this thesis was to study Refuse Derived Fuel (RDF) upgrading by torrefaction and carbonization and to evaluate composition, fuel properties and adsorbent properties of the produced RDF chars RDF is a solid fuel produced from non-hazardous wastes, such as municipal solid wastes, construc-tion and demolition wastes or regular industrial wastes, and it is destined for energy production through incineration or co-incineration. Despite the processing, RDF still exhibits unattractive fuel properties, namely high heterogeneity, high moisture and ash contents and low grindability. In a first approach, torrefaction (200-300 ºC) and carbonization (350 and 400 ºC) were applied to an industrial RDF sample, at a laboratory scale, using residence times between 15 and 60 minutes. The produced chars were characterized for their proximate, elemental and mineral compositions, heating value and leaching behavior. The increase in temperature and residence time showed a positive effect on the decrease in volatile matter and increase in fixed carbon content, as well as carbon content and high heating value (HHV). Leaching tests of the produced chars showed that heavy metals are better retained by the char matrix than within the raw RDF. For temperatures in the torrefaction range, process energy yields were higher than 96.3 % and process energy efficiencies were higher than 85 %. Never-theless, the HHV of these RDF chars were lower than 19.4 MJ.kg-1. In the carbonization range, RDF chars presented HHV in the range of 20.1 to 26.2 MJ.kg-1, with energy yields from 84.5 to 91.7 % and process energy efficiencies from 70.8 to 79.2 %. Torrefaction and carbonization tests were also carried out on a pre-pilot scale at 300 and 400 °C, and all products, namely char, condensates and permanent gases were collected and characterized. Chars showed high carbon contents (61.6 % and 80.2 %, 300 ° C and 400 ° C, respectively) and high calorific values (19.9 MJ.kg-1 and 23.5 MJ.kg-1, at 300 °C and 400 °C, respectively). Nevertheless, the ash content of the produced chars increased when compared to the raw RDF, reaching a maximum value of 28.8 wt.%. The thermal treatment caused the organic chlorine present in the RDF to be converted into inor-ganic species which could be removed by washing with water at room temperature. Gaseous emissions were mostly composed of carbon dioxide and carbon monoxide, with lower amounts of methane and hydrogen. The process condensates showed very high COD values and consisted mainly of oxygenated organic compounds, such as acids, furans and phenols. Although the chars produced by torrefaction and carbonization have presented improved fuel prop-erties, hydrothermal carbonization was also tested in order to validate its potential in the production of hydrochars with reduced ash and chlorine contents. The effects of process temperature (250-300 °C), residence time (30 min and 120 min) and solid-to-water ratio (1:15 and 1:5) on the main characteristics of the hydrochars and process waters were evaluated. The hydrochars had a low ash content (3.3 % at 300 °C and 120 min) and good heating values (28.1 MJ.kg-1 at 275 °C and 120 min). The HTC process also revealed a maximum dechlorination efficiency of 55 % at 300 °C for 120 min. The energy efficiency calculations showed that the conditions of 275 °C, 30 minutes with a solid-to-water ratio of 1:5 had lower energy requirements (5.6 MJ), presenting a positive net energy (8.5 MJ) and a higher process efficiency (52.6 %). The process waters presented acid pH, high COD (maximum 27.2 gO2.L-1) and significant concentrations of total phenolic compounds and total reducing sugars. Several organic com-pounds have been identified in process waters, mainly organic acids, alcohols, furan derivatives, phe-nolic compounds and aromatic hydrocarbons. Remediation of the HTC process water was attempted through chemical precipitation and adsorption using activated carbon and RDF derived char. Although removal efficiencies for COD and phenolic compounds were higher for activated carbon, RDF char may be a more sustainable adsorbent to be used in the treatment of these liquid effluents, due to its availability and low cost when compared to activated carbon. The evaluation of the energetic valorization of RDF char by gasification was carried out at a pre-pilot scale using pellets of pine waste fortified with 5 % and 10 % of RDF char. The gasification tests were carried out at the temperatures of 800 and 850 °C and equivalence ratios of 0.25 and 0.30. The product gas yield ranged from 1.5 to 2.5 m3.kg-1 and was higher for an equivalence ratio of 0.25. The carbon conversion efficiency and the cold gas efficiency ranged from 60.4 to 96.1 % and 42.2 to 73.5 %, respectively. The pellets with RDF char had a better gasification performance at 850 ºC and ER 0.25. The incorporation of RDF char increased the concentrations of heavy PAHs in the gasification tars. Finally, the material valorization of the RDF char was tested through its use as a low-cost adsorbent for the removal of the dye methylene blue or the heavy metal chromium (VI) from aqueous effluents. The experiments were carried out in batch and column modes and process parameters were varied, namely, contact time, solution pH, adsorbent mass, contaminant concentration, test temperature or col-umn height. RDF char showed potential to remediate methylene blue, and it has been found that the adsorption may follow a chemical adsorption mechanism. Activation of the RDF char by extraction with aqueous KOH improved its removal efficiency towards both analytes.
- Valorização energética e material de lamas ricas em carbono e componentes mineraisPublication . Oliveira, Ana Paula da Silva; Gonçalves, Maria Margarida; Vilarinho, Maria CândidaAs operações de limpeza de navios, tanques de petróleo ou a reciclagem de óleos minerais usados, produzem grandes quantidades de lamas ricas em hidrocarbonetos classificadas como resí-duos perigosos. Em Portugal estas lamas têm sido, até agora, co-incineradas ou depositadas em ater-ros no entanto, os impactes ambientais destas soluções motivam o interesse no desenvolvimento de processos de tratamento mais sustentáveis. O objetivo deste trabalho é desenvolver métodos de fracionamento de lamas de hidrocarbonetos para obtenção de produtos homogéneos e avaliar a viabilidade da valorização energética ou material desses produtos. O primeiro processo estudado foi a destilação simples, que permitiu fracionar seis lamas oleosas com diferentes características, em produtos gasosos (1,0 a 7,9% m/m), fases aquosas (4,2 a 79,6% m/m), emulsões (0 a 77,1% m/m) e fases orgânicas (0 a 24,4%), restando um resíduo sólido com 2,0 e 26,6% m/m da massa inicial, Os produtos gasosos, líquidos orgânicos e sólidos foram caracterizados quanto à sua composição aproximada, elementar e mineral e quanto ao seu poder calorífico. Determi-naram-se alguns parâmetros relevantes para a remediação da fase aquosa nomeadamente pH, con-dutividade, CQO e fenóis totais. Os perfis de compostos orgânicos presentes nas fases líquidas (aqu-osa e orgânica) foram determinados por cromatografia gasosa e espectrometria de massa. Os gases e fase orgânica apresentaram características adequadas à sua valorização energética enquanto a fase aquosa deverá ser alvo de um processo de remediação apropriado. A emulsão água:óleo foi fracionada por tratamento com cinza de biomassa tendo-se obtido um sobrenadante aquoso e um precipitado. O sobrenadante foi caracterizado quanto aos mesmos parâmetros que a fase aquosa da destilação e deve ser também sujeito a remediação. O resíduo sólido da destilação e o precipitado resultante do fracionamento da emulsão foram utilizados como aditivos em respetivamente argamassas e cerâmicas e os materiais obtidos foram submetidos a testes de resistência mecânica que demonstraram a viabili-dade desta forma de valorização destes resíduos sólidos. Numa segunda fase desenvolveu-se um novo processo designado como destilação simultânea e carbonização hidrotérmica (DS-CH) no qual lamas de hidrocarbonetos foram tratadas termicamente na presença de um líquido combustível e eventualmente na presença de biomassa lenhocelulósica. A mistura inicial de reagentes sofre a destilação dos componentes voláteis, incluindo a água e a conver-são hidrotérmica dos componentes não voláteis para originar hidrocarvões.Este processo foi testado com: a) 3 lamas oleosas e as suas misturas com biomassa (1:10), na presença de gasóleo; b) uma mistura de biomassa com lama oleosa na presença de: gasóleo, 2 desti-lados de bio-óleo da pirólise de óleos alimentares usados e uma mistura de bio-óleo de pinho + gasóleo (1:1); e c) biomassa simples na presença de gasóleo e na presença da mistura de gasóleo com bio-óleo de pinho. Nos diversos ensaios obtiveram-se produtos gasosos (1,0 a 11,6%), fases aquosas (7,3 a 40,7%) e fases líquidas orgânicas (16,0 e 55,9%) restando no vaso reacional um resíduo sólido car-bonoso (23,4 a 57,2%). Os produtos do processo de DS-CH foram caracterizados relativamente aos mesmos parâmetros indicados acima de forma a estabelecer os métodos adequados para a sua valo-rização ou remediação. O poder calorífico superior das fases orgânicas variou entre 37,5 e 45,4 MJ/kg e o dos produtos sólidos foi de 21,9 a 30,1 MJ/kg, evidenciando o seu potencial de valorização energética. Os gases produzidos no processo tiveram um poder calorífico inferior a 9 MJ/kg mas podem contribuir para as necessidades energéticas do processo. A eficiência energética do processo variou entre 76 e 97% pelo que se pode perspetivar a sua implementação numa escala industrial. O carvão produzido por DS-CH de misturas de biomassa com a lama LH7 na presença de gasó-leo foi incorporado em pellets de biomassa e a sua composição bem como o seu comportamento em combustão foram avaliados para determinar a influência deste aditivo no rendimento energético da combustão, nas emissões gasosas e na composição das cinzas.
- Desenvolvimento de bio-nanocompósitos de qui-tosano / montmorilonite incorporados com extratos naturais como embalagens ativas para alimentosPublication . Souza, Victor Gomes Lauriano de; Fernando, Ana; Duarte, Maria PaulaOs biopolímeros são considerados uma alternativa aos produtos à base de petróleo, de forma a minimizar o problema decorrente da deposição destes resí-duos. No entanto, quando comparados com os materiais tradicionais, os bioplás-ticos apresentam propriedades mecânicas e de barreira inferiores, o que limita a sua utilização. Desta forma, a incorporação de nanopartículas tem sido testada no sentido de melhorar estas propriedades e viabilizar a produção dos bioplásti-cos. Por outro lado, a funcionalização dos biopolímeros para embalagens desti-nadas a alimentos, por incorporação de extratos naturais, pode vir a substituir os aditivos sintéticos utilizados pela indústria alimentar. Assim, pretendeu-se com este estudo desenvolver uma nova embalagem ativa, à base de quitosano, in-corporado com extratos naturais e nano reforçado com montmorilonite para uti-lização como embalagem primária para produtos cárneos. Foram obtidos filmes com diferentes extratos (óleos essenciais (OEs) e ex-tratos hidroalcoólicos) e diferentes montmorilonites como reforço, dos quais fo-ram escolhidos o óleo essencial de alecrim (OEA) e o óleo essencial de gengibre (OEG) e a argila montmorilonite sódica (MMTNa) para produção dos filmes numa segunda etapa das experiências. A escolha destes óleos foi baseada na maior bioatividade que os mesmos conferiram aos filmes de quitosano. A argila foi se-lecionada devido ao seu maior caráter hidrofílico (maior afinidade com o polímero do que com os compostos ativos, permitindo libertação destes para os alimentos embalados). Os bioplásticos resultantes foram caracterizados física e morfologicamente, e em termos das propriedades mecânicas e de barreira, assim como da sua bi-oatividade por meio de ensaios de migração com avaliação da atividade antioxi-dante e antimicrobiana. As embalagens foram também testadas “in situ” no acon-dicionamento de carne de frango crua. As imagens de microscopia e os resulta-dos de difração de raios-x e de espectroscopia no infravermelho demonstram que os filmes produzidos apresentaram elevada homogeneidade, tendo ocorrido grande interação entre os componentes dos filmes. A incorporação da MMTNa resultou em melhoria da barreira ao oxigénio, da resistência dos filmes e da sua plasticidade, e os filmes apresentaram menor solubilidade em água. A incorpo-ração dos óleos essenciais resultou em alterações significativas nas proprieda-des funcionais dos polímeros. Os testes “in situ” demonstraram que as carnes embaladas nos filmes de quitosano incorporados com os OEs mas sem adição da argila apresentaram menores alterações físico-químicas ou microbiológicas ao longo do armazenamento sob refrigeração. Não foram observadas diferenças na qualidade das carnes devido aos diferentes óleos. No entanto, a adição dos óleos resultou em filmes mais permeáveis tanto ao oxigénio quanto ao vapor de água e com menor resistência mecânica. A incorporação de argila aos filmes contendo OEs atenuou estas alterações negativas, mas resultou num maior apri-sionamento dos compostos ativos dos óleos essenciais, com diminuição das pro-priedades ativas dos filmes. Conclui-se que os bio-nanocompósitos foram produzidos de forma satisfa-tória, tendo sido eficazes na extensão da vida de prateleira de carne de frango fresca. Quando não se procura um polímero reforçado, os filmes de quitosano apenas com incorporação do óleo essencial são os mais indicados, destacando-se as películas com adição de 0,5% OEA ou 1% OEG. Quando são necessárias melhores propriedades mecânicas e de barreira, sugere-se o uso dos bio-nano-compósitos incorporados com 0,5% OEA ou 2% OEG.
- Efeito do suplemento ”Cálcio da Concha da ostra e fibra alimentar solúvel” na prevenção da osteoporose num modelo animalPublication . Agripino, Alaíde Alves; Marques, Maria Cristina; Fernando, AnaA Osteoporose é uma doença caracterizada pela perda da massa e resistência ósseas com consequente aumento da suscetibilidade às fracturas, que afeta sobretudo a mulher na pós-menopausa e o idoso. Alguns estudos indicam que as mulheres pós-menopáusicas com DM2 sofrem muitas fraturas ósseas por fragilidade apesar de apresentarem densidade mineral óssea (DMO) normal ou aumentada. Contudo os mecanismos fisiopatológicos que estão na base das alterações ósseas na diabetes, não estão completamente esclarecidos. A suplementação com cálcio (1 a 1.2 g/dia), apesar de recomendada na prevenção da fratura óssea em adultos saudáveis e na pós-menopausa na mulher é também um assunto controverso, por motivos de segurança. O presente estudo teve como objetivos: Avaliar o efeito da hiperglicemia crónica no metabolismo, ultraestrutura e propriedades biomecânicas do osso, bem como avaliar a eficácia e a segurança de um suplemento de pó de concha de ostra (carbonato cálcio) e de goma guar (fibra hidrossolúvel) numa dose baixa (dose equivalente humana de 420 mg/dia de cálcio e 414 mg/dia de goma guar) em ratos Wistar fêmeas, normo e hiperglicémicos, na prevenção das alterações ósseas e metabólicas associadas à deficiência em estrogénios induzida por ovariectomia e pela hiperglicemia. A criação de valor num resíduo da produção e indústria alimentar (concha de ostra), é também um dos objetivos deste trabalho. Os animais (n=42), foram divididos em 6 grupos: controlo (C); ovariectomizados (OVX); hiperglicémicos (STZ), hiperglicémicos ovariectomizados (STZ+OVX); Ovariectomizados suplementados (OVX+S) e hiperglicémicos ovariectomizados suplementados (STZ+OVX+S). A glicemia, triglicéridos, colesterol, cálcio, estrogénios (E2), o Telopeptido C-terminal do colagénio tipo I (CTX) e Propeptido N-terminal do procolagénio tipo I (P1NP) foram quantificados no soro, 60 dias após a ovariectomia e 53 dias após o início da suplementação. O peso corporal, a microarquitectura do osso vertebral (histomorfometria-L4), as propriedades biomecânicas do fémur (testes de flexão), a espessura cortical, a ultraestrutura das diáfises da tíbia (microscopia eletrónica de varrimento), e o cálcio urinário e femoral (espectroscopia de absorção atómica) foram também avaliados em todos os animais. Foram ainda efetuados exames histológicos para pesquisa de depósitos tecidulares renais, hepáticos e vasculares de cálcio (colorações de hematoxilina-eosina e Von-Kossa) no grupo dos animais OVX+S. Os resultados permitiram concluir que: O suplemento de cálcio de concha de ostra e goma guar, mesmo se em doses baixas, atenuou a calciúria, a hipocalcemia, a diminuição da espessura do osso cortical da tíbia e a desmineralização do fémur, tornando-o mais rígido e resistente sem risco aparente de lesão ou formação de depósitos vasculares, hepáticos ou renais. A hiperglicemia crónica aumenta a formação de colagénio, e altera a ultraestrutura do osso cortical tornando-o mais resistente à fratura apesar de diminuir o seu teor em cálcio, na presença ou ausência de estrogénios. A suplementação com cálcio e goma guar preserva a ultraestrutura do osso cortical e atenua a diminuição da espessura do osso trabecular nos animais ovariectomizados com hiperglicemia crónica. Contudo, não foi possível comprovar o efeito da goma guar, nas doses usadas, nos níveis de glicemia e triglicéridos, nestes animais.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »