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dc.creatorSantos, Antônio Carlos Silva dos-
dc.date.accessioned2019-12-16T19:43:19Z-
dc.date.available2019-12-16T19:43:19Z-
dc.date.issued2019-07-12-
dc.identifier.citationSANTOS, Antônio Carlos Silva dos. Revestimento de ureia com materiais poliméricos para produção de fertilizantes de liberação controlada. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2181pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27721-
dc.description.abstractThe present study reports an economically attractive improvement in the production of controlled release nitrogen fertilizer using Kraft lignin, acetylated Kraft lignin, polyvinyl alcohol (PVA) and polystyrene (PS), as well as mixtures between Kraft-PVA lignin and Kraft-PS as coating materials. Controlled release fertilizer was produced by depositing a thin layer of polymer material using a rotary drum, with urea granules coated with 10%, 15% and 25% polymeric coating percentages being produced. The materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), grain size, contact angle, traction, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and analysis thermal differential (DTA). The fertilizers produced were placed in aqueous medium, the amount of nitrogen released in water being quantified by the spectrophotometric method. In addition, they were submitted to leaching tests using lysimeters for this purpose. The insertion of Kraft lignin in the PVA films increased the contact angle for the same, suggesting an improvement in the hydrophobicity of the outer surface of the films formed in the urea granules. In addition, an improvement in the mechanical properties of the Kraft-PVA lignin containing 25% Kraft lignin and 75% PVA lignin can be observed in relation to pure polymers with Kraft lignin contents higher than 25% the film has become more elastic and tensile strength. MEV images showed a dense cover for all the fertilizers produced, and the coatings containing Kraft lignin and blends with mass contents of 50% and 75% of lignin presented light fissures on their surfaces. All the polymers used reduced the time of release of nitrogen in aqueous medium from the urea granules compared to the uncoated urea. Considering the release of 90% of the nitrogen present in the urea, lignin acetylation increased the release time from 65 min to 44 h compared to the lignin coating in natura. This increase was due to the increased hydrophobicity of the lignin after the acetylation reaction, which was evidenced by the reduction of the contact angle measured with water drop on the surface of the polymer films. Due to its relative hydrophilicity, PVA showed a release time of 11 h. However, mixing of PVA with 25% lignin in natura increased the release time to 12 h. Already the coating with pure PS presented a release time superior to all the other polymers (more than 6 days). The mixture of PS with 25% lignin did not increase the time of nitrogen release. The fertilizers coated with acetylated lignin and blends with a 25% Kraft lignin mass content and 75% PS reduced soil leaching losses in relation to uncoated urea, since in the period of 51 days the amount of nitrogen leached in the lysimeters containing uncoated urea granules was 34.09%, whereas for fertilizers coated with acetylated lignin and 25L75PS blends the values were lower than 14%. In this study, it was possible to conclude that the use of acetylated lignin, PS and PS-lignin blends are suggested for the urea coating with times of total nitrogen release in water over 40 h. In addition, the use of these materials reduced the nitrogen leaching rate in soil. These results are significant for the process of production of controlled release fertilizers, having as justification the ease of conduction and compliance with the strategies of sustainable development, minimization and treatment of residues, in an evident approximation with the green technologies.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectFertilizantes de liberação controladapt_BR
dc.subjectLignina Kraftpt_BR
dc.subjectBlendaspt_BR
dc.subjectLixiviaçãopt_BR
dc.subjectEngenharia químicapt_BR
dc.subjectFertilizers controlled releasept_BR
dc.subjectKraft ligninpt_BR
dc.subjectLeachingpt_BR
dc.titleRevestimento de ureia com materiais poliméricos para produção de fertilizantes de liberação controladapt_BR
dc.title.alternativeUrea coating with polymeric materials for controlled release fertilizer productionpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Cardoso, Vicelma Luiz-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7947426011712250pt_BR
dc.contributor.advisor1Reis, Miria Hespanhol Miranda-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2087228956469914pt_BR
dc.contributor.referee1Henrique, Humberto Molinar-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8752288079274146pt_BR
dc.contributor.referee2Cabral, Bruna Vieira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9417964534806554pt_BR
dc.contributor.referee3Malagoni, Ricardo Amâncio-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4827206212589655pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0408477856113273pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoO presente estudo relata uma melhoria economicamente atrativa na área de produção de fertilizante nitrogenado de liberação controlada usando lignina Kraft, lignina Kraft acetilada, poli vinil álcool (PVA) e poliestireno (PS), bem como misturas entre lignina Kraft-PVA e lignina Kraft-PS como materiais de revestimento. O fertilizante de liberação controlada foi produzido através da deposição de uma fina camada de material polimérico utilizando um tambor rotativo, sendo produzidos grânulos de ureia revestidos com porcentagens mássicas de recobrimento polimérico de 10, 15 e 25%. Os materiais foram caracterizados por meio de técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), granulometria, ângulo de contato, tração, calorimetria diferencial exploratória (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e analise térmica diferencial (DTA). Os fertilizantes produzidos foram dispostos em meio aquoso, sendo a quantidade de nitrogênio liberado em água quantificado pelo método de espectrofotometria. Além disso, foram submetidos a ensaios de lixiviação utilizando-se lisímetros para este fim. A inserção de lignina Kraft nos filmes de PVA aumentou o ângulo de contato para o mesmo, sugerindo uma melhora na hidrofobicidade da superfície externa dos filmes formados nos grânulos de ureia. Além disso, pode-se verificar uma melhora nas propriedades mecânicas do material contendo lignina Kraft-PVA com teor mássico de 25% de lignina Kraft e 75% de PVA em relação aos polímeros puros e com teores de lignina Kraft superiores a 25%, tendo o filme se tornado mais elástico e resistência à tração. As imagens de MEV demonstraram uma cobertura densa para todos os fertilizantes produzidos, sendo que os recobrimentos contendo lignina Kraft e blendas com teores mássicos de 50% e 75% de lignina apresentaram em suas superfícies leves fissuras. Todos os polímeros utilizados reduziram o tempo de liberação de nitrogênio em meio aquoso dos grânulos de ureia em comparação com a ureia não revestida. Considerando a liberação de 90% do nitrogênio presente na ureia, a acetilação da lignina aumentou o tempo de liberação de 65 min para 44 h em comparação com o recobrimento com lignina in natura. Esse aumento deu-se pelo aumento da hidrofobicidade da lignina após a reação de acetilação, o que foi comprovado pela diminuição do ângulo de contato medido com gota de água sobre a superfície dos filmes poliméricos. Devido a sua relativa hidrofilicidade, o PVA apresentou um tempo de liberação de 11 h. Contudo, a mistura de PVA com 25% de lignina in natura aumentou o tempo de liberação para 12 h. Já o recobrimento com PS puro apresentou um tempo de liberação superior a todos os demais polímeros (mais de 6 dias). A mistura de PS com 25% de lignina não aumentou o tempo de liberação de nitrogênio. Os fertilizantes recobertos com lignina acetilada e blenda com teor mássico de 25% de lignina Kraft e 75% de PS, reduziram as perdas por lixiviação no solo em relação à ureia sem revestimento, uma vez que, no período de 51 dias, a quantidade de nitrogênio lixiviado nos lisímetros contendo grânulos de ureia sem revestimento foi de 34,09 % enquanto que para os fertilizantes revestidos com lignina acetilada e blenda 25L75PS os valores foram inferiores a 14%. Por meio desse estudo foi possível concluir que o uso de lignina acetilada, PS e a blenda PS-lignina são sugeridos para o recobrimento de ureia com tempos de liberação total de nitrogênio em água superiores a 40 h. Além disso, a utilização desses materiais reduziu a taxa lixiviação de nitrogênio em solo. Estes resultados são significativos para o processo de produção de fertilizantes de liberação controlada, tendo como justificativa a facilidade de condução e atendimento às estratégias de desenvolvimento sustentável, da minimização e tratamento de resíduos, numa evidente aproximação com as tecnologias verdes.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration109pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2181pt_BR
dc.orcid.putcode66156754-
dc.crossref.doibatchid89da9dcf-8a13-4319-a675-f62872bc0411-
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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