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dc.creatorNagatomo, Sueli Sayuri Yokoyama-
dc.date.accessioned2024-08-13T20:51:25Z-
dc.date.available2024-08-13T20:51:25Z-
dc.date.issued2024-05-28-
dc.identifier.citationNAGATOMO, Sueli Sayuri Yokoyama. Hemiceluloses catiônicas produzidas a partir da palha de milho e utilizadas como coagulante primário no tratamento de água bruta de abastecimento. 2024. 112 f. Dissertação (Mestrado em Qualidade Ambiental) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.446.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/42192-
dc.description.abstractThe cationic hemicelluloses (HC), obtained from the extraction of hemicelluloses from the straw covering the corn cob (PM), is considered an alternative to inorganic coagulants in the treatment of raw water. Since the PM is a renewable source, the conversion of lignocellulosic biomass into added value products is important to a sustainable management of agricultural waste, which is the context of this research. In the initial stage, the hemicellulose extraction of the PM was carried out through the Oxiorganosolv method, using hydrogen peroxide in a basic alcoholic medium. In the cationization of HC, we’ve used 2,3-epoxy-propyl-trimethyl-ammonium chloride (ETA), as a medium basic cationizing agent. The characterization of the hemicellulose and the HC was accomplished through Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (EA), and calculation of degree of substitution (GS). The FTIR spectrum showed an increase in the intensity of the methyl group band (-CH3) at 1476 cm-1, with a strong indication of cationization of the hemicelluloses. The AE of the HC showed 2.21 (±0.14) % nitrogen in the structure of the HC and GS of 0.413 (±0.001). The hemicelluloses showed negative zeta potentials, while the HC showed positive zeta potentials, indicating that the ETA was inserted into the hemicelluloses’ structure. The HC were applied as a primary coagulant in raw water supply from Uberabinha River, collected at Renato de Freitas Water Treatment Plant, in the municipality of Uberlândia - MG. In jar test trials we accomplished, with a coagulation pH range of 5 to 11, dosages of 0.5 to 4.0 ppm HC, with sedimentation time of 20 and 30 minutes, and the coagulation diagrams were elaborated using radial basis interpolation. In the treatability tests, the best results were found with a dosage of 3.0 ppm, a sedimentation time of 20 minutes and a coagulation pH of 9.16, with apparent color and turbidity removal of 66.3% and 89.2%, respectively, resulting in apparent color of 13.7 uH and turbidity of 0.9 uT. Therefore, considering this efficiency, we concluded that the HC extracted and synthesized from the PM agro-industrial waste are a promising alternative as a primary coagulant in the treatment of water supplies, since they provided the removal of apparent color and turbidity parameters within the limits established by normative standards - suggesting the advantage in a more sludge with higher biodegradability and of less environmental impact, when compared to the use of inorganic coagulants.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBiomassa lignocelulósicapt_BR
dc.subjectResíduo agroindustrialpt_BR
dc.subjectOxiorganosolvpt_BR
dc.subjectCoagulante orgânicopt_BR
dc.subjectHemiceluloses catiônicaspt_BR
dc.subjectDesenvolvimento sustentávelpt_BR
dc.subjectLignocellulosic biomasspt_BR
dc.subjectAgro-industrial wastept_BR
dc.subjectOrganic coagulantpt_BR
dc.subjectCationic hemicellulosespt_BR
dc.titleHemiceluloses catiônicas produzidas a partir da palha de milho e utilizadas como coagulante primário no tratamento de água bruta de abastecimentopt_BR
dc.title.alternativeCationic hemicelluloses produced from corn husk and used as the primary coagulant in the treatment of raw water supplypt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Amaral, Fábio Augusto do-
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dc.contributor.referee1Meireles, Carla da Silva-
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dc.contributor.referee2Bertolino, Sueli Moura-
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dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoAs hemiceluloses catiônicas (HC) obtidas a partir da extração das hemiceluloses provenientes da palha que reveste a espiga do milho (PM), apresentam-se como um coagulante alternativo aos coagulantes inorgânicos utilizados no tratamento de água bruta. Sendo a PM uma fonte renovável, a conversão da biomassa lignocelulósica em produto de valor agregado torna-se importante para uma gestão sustentável de resíduos agrícolas, que é o contexto da pesquisa realizada. Em etapa inicial, a extração das hemiceluloses da PM foi realizada pelo método Oxiorganosolv, utilizando-se peróxido de hidrogênio em meio alcoólico básico. Na cationização das HC, utilizou-se o cloreto de 2,3-epoxi-propil-trimetil-amônio (ETA) como agente cationizante, em meio básico. A caracterização das hemiceluloses e das HC foi efetuada por meio de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise elementar (AE) e cálculo do grau de substituição (GS). Os espectros de FTIR mostraram um aumento na intensidade na banda dos grupos metil (-CH3) em 1476 cm-1, sendo esse um forte indício de cationização das hemiceluloses. A AE das HC mostrou 2,21 (±0,14) % de nitrogênio na estrutura das HC, resultando em GS de 0,413 (±0,001). As hemiceluloses apresentaram potenciais zeta negativos, enquanto as HC apresentaram potenciais zeta positivos, indicando que houve inserção do ETA na estrutura das hemiceluloses. As HC foram aplicadas como coagulante primário em água bruta proveniente do Rio Uberabinha, coletada na Estação de Tratamento de Água Renato de Freitas, no município de Uberlândia-MG. Ensaios de jar test foram realizados com variação de pH de coagulação de 5 a 11, dosagens de 0,5 a 4,0 ppm de HC, tempo de sedimentação de 20 e 30 minutos e os diagramas de coagulação foram elaborados utilizando interpolação de base radial. Nos ensaios de tratabilidade, os melhores resultados encontrados foram com dosagem de 3,0 ppm, tempo de sedimentação de 20 minutos e pH de coagulação de 9,16, com remoção de cor aparente e turbidez de 66,3% e 89,2%, respectivamente, resultando em cor aparente de 13,7 uH e turbidez 0,9 uT. Constatada essa eficiência, conclui-se que as HC extraídas e sintetizadas a partir do resíduo agroindustrial da PM constituem alternativa promissora como coagulante primário no tratamento de águas de abastecimento, pois proporcionaram remoção de cor aparente e turbidez dentro dos limites estabelecidos pelos padrões normativos – sugerindo a vantagem de resultar em um lodo com maior biodegradabilidade e de menor impacto ambiental, quando na comparação com o uso de coagulantes inorgânicos.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Qualidade Ambientalpt_BR
dc.sizeorduration112pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIASpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.446pt_BR
dc.crossref.doibatchid57e1a6dc-9d30-4207-817e-61761a81340a-
dc.subject.autorizadoDesenvolvimento sustentávelpt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 2. Fome zero e agricultura sustentável - Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável.pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 6. Água potável e saneamento - Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos.pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis.pt_BR
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