CARACTERIZAÇÃO E ATIVIDADE CATALÍTICA DE K2CO3/AL2O3 NA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE GIRASSOL COM AQUECIMENTO CONVENCIONAL E MICRO-ONDAS

Commercial and synthetic mesoporous aluminas impregnated with potassium carbonate were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen physisorption, infrared spectroscopy and 27Al MAS NMR. The activities in the transesterification reaction of sunflower oil with methanol for biodiesel production were evaluated. 27Al MAS NMR spectra evidenced the presence of AlIV and AlVI in the samples, and also of AlV sites in the mesoporous synthesized alumina, which disappeared after impregnation with potassium salt followed by calcination. All aluminas containing potassium were active for biodiesel production from sunflower seed oil, with high conversions by both conventional heating and microwave irradiation.

DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS HÍBRIDOS MICRO-MESOPOROSOS DO TIPO ZSM-12/MCM-41

Micro-mesoporous hybrid materials of ZSM-12/MCM-41 type with different micro- and mesoporosity contributions were prepared by a procedure that uses the desilication of the zeolite in an alkaline medium, followed by recrystallization onto the mesostructure, where the zeolite is used as the silica source in the formation of mesoporous phase. The materials were characterized by X-ray diffraction, nitrogen adsorption-desorption at 77 K, scanning electron microscopy and thermal analysis. The results showed that the methodology utilized is efficient for obtaining hybrid materials of ZSM-12/MCM-41 type with optimized micro-and mesoporosity.

PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE ÁCIDOS GRAXOS PROVENIENTES DO REFINO DE ÓLEOS VEGETAIS VIA CATÁLISE ÁCIDA HETEROGENEA E MICRO-ONDAS

This work presents the biofuel production results of the esterification of fatty acids (C12-C18) and high-acid-content waste vegetable oils from different soap stocks (soybean, palm, and coconut) with methanol, ethanol, and butanol by acid catalysis. We used Amberlyst-35 (A35) sulfonic resin as a heterogeneous acid catalyst and p-toluenesulfonic acid as a homogeneous catalyst for comparison. Both the heterogeneous (A35) and homogeneous (p-toluenesulfonic acid) reactions were performed with 5% w/w of catalyst. The final products were analyzed by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The homogeneous catalyzed esterification of fatty acids with methanol, ethanol, and butanol produced esters with yields higher than 90%. In the reaction with fatty acids and methanol catalyzed by A35, the best results were achieved with lauric acid and methanol, with a yield of 97%. An increase in the hydrocarbon chain decreased the rate of conversion and yield for stearic acid with methanol, which was 90%. Maximum biodiesel production was achieved from coconut and soybean soap stocks and methanol (96%-98%), which showed conversions very close to those obtained from their respective fatty acids. Microwave irradiation reduced the reaction time from 6 to 1 h in the esterification reaction of fatty acids with butanol.

Segmentation of Industrial Customers – Case: Finnish Mechanical Engineering Companies

Segmentointi on perinteisesti ollut erityisesti kuluttajamarkkinoinnin työkalu, mutta siirtymä tuotteista palveluihin on lisännyt segmentointitarvetta myös teollisilla markkinoilla. Tämän tutkimuksen tavoite on löytää selkeästi toisistaan erottuvia asiakasryhmiä suomalaisen liikkeenjohdon konsultointiyritys Synocus Groupin tarjoaman case-materiaalin pohjalta. K-means-klusteroinnin avulla löydetään kolme potentiaalista markkinasegmenttiä perustuen siihen, mitkä tarjoamaelementit 105 valikoitua suomalaisen kone- ja metallituoteteollisuuden asiakasta ovat maininneet tärkeimmiksi. Ensimmäinen klusteri on hintatietoiset asiakkaat, jotka laskevat yksikkökohtaisia hintoja. Toinen klusteri koostuu huolto-orientoituneista asiakkaista, jotka laskevat tuntikustannuksia ja maksimoivat konekannan käyttötunteja. Tälle kohderyhmälle kannattaisi ehkä markkinoida teknisiä palveluja ja huoltosopimuksia. Kolmas klusteri on tuottavuussuuntautuneet asiakkaat, jotka ovat kiinnostuneita suorituskyvyn kehittämisestä ja laskevat tonnikohtaisia kustannuksia. He tavoittelevat alempia kokonaiskustannuksia lisääntyneen suorituskyvyn, pidemmän käyttöiän ja alempien huoltokustannusten kautta.

Comportamento fotofísico do antraceno em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos

Argilas constituem uma classe de complexos micro-heterogêneos e podem ser utilizados como substrato para adsorção. O seu comportamento de sorção em fase sólida intensificada pela presença de surfactantes, argilas organofílicas, é um importante fenômeno explorado pela tecnologia ambiental para a remoção de compostos orgânicos policíclicos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, HPA) da água, introduzidos no ambiente por fontes antropogênicas. Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento fotofísico do antraceno, como modelo de HPA, em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos (M(II)= Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II); surfactantes: CTACl; SDS; TR-X100). Os estudos foram conduzidos pelo monitoramento na mudança das propriedades de fluorescência estática e na supressão da emissão do antraceno utilizado como sonda fluorescente. Como supressores foram utilizados os cátions metálicos: Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II). O perfil do espectro de fluorescência e os resultados dos ensaios de supressão da fluorescência da sonda permitiram inferir na localização do sítio de solubilização do antraceno nos sistemas micro-heterogêneos estudados e na conseqüente organização dos mesmos.

Recovery and refining of manganese as by-product from hydrometallurgical processes

The consumption of manganese is increasing, but huge amounts of manganese still end up in waste in hydrometallurgical processes. The recovery of manganese from multi-metal solutions at low concentrations may not be economical. In addition, poor iron control typically prevents the production of high purity manganese. Separation of iron from manganese can be done with chemical precipitation or solvent extraction methods. Combined carbonate precipitation with air oxidation is a feasible method to separate iron and manganese due to the fast kinetics, good controllability and economical reagents. In addition the leaching of manganese carbonate is easier and less acid consuming than that of hydroxide or sulfide precipitates. Selective iron removal with great efficiency from MnSO4 solution is achieved by combined oxygen or air oxidation and CaCO3 precipitation at pH > 5.8 and at a redox potential of > 200 mV. In order to avoid gypsum formation, soda ash should be used instead of limestone. In such case, however, extra attention needs to be paid on the reagents mole ratios in order to avoid manganese coprecipitation. After iron removal, pure MnSO4 solution was obtained by solvent extraction using organophosphorus reagents, di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) and bis(2,4,4- trimethylpentyl)phosphinic acid (CYANEX 272). The Mn/Ca and Mn/Mg selectivities can be increased by decreasing the temperature from the commonly used temperatures (40 –60oC) to 5oC. The extraction order of D2EHPA (Ca before Mn) at low temperature remains unchanged but the lowering of temperature causes an increase in viscosity and slower phase separation. Of these regents, CYANEX 272 is selective for Mn over Ca and, therefore, it would be the better choice if there is Ca present in solution. A three-stage Mn extraction followed by a two-stage scrubbing and two-stage sulfuric acid stripping is an effective method of producing a very pure MnSO4 intermediate solution for further processing. From the intermediate MnSO4 some special Mn- products for ion exchange applications were synthesized and studied. Three types of octahedrally coordinated manganese oxide materials as an alternative final product for manganese were chosen for synthesis: layer structured Nabirnessite, tunnel structured Mg-todorokite and K-kryptomelane. As an alternative source of pure MnSO4 intermediate, kryptomelane was synthesized by using a synthetic hydrometallurgical tailings. The results show that the studied OMS materials adsorb selectively Cu, Ni, Cd and K in the presence of Ca and Mg. It was also found that the exchange rates were reasonably high due to the small particle dimensions. Materials are stable in the studied conditions and their maximum Cu uptake capacity was 1.3 mmol/g. Competitive uptake of metals and acid was studied using equilibrium, batch kinetic and fixed-bed measurements. The experimental data was correlated with a dynamic model, which also accounts for the dissolution of the framework manganese. Manganese oxide micro-crystals were also bound onto silica to prepare a composite material having a particle size large enough to be used in column separation experiments. The MnOx/SiO2 ratio was found to affect significantly the properties of the composite. The higher the ratio, the lower is the specific surface area, the pore volume and the pore size. On the other hand, higher amount of silica binder gives composites better mechanical properties. Birnesite and todorokite can be aggregated successfully with colloidal silica at pH 4 and with MnO2/SiO2 weight ratio of 0.7. The best gelation and drying temperature was 110oC and sufficiently strong composites were obtained by additional heat-treatment at 250oC for 2 h. The results show that silica–supported MnO2 materials can be utilized to separate copper from nickel and cadmium. The behavior of the composites can be explained reasonably well with the presented model and the parameters estimated from the data of the unsupported oxides. The metal uptake capacities of the prepared materials were quite small. For example, the final copper loading was 0.14 mmol/gMnO2. According to the results the special MnO2 materials are potential for a specific environmental application to uptake harmful metal ions.

Kuulla vai kuunnella – käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteita julkisella sektorilla

Julkisen sektorin itsensä synnyttämien innovaatioiden ja innovoinnin näkökulma on verrattain tuore innovaatiotutkimuksen tutkimuskohde. Vielä uudempaa lähestymistapaa edustaa käyttäjälähtöinen ja käyttäjää osallistava palveluinnovaatiotutkimus julkisella sektorilla. Käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisesta ollaan kiinnostuneita, mutta tieteelliseen tutkimukseen perustuva tieto lähestymistavasta on vielä kohtuullisen niukkaa. Tämän käyttäjälähtöiseen palvelujen innovointiin keskittyvän väitöskirjatutkimuksen päätavoitteena on mikrotasolla tunnistaa ja ryhmitellä käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteita julkisella sektorilla. Väitöskirjatutkimuksen alatavoitteena on tutkimuksesta saatavan tiedon avulla muodostaa kysymyslista tukemaan lähestymistavan käyttöönottamista ja toteuttamista julkisen sektorin palveluorganisaatioissa ja -verkostoissa. Julkisen palvelusektorin ohella väitöskirjan tutkimustuloksia voivat soveltuvin osin hyödyntää myös yksityisen ja kolmannen sektorin palveluorganisaatiot ja -verkostot sekä käyttäjälähtöisen innovaatiopolitiikan suunnitteluun ja sen jalkauttamiseen osallistuvat tahot. Haasteita lähestytään tutkimuksessa käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan piirteiden kautta ja haasteita tarkastellaan kehittäjäviranomaisten (ryhmätaso) näkökulmasta. Kuntasektori on valittu tutkimukseen edustamaan julkista sektoria. Lähestymistavan piirteiksi tutkimuksessa määritellään käyttäjänäkökulman ohjaava rooli organisaation innovaatiotoiminnan strategisella tasolla ja palvelujen uudistamisprosessien tasoilla, avoimuus (erityisesti käyttäjärajapinta) ja tulkinnallisuus innovaatioprosessien varhaisessa vaiheessa sekä laaja-alainen käsitys innovaatioiden lähteistä käyttäjänäkökulmaa muodostettaessa. Tutkimuksen kohteena on hyvinvointipalveluinnovaatioprosessien varhainen vaihe, jolloin keskeisessä asemassa on uusien ideoiden sekä uuden tiedon ja ymmärryksen hankinta hyödynnettäväksi innovaatioprosessien seuraavissa vaiheissa. Tutkimuksessa rajaudutaan käyttäjälähtöisen palveluinnovoinnin muotoon, jossa käyttäjät intentionaalisesti ja konkreettisesti osallistetaan kehittäjäviranomaisjohtoisiin palveluinnovaatioprosesseihin. Käyttäjiksi tutkimuksessa ymmärretään palvelun loppukäyttäjät palvelujen ”ulkoisina hyödyntäjinä” ja yli sektorialisten palveluprosessien henkilöstö palvelujen ”sisäisinä hyödyntäjinä”. Hyvinvointipalveluista tutkimuksessa ovat edustettuina sosiaali- ja terveyspalvelut sekä ikäihmisten palvelukeskusten tarjoamat palvelut. Kuntasektorin innovaatiotoiminnan kenttä ymmärretään tutkimuksessa verkostomaisena kokonaisuutena, joka ylittää kuntien hallinnolliset rajat. Artikkeliväitöskirjana toteutetun väitöskirjatutkimuksen metodologia perustuu usean tapauksen tapaustutkimukseen (multiple case-studies) ja kvalitatiiviseen tutkimusotteeseen. Työn empiirinen osuus koostuu viidestä artikkelina julkaistusta osatutkimuksesta. Osatutkimuksissa käytetään tapaustutkimuksen eri variaatioita, ja tutkimusaineistot on kerätty kolmesta eri perustutkimusympäristöstä. Osatutkimuksien tapaukset on valittu palvelun käyttäjien ”äänen jatkumon” (the voice of the customer) eri kohdista. Käyttäjän ääntä käytetään tutkimuksessa metodisena ratkaisuna ja metaforana. Lisäksi käyttäjän ääni ymmärretään tutkimuksessa paremminkin kollektiivisena ja laajemmista palvelujen kehittämisnäkökulmista kertovana tekijänä kuin yksittäisten palvelun käyttäjien tarpeista ja toiveista kertovana metaforana. Käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteiksi julkisella sektorilla tutkimuksessa tunnistetaan viisi haastetta. Tiivistetysti haasteena on 1. palvelujen käyttäjien subjektiuteen perustuva käyttäjälähtöisyys palvelujen uudistamisessa 2. tunnistaa palvelun käyttäjät innovaatiotoiminnan voimavarana ja rohkaistua heidän osallistamiseensa 3. sitoutuminen yhteistoiminnallisuuteen käyttäjä- ja muita rajapintoja ylittävissä palvelujen uudistamisprosesseissa ja innovaatiohakuisuus työskentelyssä 4. oivaltaa palvelutoivelistoja ja asiakaspalautteita laajempia kehittämisnäkökulmia 5. synnyttää luottamukseen perustuva hyvä kierre palvelun käyttäjien ja kehittäjien välille. Tutkimustuloksena syntyneet haasteet paikannetaan tutkimuksessa käyttäjän äänen jatkumolle erilaisin painotuksin. Lisäksi tutkimustulosten pohjalta tehdään kolme keskeistä johtopäätöstä. Ensinnäkin palvelun kehittäjätahon sekä palvelun loppukäyttäjien ja palvelujen sisäisten hyödyntäjien väliltä on tunnistettavissa innovaatiopotentiaalia sisältäviä rakenteellisia aukkoja. Toiseksi kehittäjäviranomaistahon valmius ja halu laajentaa tiedonmuodostustaan palvelujen uudistamisessa palvelun käyttäjien kanssa yhteisöllisen tiedonmuodostuksen suuntaan on puutteellinen. Kolmanneksi palvelujen kehittäjätaho ei ole sisäistänyt riittävässä määrin käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan metodologisia perusajatuksia. Tutkimuksessa tunnistetut viisi haastetta osoittavat, että käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan käyttöönotto hyvinvointipalveluorganisaation tai -verkoston palvelujen innovoinnin lähestymistavaksi ei ole mekaaninen toimenpide. Lähestymistavan käyttöönottoa tukeva kysymyslista perustuu tutkimuksessa tunnistettuihin haasteisiin. Kysymyslista on laadittu siten, että kysymykset liittyvät laajasti julkisten palveluorganisaatioiden ja -verkostojen innovaatiokulttuuriin. Kaksiosaisen kysymyslistan ensimmäisen osan kysymykset käsittelevät innovointia ohjaavia mentaalisia malleja. Ensimmäisessä osassa esitetään esimerkiksi seuraava kysymys: ”Millaista käsitystäpalvelun käyttäjistä (kuntalaisista) sekä käyttäjien ja kehittäjien (viranomaisten) välisestä suhteesta ilmennämme palvelujen innovoinnissa; onko palvelujen käyttäjä (kuntalainen) kohde, jolle kehitetään palveluja, vai onko hän jopa välttämätön kehittämiskumppani?”. Kysymyslistan toisen osan kysymykset liittyvät innovaatiokäytänteisiin ja valmiuksiin. Esimerkkinä voidaan mainita seuraava kaksiosainen kysymys: ”Tukevatko innovaatiokäytänteemme käyttäjärajapinnan ylittäviä innovaatioprosesseja ja sitoudummeko avoimin mielin työskentelyyn palvelun käyttäjien, potentiaalisten käyttäjien tai ei-käyttäjien kanssa? Mitä hyötyjä koemme yhteistoiminnallisuudesta koituvan meille ja käyttäjille sekä innovaation laatuominaisuuksiin?”. Mitä tulee tutkimuksen otsikon alkuosaan ”kuulla vai kuunnella”, vastaus on, että pääpaino on sanalla ”kuulla”. Pohdintaluvussa tuodaan myös esille tarve – tai ainakin kriittisen tarkastelun tarve – käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin käsitteen ja sen luonteen sekä tavoitteiden määrittelemiselle julkisen sektorin ominaispiirteistä käsin vastapainona alkuperältään yksityisen sektorin liiketoimintakontekstista lähtöisin oleville määrittelyille.

Mechanical behavior of 'Niagara Rosada' grape berry detachment

The 'Niagara Rosada' grape is the main Brazilian table grape belonging to the Labrusca family. It develops medium, cylindrical and compact bunches with berries presenting a pinkish skin and a foxy flavor that is valued in the Brazilian market. These berries are tender and have a pedicel-berry connection provided by the vascular bundles and surrounding skin. This cultivar is very susceptible to berry drop mainly caused by vibration and senescence. The objective of this study was to evaluate the temporal mechanical behavior of the pedicel-berry detachment, using resistance indexes extracted from traction force-deformation curves. Test results showed two different detachment types. In the first one, which exhibited higher average resistance, a considerable portion of the vascular bundle came out attached to the pedicel and in the second type; the vascular bundle was retained inside the berry. The proposed indexes based on maximum detachment force, force at 0.2; 0.5; 1.0 and 1.2 mm, and maximum force to corresponding deformation ratio did not discriminate the senescence of the berry.

Relative reduction in annual soil loss in micro watersheds due to the relief and forest cover

With the intense debate, in Brazil, between landowners and public agencies about the amount of area with forest cover needed in different regions, there is an increase of the need for provision of technical data used as a basis for decision making. One of the criteria to evaluate the effect of forest cover in protecting water resources is the soil loss, which leads to several consequences on the environment, including the silting of the rivers. Therefore, this study aimed to evaluate the reduction in the soil loss in micro watersheds with different reliefs, size and location of forest cover, in the Corumbataí River watershed, in the state of São Paulo, using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) in a GIS environment. For this study, 18 watersheds in three degrees of slope were selected, and 20 scenarios for land-use were established, by analyzing the influence of the PPA size, and the size and the location of the Legal Reserve. The results showed that: a) the effect of forest cover in reducing annual soil loss varies depending on the average slope of the watershed; b) the PPA width must be determined taking into account the slope of the watershed; c) the Legal Reserve must be located along the PPA. These provide better results in reducing annual soil loss.

Influence of the sample area in the variability of losses in the mechanical harvesting of soybeans

The mechanical harvesting is an important stage in the production process of soybeans and, in this process; the loss of a significant number of grains is common. Despite the existence of mechanisms to monitor these losses, it is still essential to use sampling methods to quantify them. Assuming that the size of the sample area affects the reliability and variability between samples in quantifying losses, this paper aimed to analyze the variability and feasibility of using different sizes of sample area (1, 2 and 3 m²) in quantifying losses in the mechanical harvesting of soybeans. Were sampled 36 sites and the cutting losses, losses by other mechanisms of the combine and total losses were evaluated, as well as the water content in seeds, straw distribution and crop productivity. Data were subjected to statistical analysis (descriptive statistics and analysis of variance) and Statistical Control Process (SCP). The coefficients of variation were similar for the three frames available. Combine losses showed stable behavior, whereas cutting losses and total losses showed unstable behavior. The frame size did not affect the quantification and variability of losses in the mechanical harvesting of soybeans, thus a frame of 1 m² can be used for determining losses.

Mechanical properties of castor beans subject to different drying temperatures aiming to disrupt the bean coat

In castor oil extraction process, the bean coat is abrasive to the equipment and releases substances that modify the oil color, reducing its quality. A potential solution would be to run the extraction by compressing only the endosperm. Due to lack of information, the objective of this study was to evaluate the influence of forced air drying at 40, 60, 80 and 100 ºC and farmyard drying, in the mechanical properties of the beans, aiming to break the bean coat. Castor beans were subjected to compression tests, in two perpendicular directions, at a strain rate of 0.6 mm.s-1. Average values of force, deformation energy, strain, all at rupture, and stiffness were used to evaluate the effects of dehydration. It was observed that the heat treatments did not alter the mechanical properties of castor beans, the strain and stiffness values discriminate the differences between the directions and had the lowest coefficients of variation. It was concluded that forced air drying, more costly than farmyard drying, does not bring benefits to the decortication. However, regardless the heat treatment used, the mechanical stress lengthwise is the most suitable to promote decortication.

Spatial variability of mechanical resistance to penetration evaluated with mobile unit on haplic vertisol cultivated with mango

Since the advent of mechanized farming and intensive use of agricultural machinery and implements on the properties, the soil began to receive greater load of machinery traffic, which can cause increased soil compaction. The aim of this study was to evaluate the spatial variability of soil mechanical resistance to penetration (RP) in the layers of 0.00-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30 and 0.30-0.40m, using geostatistics in an area cultivated with mango in Haplic Vertisol of the northeastern semi-arid, with mobile unit equipped with electronic penetrometer. The RP data was collected in 56 points from an area of 3 ha, and random soil samples were collected to determine the soil moisture and texture. For RP data analysis we used descriptive statistics and geostatistics. The soil mechanical resistance to penetration presented increased variability, with adjustment of the spherical and exponential semivariograms in the layers. We found that 42% of the area in the layer of 0.10-0.20m showed RP values above 2.70 MPa. Maximum values of RP were found in the layer of 0.19-0.27m, predominantly in 56% of the area.

Mechanical damage during harvest and loading affect orange postharvest quality

Brazil is the world’s largest orange producer; however, part of this production is lost during postharvest. This loss can be minimized by controlling incidence of physical damage throughout the harvest and loading operations. Impacts can negatively modify quantitative and qualitative fruits aspects. The main goal of this study was to measure the impact magnitude in two types of harvest (manual and detachment) and during all steps from picking into bags until loading for transport to the processing industry and additionally evaluating, in laboratory, the physico-chemical quality of the fruit subjected to various impacts, similar to those found in the field. In order to evaluate the impact magnitude, an instrumented sphere was used (760 mm, Techmark, Inc, USA). The following physico-chemical parameters were evaluated during 6-days of storage: weight loss, soluble solids contents, titratable acidity, ascorbic acid content, pH, firmness and peel color. The greatest impacts were observed during harvest, during the detachment practice, and when loading and unloading from bulk storage, with average acceleration values between 249.5 and 531.52G. The impact incidence in oranges were responsible for reducing the soluble solids, titratable acidity, ascorbic acid and weight by to 5.5%; 8.7%; 4.6% and 0.5%, respectively, compared to the control. Impacts during harvest and the various pre-industry manipulation steps must be controlled as they interfere in postharvest quality and physiology of ‘Valência’ oranges.