PYROLIGNEOUS LIQUOR PRODUCED FROM ACACIA MEARNSII DE WILD WOOD UNDER CONTROLLED CONDITIONS AS A RENEWABLE SOURCE OF CHEMICALS

Acacia mearnsii de Wild (black wattle) is one of the most important trees planted in Southern Brazil for tannin extraction and charcoal production. The pyrolysis of the black wattle wood used for obtaining charcoal is performed in brick ovens, with the gas fraction being sent directly into the environment. The present study examines the condensable compounds present in the liquor produced from black wattle wood at different thermal degradation conditions, using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS). Branches of black wattle were thermally degraded at controlled ambient and temperature conditions. Overall, a higher variety of compounds were obtained under atmospheric air pressure than under synthetic air pressure. Most of the tentatively identified compounds, such as carboxylic acids, phenols, aldehydes, and low molecular mass lignin fragments, such as guayacol, syringol, and eugenol, were products of lignin thermoconversion. Substituted aromatic compounds, such as vanillin, ethyl vanillin, and 2-methoxy-4-propeny-phenol, were also identified. At temperatures above 200 ºC, furan, 2-acetylfuran, methyl-2-furoate, and furfural, amongst others, were identified as polysaccharide derivatives from cellulose and hemicellulose depolymerization. This study evidences the need for adequate management of the condensable by-products of charcoal production, both for economic reasons and for controlling their potential environmental impact.

Synthesis of biodegradable polyhydroxyalcanoate copolymer from a renewable source by alternate feeding

Polyhydroxyalcanoates copolymers with 3-hydroxybutirate (3HB) and 3-hydroxyvalerate (3HV) co-monomers, P3(HB-co-x%HV), were produced in fed-batch culture by Ralstonia eutropha DSM428 using fructose as a single carbon source in the first step and adding propionic acid in the second step by alternating feeding. Polymer yield was 0.18 g/L with a content of 24 mol% of the 3HV fraction determined by H-1 NMR. NMR measurements indicated that the polymer obtained is isotactic. The copolymer attained 35% of crystallinity according to X-ray diffraction measurements, and two (020) planes were observed. Thermal behavior presented melting temperature at 154 degrees C and the crystallization temperature was 65 degrees C. A glass transition temperature was observed at -10 degrees C. Average molecular weight measured by GPC was 4.9 x 10(5) Dalton. Isothermal radial growth rates of spherulites of P3(HB-co-24%HV) were studied. All experimental facts and the analysis of the sequence distribution of diads and triads of 3HB and 3HV units led to the conclusion that it is not a completely statistical random copolymer once it contains different types of segments. POLYM.

Biosynthesis and characterization of biodegradable Poly(3-hydroxybutyrate) from renewable sources

Poly(3-hydroxybutyrate) was produced in fed-batch cultures of Ralstonia eutropha DSM 428 and Alcaligenes latus ATCC 29712 on a mineral medium with different carbon sources such as sucrose, sodium lactate, lactic acid, soybean oil and fatty acid. The bacteria converted the different carbon sources supplied into P3HB. The best results were obtained when lactate or soybean oil were supplied as the sole carbon source. The range of number average molar mass (Mn) for the polymers, analyzed by Gel Permeation Chromatography was 1.65 to 0.79 x 10(5) g mol(-1). FTIR spectroscopy revealed a characteristic absorbance associated with polyester structures. The crystallinity degree, determinate from X-ray diffractograms, was about 69% in all synthesized polymers. The thermal properties associated to semicrystalline polymers indicated a glass transition at 0.1 degrees C and a melting point at about 175 degrees C and enthalpy of 63-89 J g(-1). The (1)H-NMR and (13)C-NMR spectra of the polymers were in agreement with the calculated chemical shifts associated with P3HB structures.

Eichhornia crassipes: an advantageous source of shikimic acid

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Identificação da combinação ótima das fontes de energia renovável de origem hídrica, eólica e fotovoltaica para a integração no sistema elétrico português

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Autoconsumo fotovoltaico, um elemento de eficiência energética. Caso de estudo: ISEP

Mestrado em Energias Sustentáveis

Estudo para a optimização dos sistemas de climatização com vista à obtenção de um edifício com baixas necessidades energéticas em climatização

A presente tese tem como principal objectivo abordar o tema da eficiência energética em edifícios, no que se refere aos sistemas de climatização. O desenvolvimento deste projecto realizou-se em torno dos consumos energéticos dos diferentes sistemas de climatização estudados (e por conseguinte da envolvente do edifício), focando o cumprimento dos requisitos térmico e energéticos das normas vigentes (RCCTE e RSECE) em Portugal, tendo como objectivo identificar os parâmetros com maior impacto e a relação tendencial entre as soluções construtivas e tecnológicas adoptadas, sempre com o horizonte de maximizar a eficiência energética e diminuir a dependência face à energia primária e consequentemente a emissão de gases que provocam o efeito de estufa. É âmbito desta tese comparar diferentes tipos de sistemas de climatização a nível energético e torná-los os mais eficientes possíveis, para que também se possam tornar monetariamente aliciantes e aumentar o rácio entre benefício/custo. Para tal, numa primeira fase foi feito um estudo térmico da envolvente do edifício, tendo sido utilizado um software de simulação energética de edifícios acreditado pela norma ASHRAE 140-2004 para se poder compreender como o edifício se comportava ao longo do ano, e introduzir algumas correcções na respectiva envolvente, para baixar as potências térmicas/eléctricas dos equipamentos do sistema de AVAC. De seguida foram estudados três sistemas possíveis de climatização para o edifício, de modo a identificar o mais eficiente numa base anual, bem como a possibilidade de combinar o uso de fontes de energia renováveis com o intuito de satisfazer ao máximo as necessidades térmicas do edifício e, ainda, de minimizar o consumo de energia de origem não renovável. Por fim, para avaliar as diferentes potencialidades de cada sistema de climatização estudado, fez-se o respectivo estudo à sua viabilidade económica. Nas considerações finais da presente tese é realizado um estudo aos benefícios que uma possível alteração da arquitectura do edifício pode trazer no aumento da iluminação natural do mesmo integrado com um controlo da iluminação artificial necessária para os diferentes espaços climatizados. Os resultados obtidos foram comparados entre si e corrigir a envolvente exterior reduz os consumos energéticos do edifício em cerca de 11%. As medidas correctivas propostas no sistema de climatização base originam uma redução energética igual a 43%. A nível ambiental, é possível a redução do número de emissões de CO2 em cerca de 72.1%.

Desenvolvimento de ferramenta de apoio ao dimensionamento de sistemas de autoconsumo fotovoltaico em ambiente doméstico

Nos últimos anos, tem-se assistido a uma maior preocupação com o meio ambiente, a atual conjuntura mundial está cada vez mais direcionada para a eficiência energética e para a utilização de fontes de energias renováveis. Os principais governos mundiais, incluindo o português, já perceberam a necessidade de enveredar por esse caminho e nesse sentido aplicam medidas que direcionam e consciencializam a população para a eficiência energética e para as energias renováveis. Em Portugal, o setor das energias renováveis assume atualmente uma posição de extrema importância, resultante da expressão que governo português tem vindo a implementar no panorama energético nacional, da qual resulta uma importante contribuição para o desenvolvimento económico, na criação de riqueza e geração de emprego. Neste contexto, e no caso particular da energia fotovoltaica têm sido implementadas medidas que incentivam a aposta nesta tecnologia, prova disso é o Decreto-Lei n.º 153/2014 aprovado em conselho de ministros em Setembro de 2014, que promove essencialmente o autoconsumo. O autoconsumo consiste na utilização de painéis fotovoltaicos para produção de energia elétrica para consumo próprio com ou sem recurso a equipamentos de acumulação. Em termos práticos, este sistema permite que os consumidores produzam a sua própria energia através de uma fonte renovável ao invés de adquirir essa energia na rede elétrica de serviço público. As políticas de incentivo ao autoconsumo proporcionam uma oportunidade para os consumidores interessados em investir na produção da própria energia elétrica, neste sentido e de forma a ajudar no dimensionamento de unidades de produção de autoconsumo foi desenvolvida, no âmbito desta tese, uma ferramenta de apoio ao dimensionamento de sistemas de autoconsumo fotovoltaico sem acumulação em ambiente doméstico, com o objetivo de estimar as necessidades de potência fotovoltaica a instalar em habitações de baixa tensão normal. Na base da construção desta ferramenta estiveram essencialmente os perfis de consumo, aprovados pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, de todos os clientes finais que não dispõem de equipamento de medição com registo de consumos e também a estimativa de produção fotovoltaica desenvolvida pelo Centro Comum de Investigação da Comissão Europeia. A aplicação desenvolvida tem como principal funcionalidade proporcionar ao utilizador o dimensionamento de unidades de produção de autoconsumo fotovoltaico, mediante a introdução de alguns dados tais como o distrito, a potência contratada, a tarifa e o consumo energético anual. Esta aplicação apresenta resultados relativos ao dimensionamento do sistema, como é o caso da potência a instalar e da estimativa de produção fotovoltaica anual, e resultados relativos à análise económica do sistema como é o caso do valor atual líquido, da taxa interna de rentabilidade e do payback do investimento.

Impacts of climate change scenarios on terrestrial productivity and biomass for energy in the Iberian Peninsula: assessment through the JSBACH model

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Gestão e Sistemas Ambientais

Marine origin polysaccharides in drug delivery systems

Oceans are a vast source of natural substances. In them, we find various compounds with wide biotechnological and biomedical applicabilities. The exploitation of the sea as a renewable source of biocompounds can have a positive impact on the development of new systems and devices for biomedical applications. Marine polysaccharides are among the most abundant materials in the seas, which contributes to a decrease of the extraction costs, besides their solubility behavior in aqueous solvents and extraction media, and their interaction with other biocompounds. Polysaccharides such as alginate, carrageenan and fucoidan can be extracted from algae, whereas chitosan and hyaluronan can be obtained from animal sources. Most marine polysaccharides have important biological properties such as biocompatibility, biodegradability, and anti-inflammatory activity, as well as adhesive and antimicrobial actions. Moreover, they can be modified in order to allow processing them into various shapes and sizes and may exhibit response dependence to external stimuli, such as pH and temperature. Due to these properties, these biomaterials have been studied as raw material for the construction of carrier devices for drugs, including particles, capsules and hydrogels. The devices are designed to achieve a controlled release of therapeutic agents in an attempt to fight against serious diseases, and to be used in advanced therapies, such as gene delivery or regenerative medicine.

Combustion of alternative biomass fuels in a domestic boiler and in a large-scale furnace

Programa Doutoral em Engenharia Mecânica.

Production of new polymeric compounds in plants.

Plant metabolic engineering has recently enabled the synthesis of a range of polyhydroxyalkanoates as well as a protein-based polymer. These novel compounds can be harvested from plants as a renewable source of environmentally friendly polymers or can be used to change the physical properties of plant products, such as fibres.

Derivation of traceable and transplantable photoreceptors from mouse embryonic stem cells.

Retinal degenerative diseases resulting in the loss of photoreceptors are one of the major causes of blindness. Photoreceptor replacement therapy is a promising treatment because the transplantation of retina-derived photoreceptors can be applied now to different murine retinopathies to restore visual function. To have an unlimited source of photoreceptors, we derived a transgenic embryonic stem cell (ESC) line in which the Crx-GFP transgene is expressed in photoreceptors and assessed the capacity of a 3D culture protocol to produce integration-competent photoreceptors. This culture system allows the production of a large number of photoreceptors recapitulating the in vivo development. After transplantation, integrated cells showed the typical morphology of mature rods bearing external segments and ribbon synapses. We conclude that a 3D protocol coupled with ESCs provides a safe and renewable source of photoreceptors displaying a development and transplantation competence comparable to photoreceptors from age-matched retinas.

Priorization of Customer Needs for Paperboard Trays

The objectives of the study were to introduce current issues of chilled and frozen food packaging, priorize certain customer needs and review brand owners’ opinions and ways of actions. Packaging industry and packaged food markets were reviewed. Interviews of food industry brand owners are used as data sources. Analytic hierarchy process was used to prioritize the customer needs. Food packaging, special features of ready meals, chilled and frozen food packaging, packaging industry and packaged food markets in Europe are approached using literature and market reviews and forecasts. In empirical part the customer needs of paperboard trays are prioritized. The most important features for brand owners are related in product safety and environmental issues. Paperboard trays have benefits compared to its competing packaging solutions. Paperboard is recyclable, from renewable source and it has good printability. Emerging issues of packaging technology are biodegradable package, elderly friendly features such as easiness of opening and re-closing possibility, brand protection and tamper evident solutions.

Sucroquímica: síntese e potencialidades de aplicações de alguns derivados químicos de sacarose

The interest on the use of sucrose as raw material increased in the last years. In this work, the synthesis and applications of sucrose derivatives as esters, ethers, and other products are discussed in a concise manner aiming to presenting the sucrochemistry as a promising field in organic chemistry from a rather accessible, low-priced, ecological, and renewable source.