Pachira aquatica fruits shells valorization: renewables phenolics through analytical pyrolysis study (Py-GC/MS) / Valorização das cascas dos frutos da Pachira aquática: fenólicos renováveis através de estudo analítico de pirólise (Py-GC/MS)

This research valorized Pachira aquatica Aubl.'s fruit shells (PAS) through its energetic characterization and flash pyrolysis for biofuels or chemicals production. The characterization was performed through proximate and ultimate analysis, bulk density, higher heating value (HHV), hemicellulose, cellulose and lignin content, thermogravimetric analysis and absorption spectra in the infrared region obtained by Fourier-transform infrared spectroscopy technique (FTIR). The analytical flash pyrolysis was performed at 500°C in a Py-5200 HP-R coupled to a gas chromatograph (Py-GC/MS). The PAS biomass presents potential for thermochemical energy conversion processes due to its low moisture and ash content, 76.90% of volatile matter, bulk density of 252.6 kg/m3 and HHV of 16.24 MJ/kg. Flash pyrolysis products are mostly phenols or light organic acids derived from the decomposition of polysaccharides. Results confirmed the potential of PAS to produce bio-phenolics, such as 4-methoxyphenol which is an important active ingredient for skin depigmentation used in drugs and cosmetics, and as phenolic extract that can be used as a precursor to resins, applications that convert this forest waste into bio products for industry into a green circular economy.

Este trabalho teve como objetivo a valorização das cascas dos frutos da Pachira aquatica Aubl. (PAC) através da sua caracterização energética e pirólise flash para produção de biocombustíveis ou produtos químicos. A caracterização foi realizada através de análises imediata e final, densidade aparente, poder calorífico superior (PCS), conteúdos de hemicelulose, celulose e lignina, análise termogravimétrica e espectros de absorção na região do infravermelho obtidos pela técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A pirólise flash analítica foi realizada a 500 °C em equipamento Py-5200 HP-R acoplado a um cromatógrafo à gás (Py-GC/MS). A biomassa das PAC apresenta potencial para processos de conversão termoquímica de energia devido ao seu baixo teor de umidade e cinzas, além de 76,90% de materiais voláteis, densidade aparente de 252,6 kg/m3 e PCS igual a 16,24 MJ / kg. Os produtos da pirólise rápida são principalmente fenóis ou ácidos orgânicos leves derivados da decomposição de polissacarídeos. Os resultados confirmam o potencial das PAC para produzir bio-fenólicos, como o 4-metoxifenol que é um importante ingrediente ativo para despigmentação da pele usado em medicamentos e cosméticos, e como extrato fenólico que pode ser usado como precursor de resinas. Estas aplicações convertem esses resíduos florestais em produtos biológicos para a indústria em uma economia circular verde.

Utilization strategies of Chinese medicinal solid waste by pyrolysis and gasification technology / 中国中药杂志

With the advantages of extensive sources, easy collection, renewability, high yield, carbon circulation, low pollution, and so on, Chinese medicinal solid waste can be converted into clean gas by pyrolysis and gasification, which is then able to serve for industrial production. This is of great practical significance in the context of energy shortage and for solid waste recycling in China. This paper reviews the research progress on biomass gasification principle, gasification medium, and reactor in gasification technology of Chinese medicinal solid waste in recent years. Meanwhile, based on the summary of related research, the defects and improvement measures regarding raw materials, gasification agents, by-products, and reactors were discussed, which provides direction for further development in the gasification technology of Chinese medicinal solid waste in the future.

Synthesis of enriched biochar as a vehicle for phosphorus in tropical soils

Phosphorus (P) is one of the nutrients that most limits agricultural productivity, especially in tropical soils. Enriched biochar has been proposed to increase the bioavailability of P and other nutrients in the soil. Thus, the objective of this study was to evaluate the availability of P in phosphate biochar (composed of biomass and soil) as a function of the triple superphosphate mixture before and after the pyrolysis process. We produced eight types of enriched biochar via pyrolysis by combining sandy or clayey soil with rice or coffee husk, and by adding triple superphosphate before or after pyrolysis. The heating of the phosphate fertilizer during the pyrolysis process resulted in a higher crystallinity of the phosphates, lower content of labile fractions of P and lower content of available P in phosphate biochars than when the superphosphate was added after pyrolysis. (AU)

Asymptotic Approximations to the Isothermal Pyrolysis of Deodara Leaves using Gamma Distribution / Aproximaciones asintóticas a la pirólisis isotérmica de hojas de deodara usando la distribución gamma / Aproximações assintóticas à pirólise isotérmica de folhas de deodara com a distribuição gamma

Abstract The main aim of this paper pivoted around the influence of some parameters relevant to biomass pyrolysis on the numerical solutions of the nth order distributed activation energy model (DAEM) using the Gamma distribution. The upper limit of 'dE' integral, frequency factor, reaction order, and the shape and rate parameters of the Gamma distribution are investigated. Analysis of the mathematical model is done with the help of asymptotic expansion.

Resumen El propósito principal de este artículo gira en torno de la influencia que tienen ciertos parámetros relacionados con la pirólisis de biomasa sobre las soluciones numéricas del modelo de energía de activación distribuida (MEAD) de orden n, usando la distribución Gamma. Se estudian el límite superior de la integral 'dE', el factor de frecuencia, el orden de reacción, y los parámetros de forma y velocidad de la distribución Gamma. El análisis del modelo matemático es realizado con ayuda de una expansión asintótica.

Resumo O objetivo principal deste artigo gira em torno da influencia de certos parâmetros relacionados à pirólise de biomassa nas soluções numéricas do modelo de energia de ativação distribuída (MEAD) de orden n, usando a distribuição Gamma. São estudados o limite superior da integral 'dE', o fator de frequência, a ordem da reação, e os parâmetros de forma e velocidade da distribuição Gamma. A análise do modelo matemático é realizada com a ajuda de uma expansão assintótica.

Green conversion of municipal solid wastes into fuels and chemicals

Presently, the society is facing a serious challenge for the effective management of the increasing amount of produced municipal solid wastes. The accumulated waste has caused a series of environmental problems such as uncontrolled release of greenhouse gases. Moreover, the increasing amount of wastes has resulted in a shortage of areas available for waste disposal, resulting in a nonsustainable waste management. These problems led to serious public concerns, which in turn resulted in political actions aiming to reduce the amount of wastes reaching the environment. These actions aim to promote sustainable waste management solutions. The main objective of these policies is to promote the recycling of municipal solid waste and the conversion of waste to energy and valuable chemicals. These conversions can be performed using either biological (e.g., anaerobic digestion) or thermochemical processes (e.g., pyrolysis). Research efforts during the last years have been fruitful, and many publications demonstrated the effective conversation of municipal solid waste to energy and chemicals. These processes are discussed in the current review article together with the change of the waste policy that was implemented in the EU during the last years.

Envolvimento da metilecgonidina, produto de pirólise da cocaína, na farmacodependência / Involvement of methylecgonidine, a cocaine pyrolysis product, in addiction

O crack é a forma fumada de administração da cocaína com o maior potencial para causar dependência. Até 80% da sua fumaça consiste no produto de pirólise da cocaína, a metilecgonidina (AEME). Apesar do vasto conhecimento acerca dos efeitos e prejuízos causados pela cocaína, nenhum trabalho avaliou os efeitos da AEME na farmacodependência, objetivo deste trabalho. Ratos adultos machos Wistar foram expostos à salina, à AEME 3 mg/kg, à cocaína 15 mg/kg e a associação entre cocaína e AEME, intraperitonealmente, em duas situações: 1) exposição prolongada (administração todos os dias, por 9 dias); 2) sensibilização comportamental dependente de contexto (administração em dias alternados, por 5 dias e 7 dias de abstinência, seguido do desafio). A dose de AEME foi definida pela avaliação da atividade locomotora em teste agudo. A AEME foi capaz de aumentar a atividade locomotora após exposição prolongada e potencializar a expressão da sensibilização comportamental dependente de contexto induzida pela cocaína. A concentração de dopamina e seus metabólitos aumentaram no caudado-putâmen em todos os grupos, sendo observado um sinergismo entre cocaína e AEME no grupo da associação. No núcleo accumbens, foi observado aumento de dopamina apenas nos grupos cocaína e associação. Paralelamente, houve aumento da relação p-CREB/CREB 60 minutos após a administração aguda de AEME 3 mg/kg e cocaína 15 mg/kg, tanto no caudado-putâmen quanto no núcleo accumbens, assim como nos grupos cocaína e associação após a sensibilização comportamental dependente de contexto. Com a finalidade de determinar o mecanismo de ação da AEME, foi realizado um estudo farmacológico detalhado dessa substância em células CHO-K1 de rato expressando heterologamente os receptores colinérgicos muscarínicos subtipos 1 a 5, uma vez que estudos anteriores sugeriram uma interação entre a AEME e os receptores colinérgicos muscarínicos. O ensaio de competição com [3H]NMS mostrou uma pequena preferência da AEME para o subtipo M2. Estudos funcionais (mobilização de cálcio) revelaram um efeito agonista parcial da AEME para os subtipos M1 e M3 e antagonista para os demais subtipos, dando suporte à hipótese colinérgica de ação da AEME. Nossos resultados indicam que a AEME isoladamente não foi capaz de causar sensibilização, mas potencializou a ação da cocaína quando coadministrada. O efeito antagonista da AEME em receptores subtipo M2 e M4 no caudado-putâmen, e M4 e M5 no núcleo accumbens causaram aumento de dopamina nessas regiões encefálicas, onde a atividade colinérgica medeia sua liberação

Crack cocaine is the smoked form of cocaine with the highest potential for addiction. Up to 80% of crack smoke consists of cocaines pyrolysis product anhydroecgonine methyl ester (AEME). Despite of many studies regarding cocaine effects and its hazardousness, few reports have assessed AEME's role in addiction, the aim of this study. Adult male Wistar rats were i.p. dosed with either saline, 3 mg/kg AEME, cocaine 15 mg/kg, or cocaine-AEME combination in two situations: 1) prolonged exposure (drugs administered every day for 9 days); 2) behavioral sensitization context specific (drugs administered in alternating days for 5 days, followed by 7-days abstinence period and a challenge injection). AEME dose was chosen based on locomotor activity after an acute test. AEME increased locomotor activity in the prolonged exposure and it potentiated cocaine-induced behavioral sensitization. Dopamine level and its metabolites were elevated in the caudate-putamen in all non-saline groups with a synergic effect between cocaine and AEME in the cocaine-AEME group. In the nucleus accumbens, dopamine was elevated only in cocaine and cocaine-AEME groups. At the same time, p-CREB/CREB ratio, increased 60 minutes after an acute administration of 3 mg/kg AEME and 15 mg/kg cocaine in both caudate-putamen and nucleus accumbens, the same result observed in both cocaine and cocaine-AEME groups after behavioral sensitization. Once previous studies suggested AEME interacts with muscarinic acetylcholine receptors, a detailed pharmacological analysis of AEME at rat muscarinic acetylcholine receptors subtypes 1-5 heterologously expressed in CHO-K1 cells was performed to determine a mechanism for the novel effects of AEME. [3H]NMS competition binding showed a slight preference for M2 subtype; functional studies (Ca2+ mobilization) revealed partial agonist effects at M1 and M3 and antagonist effects at the remaining subtypes, supporting the cholinergic hypothesis of AEME's effects. Our results indicate AEME alone does not elicit behavior sensitization but significantly potentiates cocaine sensitization when co-administered. AEME antagonism effects at M2 and M4 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the caudate-putamen, and M4 and M5 muscarinic acetylcholine receptors subtypes in the nucleus accumbens resulted in dopamine increase in these brain regions, where its release is mediated by cholinergic activity

Avaliação dos produtos de emissão a partir da pirólise de assentos automotivos feitos de fibra de coco e de espuma de poliuretano / Evaluation of emission products from pyrolysis of car seats made of coir fiber and of polyurethane foam

O presente trabalho visa comparar assentos automobilísticos feitos de manta de fibra de coco com látex (MFCL) em relação à espuma de poliuretano (EPU), avaliando a possibilidade do primeiro substituir o segundo, devido ao fato da fibra natural ser biodegradável e renovável. Esses materiais foram submetidos à análise termogravimétrica (TGA), pirólise e análise dos produtos de pirólise por cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massa. Verificou-se que a pirólise a 800ºC apresentou grande número de gases tóxicos, e comparando os materiais observou-se que a EPU emitiu gases mais tóxicos na combustão que aqueles produzidos pelos outros materiais sob as mesmas condições, tais como o cianeto de hidrogênio e compostos de nitrila. Quanto às análises de TGA, verificou-se que acima de 270ºC inicia-se a degradação térmica de todos materiais.

Propiedades quimico-estructurales de la materia orgánica del suelo en un agro sistema de los llanos centrales venezolanos bajo diferentes prácticas de manejo / Chemical-structural properties of the organic matter of the floor in an agriculture system of the plains central Venezuelans low different handling practices

Los usos de la tierra y las prácticas agrícolas ocasionan diferencias en la estructura y composición de la materia orgánica del suelo (MOS). La abundancia relativa de compuestos orgánicos volátiles fue determinada para evaluar las propiedades químico estructurales de la MOS bajo diferentes prácticas de manejo: labranza convencional (LC), siembra directa directa (SD), siembra directa previo un pase de cincel (CSD), mantenimiento (MR) y exportación (ER) de los residuos de cosecha del suelo, maíz continuo (M-M) y una rotación interanual maíz-soya (M-S). El experimento se realizó en un suelo Tipic Hapluster Af, ubicado en la altiplanicie de los llanos centrales (9 grados 23'33''N y 66 grados 38'30''O), Venezuela. Las características químico-estructurales de MOS se determinaron a travéz de pirólisis cromatográfica de gases (PY-CG), obteniéndose fragmentos de compuestos orgánicos volátiles en suelo y extracto. Los efectos individuales de los tratamientos no generaron diferencias en la estructura molecular de MOS, que se caracterizó por promedio de compuestos humificados y microbiológicamente alterados. MRM-S y ERM-M favorecieron el enriquesimiento del suelo con material resistente a la degradación. MR presentó un menor índice de humificación y aromatización de MOS bajo estas condiciones. La disminución de furfural, ácido acético y fenol a 20 días después de la cosecha (ddc), así como de pirrolo a 35ddc, indicó una tasa alta de descomposición de MOS antes de los 20ddc. El menorus índice de mineralización ocurrió en la combinación de SDMRM-M, mientras la estructura molecular de la sustancia húmica no mostró evidencias de haber sido alterada por SDMRM-M, y LCMRM-M

Reciclagem de pneus - viabilidade de aplicaçäo de alternativas para utilizaçäo de pneus usados em grande escala / Recycling - feasibility of application of alternatives for large-scale use of worn tires

Estudar os processos empregados para recuperaçäo em grande escala de pneus usados, identificando seus aspectos comuns e específicos, objetivando explorar os pontos críticos de cada processo. Métodos. Dados sobre a ocorrência de problemas ambientais e sanitários decorrentes da disposiçäo inadequada de pneus usados foram levantados na bibliografia. Foram feitas entrevistas aos técnicos responsáveis pelo serviço de limpeza pública dos municípios do ABCD Paulista, Mauá e cidade de Säo Paulo para levantar dados a respeito da coleta e destino final dos pneus inservíveis, caracterizando o problema da disposiçäo inadequada desses resíduos no âmbito desses municípios. Através de visita técnica e entrevista foram obtidos dados para o estudo dos processos de reforma de pneus, pirólise, co-processamento e capa asfáltica, todos utilizando pneus usados. Procurou-se identificar os pontos críticos existentes, quando se utilizou pneu usado nos processos selecionados. Resultados. Os processos mostraram-se como boas alternativas para utilizar pneus inservíveis. Näo foram necessárias grandes modificaçöes para utilizaçäo desse resíduo, sendo isto positivo, mas o custo dos processos e a falta de fornecimento regular de pneus usados, comprometem o funcionamento dos processos estudados. Conclusöes. Os processos apresentaram-se como alternativas que devem ser empregadas para consumir os pneus usados gerados anualmente, ajudando também a diminuir o passivo ambiental já existente. Programas de coleta, incentivo à pesquisa no setor de reciclagem de pneus, fiscalizaçäo e normas para disposiçäo de resíduo, säo necessários para a destinaçäo correta dos pneus inservíveis. A pesquisa foi apoiada pela FAPESP (Fundaçäo de Amparo à Pesquisa no Estado de Säo Paulo).