A baixa disponibilidade das fontes minerais, entre eles o cálcio e o fósforo, são um dos atuais problemas enfrentados na suinocultura, pois além de seus custos adicionais com a suplementação nas rações, uma parte significativa destes minerais é eliminada com as fezes, acirrando ainda mais os efeitos de poluição. Para amenizar estes efeitos, algumas estratégias nutricionais são apontadas como a suplementação de ácidos orgânicos e enzimas. A utilização de ácido butírico e fitase na alimentação de suínos pode proporcionar diversos efeitos no trato digestório, entre os quais aumentar a digestibilidade dos minerais. Neste trabalho foi testada a inclusão do butirato de sódio 84% (0 ou 0,3%) e da fitase exógena de origem bacteriana Escherichia coli (0 ou 500 FTU/kg) em dietas com dois níveis de cálcio (0,5 ou 0,72%) cujo objetivo foi avaliar a retenção aparente de cálcio e fósforo, além do desempenho e metabolizabilidade dos demais nutrientes em suínos na fase crescimento. Foram utilizados 32 suínos, machos, castrados, de linhagem comercial, com peso inicial de 25 kg. Utilizou-se um esquema fatorial 2X2x2 em um delineamento completamente casualizado, com 4 repetições. As variáveis analisadas foram consumo de ração, ganho de peso, conversão alimentar, digestibilidade total aparente da matéria seca (CDMS), proteína bruta (CDPB), energia bruta (CDEB), cinzas (CDCz), a metabolizabilidade da energia bruta (CMEB), o coeficiente de retenção de nitrogênio (CRN) e o balanço de cálcio e fósforo. Para os resultados de desempenho, observou-se que os níveis de cálcio influenciaram o consumo de ração. Já o ganho de peso foi afetado pelos níveis de cálcio e fitase. No entanto, não houve diferença significativa para a conversão alimentar. Para a digestibilidade dos nutrientes observou-se apenas que o CDPB foi maior quando houve a inclusão de ácido butírico na dieta. Para o balanço de minerais, verificou-se que os níveis de cálcio influenciaram o balanço de cálcio e fósforo, onde o menor nível proporcionou maior digestibilidade e retenção destes minerais. O conteúdo de cálcio também interferiu na excreção de fósforo pela urina, que foi maior quando seus níveis eram menores. A presença de fitase melhorou a digestibilidade e retenção do cálcio e fósforo, reduzindo suas perda nas fezes complexados ao fitato. Os resultados encontrados permitem concluir que os níveis de cálcio da dieta interferiram no balanço de cálcio e fósforo em suínos na fase crescimento e que a adição da fitase melhorou suas retenções. Já a adição do ácido butírico contribuiu para melhorar a digestibilidade da proteína bruta. / The low availability of mineral sources, including calcium and phosphorus, are one of the current problems in pig nutrition, as well as its additional costs with the dietary supplement, a significant proportion of these minerals is eliminated with the faeces, with further effects on environmental pollution. To mitigate these effects, the nutritional supplementation of organic acids and enzymes are some strategies proposed. The use of butyric acid and phytase in feed for pigs may provide different effects in digestive tract, including enhancement the digestibility of mineral. This work tested the inclusion of sodium butyrate 84% (0 or 0.3%) and Escherichia coli phytase (0 or 500 FTU / kg) in diets with two calcium levels (0.5 or 0.72%) with the purpose of evaluating the calcium and phosphorus apparent retention, beyond performance and nutrients metabolizability in growing pigs. In this study were used 32 male castrated commercial pigs, with initial weight of 25 kg. Experimental diets were assigned in a 2X2x2 factorial arrange in a completely randomized design, with 4 repetitions. The responses evaluated were feed intake, weight gain, feed conversion, dry matter, crude protein, energy, ash apparent total tract digestibility (ATTD), energy metabolizability, nitrogen retention coefficient, calcium and phosphorus balance. For the results of animal performance, it was observed that calcium levels influenced the feed intake, and calcium and phytase levels affected the weight gain. However, there was no significant difference in feed conversion. Digestibility of nutrients was unaffected by treatments, except for a slight increase in crude protein ATTD with the inclusion of butyric acid in the diet. For Ca and P balance, it was found that calcium levels influenced the calcium and phosphorus balance, where the lowest level provided higher digestibility and retention. The calcium content also interfered in the urine excretion of phosphorus, which was higher with the lower calcium level. The addition of phytase improved calcium and phosphorus digestibility and retention, reducing its loss in faeces. The results show that the calcium levels in the diet interfered in the calcium and phosphorus balance in growing pigs and that the addition of phytase improved their retention and this triggers a possibility of formulating diets with lower calcium levels.

A baixa disponibilidade das fontes minerais, entre eles o cálcio e o fósforo, são um dos atuais problemas enfrentados na suinocultura, pois além de seus custos adicionais com a suplementação nas rações, uma parte significativa destes minerais é eliminada com as fezes, acirrando ainda mais os efeitos de poluição. Para amenizar estes efeitos, algumas estratégias nutricionais são apontadas como a suplementação de ácidos orgânicos e enzimas. A utilização de ácido butírico e fitase na alimentação de suínos pode proporcionar diversos efeitos no trato digestório, entre os quais aumentar a digestibilidade dos minerais. Neste trabalho foi testada a inclusão do butirato de sódio 84% (0 ou 0,3%) e da fitase exógena de origem bacteriana Escherichia coli (0 ou 500 FTU/kg) em dietas com dois níveis de cálcio (0,5 ou 0,72%) cujo objetivo foi avaliar a retenção aparente de cálcio e fósforo, além do desempenho e metabolizabilidade dos demais nutrientes em suínos na fase crescimento. Foram utilizados 32 suínos, machos, castrados, de linhagem comercial, com peso inicial de 25 kg. Utilizou-se um esquema fatorial 2X2x2 em um delineamento completamente casualizado, com 4 repetições. As variáveis analisadas foram consumo de ração, ganho de peso, conversão alimentar, digestibilidade total aparente da matéria seca (CDMS), proteína bruta (CDPB), energia bruta (CDEB), cinzas (CDCz), a metabolizabilidade da energia bruta (CMEB), o coeficiente de retenção de nitrogênio (CRN) e o balanço de cálcio e fósforo. Para os resultados de desempenho, observou-se que os níveis de cálcio influenciaram o consumo de ração. Já o ganho de peso foi afetado pelos níveis de cálcio e fitase. No entanto, não houve diferença significativa para a conversão alimentar. Para a digestibilidade dos nutrientes observou-se apenas que o CDPB foi maior quando houve a inclusão de ácido butírico na dieta. Para o balanço de minerais, verificou-se que os níveis de cálcio influenciaram o balanço de cálcio e fósforo, onde o menor nível proporcionou maior digestibilidade e retenção destes minerais. O conteúdo de cálcio também interferiu na excreção de fósforo pela urina, que foi maior quando seus níveis eram menores. A presença de fitase melhorou a digestibilidade e retenção do cálcio e fósforo, reduzindo suas perda nas fezes complexados ao fitato. Os resultados encontrados permitem concluir que os níveis de cálcio da dieta interferiram no balanço de cálcio e fósforo em suínos na fase crescimento e que a adição da fitase melhorou suas retenções. Já a adição do ácido butírico contribuiu para melhorar a digestibilidade da proteína bruta. / The low availability of mineral sources, including calcium and phosphorus, are one of the current problems in pig nutrition, as well as its additional costs with the dietary supplement, a significant proportion of these minerals is eliminated with the faeces, with further effects on environmental pollution. To mitigate these effects, the nutritional supplementation of organic acids and enzymes are some strategies proposed. The use of butyric acid and phytase in feed for pigs may provide different effects in digestive tract, including enhancement the digestibility of mineral. This work tested the inclusion of sodium butyrate 84% (0 or 0.3%) and Escherichia coli phytase (0 or 500 FTU / kg) in diets with two calcium levels (0.5 or 0.72%) with the purpose of evaluating the calcium and phosphorus apparent retention, beyond performance and nutrients metabolizability in growing pigs. In this study were used 32 male castrated commercial pigs, with initial weight of 25 kg. Experimental diets were assigned in a 2X2x2 factorial arrange in a completely randomized design, with 4 repetitions. The responses evaluated were feed intake, weight gain, feed conversion, dry matter, crude protein, energy, ash apparent total tract digestibility (ATTD), energy metabolizability, nitrogen retention coefficient, calcium and phosphorus balance. For the results of animal performance, it was observed that calcium levels influenced the feed intake, and calcium and phytase levels affected the weight gain. However, there was no significant difference in feed conversion. Digestibility of nutrients was unaffected by treatments, except for a slight increase in crude protein ATTD with the inclusion of butyric acid in the diet. For Ca and P balance, it was found that calcium levels influenced the calcium and phosphorus balance, where the lowest level provided higher digestibility and retention. The calcium content also interfered in the urine excretion of phosphorus, which was higher with the lower calcium level. The addition of phytase improved calcium and phosphorus digestibility and retention, reducing its loss in faeces. The results show that the calcium levels in the diet interfered in the calcium and phosphorus balance in growing pigs and that the addition of phytase improved their retention and this triggers a possibility of formulating diets with lower calcium levels.

A baixa disponibilidade das fontes minerais, entre eles o cálcio e o fósforo, são um dos atuais problemas enfrentados na suinocultura, pois além de seus custos adicionais com a suplementação nas rações, uma parte significativa destes minerais é eliminada com as fezes, acirrando ainda mais os efeitos de poluição. Para amenizar estes efeitos, algumas estratégias nutricionais são apontadas como a suplementação de ácidos orgânicos e enzimas. A utilização de ácido butírico e fitase na alimentação de suínos pode proporcionar diversos efeitos no trato digestório, entre os quais aumentar a digestibilidade dos minerais. Neste trabalho foi testada a inclusão do butirato de sódio 84% (0 ou 0,3%) e da fitase exógena de origem bacteriana Escherichia coli (0 ou 500 FTU/kg) em dietas com dois níveis de cálcio (0,5 ou 0,72%) cujo objetivo foi avaliar a retenção aparente de cálcio e fósforo, além do desempenho e metabolizabilidade dos demais nutrientes em suínos na fase crescimento. Foram utilizados 32 suínos, machos, castrados, de linhagem comercial, com peso inicial de 25 kg. Utilizou-se um esquema fatorial 2X2x2 em um delineamento completamente casualizado, com 4 repetições. As variáveis analisadas foram consumo de ração, ganho de peso, conversão alimentar, digestibilidade total aparente da matéria seca (CDMS), proteína bruta (CDPB), energia bruta (CDEB), cinzas (CDCz), a metabolizabilidade da energia bruta (CMEB), o coeficiente de retenção de nitrogênio (CRN) e o balanço de cálcio e fósforo. Para os resultados de desempenho, observou-se que os níveis de cálcio influenciaram o consumo de ração. Já o ganho de peso foi afetado pelos níveis de cálcio e fitase. No entanto, não houve diferença significativa para a conversão alimentar. Para a digestibilidade dos nutrientes observou-se apenas que o CDPB foi maior quando houve a inclusão de ácido butírico na dieta. Para o balanço de minerais, verificou-se que os níveis de cálcio influenciaram o balanço de cálcio e fósforo, onde o menor nível proporcionou maior digestibilidade e retenção destes minerais. O conteúdo de cálcio também interferiu na excreção de fósforo pela urina, que foi maior quando seus níveis eram menores. A presença de fitase melhorou a digestibilidade e retenção do cálcio e fósforo, reduzindo suas perda nas fezes complexados ao fitato. Os resultados encontrados permitem concluir que os níveis de cálcio da dieta interferiram no balanço de cálcio e fósforo em suínos na fase crescimento e que a adição da fitase melhorou suas retenções. Já a adição do ácido butírico contribuiu para melhorar a digestibilidade da proteína bruta. / The low availability of mineral sources, including calcium and phosphorus, are one of the current problems in pig nutrition, as well as its additional costs with the dietary supplement, a significant proportion of these minerals is eliminated with the faeces, with further effects on environmental pollution. To mitigate these effects, the nutritional supplementation of organic acids and enzymes are some strategies proposed. The use of butyric acid and phytase in feed for pigs may provide different effects in digestive tract, including enhancement the digestibility of mineral. This work tested the inclusion of sodium butyrate 84% (0 or 0.3%) and Escherichia coli phytase (0 or 500 FTU / kg) in diets with two calcium levels (0.5 or 0.72%) with the purpose of evaluating the calcium and phosphorus apparent retention, beyond performance and nutrients metabolizability in growing pigs. In this study were used 32 male castrated commercial pigs, with initial weight of 25 kg. Experimental diets were assigned in a 2X2x2 factorial arrange in a completely randomized design, with 4 repetitions. The responses evaluated were feed intake, weight gain, feed conversion, dry matter, crude protein, energy, ash apparent total tract digestibility (ATTD), energy metabolizability, nitrogen retention coefficient, calcium and phosphorus balance. For the results of animal performance, it was observed that calcium levels influenced the feed intake, and calcium and phytase levels affected the weight gain. However, there was no significant difference in feed conversion. Digestibility of nutrients was unaffected by treatments, except for a slight increase in crude protein ATTD with the inclusion of butyric acid in the diet. For Ca and P balance, it was found that calcium levels influenced the calcium and phosphorus balance, where the lowest level provided higher digestibility and retention. The calcium content also interfered in the urine excretion of phosphorus, which was higher with the lower calcium level. The addition of phytase improved calcium and phosphorus digestibility and retention, reducing its loss in faeces. The results show that the calcium levels in the diet interfered in the calcium and phosphorus balance in growing pigs and that the addition of phytase improved their retention and this triggers a possibility of formulating diets with lower calcium levels.

Ensaios em reator em batelada foram conduzidos para avaliar a produção biológica de hidrogênio a partir de diferentes concentrações de celulose (E1:2,0 g.L-1; E2: 5,0 g.L-1 e E3: 10,0 g.L-1) em pH inicial de 6,8 a 37°C. O objetivo do trabalho foi analisar o lodo de estação de tratamento de efluentes de indústria de papel e celulose como inóculo para obtenção de um consórcio celulolítico e fermentativo. Os ensaios foram monitorados por 16 dias com análises de carboidratos, DQO, pH, ST, STV, biogás, ácidos orgânicos e álcoois, além de análises de caracterização filogenética do Domínio Bacteria. Nos três ensaios, a produção de hidrogênio foi detectada a partir do quarto dia, provavelmente devido ao tempo necessário para hidrólise da celulose. Os dados de produção de hidrogênio foram ajustados ao modelo de Gompertz modificado, sendo calculado o potencial máximo de produção de H2 (P) de 1,23 mmol para E1, 3,14 mmol para E2 e 2,33 mmol para E3. Para os ensaios E1 e E2 observou-se rendimentos de H2 semelhantes; ou seja, de 0,62 mmol H2.g-1 de celulose. Para o ensaio E3 observou-se 0,23 mmol H2.g-1 de celulose. Ácido butírico foi o principal ácido orgânico observado em 2,2, 1,8 e 2,2 g.L-1 para E1, E2 e E3, respectivamente. A fase de diminuição da produção de H2 foi acompanhada pela evolução de metano, ácido acético e sulfeto nos três ensaios. Na visualização microscópica de amostras dos ensaios foi possível averiguar a presença de variedade de formas e arranjos bacterianos corroborando para heterogeneidade do inóculo. Em relação à análise filogenética foram identificados, com mais de 95% de similaridade, gêneros de bactérias reconhecidamente produtoras de H2 e associadas a ambiente com substratos lignocelulósicos, tais como, Clostridium sp., Klebsiella sp. e Raoultella sp., além de consumidoras de H2 Clostridium sp., por homoacetogênese e Desulfovibrio sp. por sulfetogênese. A partir das análises dos resultados, foi possível afirmar que houve produção biológica de hidrogênio a partir de celulose como substrato e lodo de ETE industrial como inóculo. / Batch assays in anaerobic reactors were conducted to evaluate the biological production of hydrogen from different concentrations of cellulose ( E1: 2.0 g.L-1; E2: 5.0 g.L-1 and E3: 10.0 g.L-1) in initial pH of 6.8 at 37 ° C. The aim of this study was analize the sludge of a treatment plant of pulp and paper industry wastewater as inoculum in the anaerobic reactors. The assays were monitored for 16 days by analyses of total soluble carbohydrates, COD, pH, TS, TVS, biogas and organic acids and alcohols. Phylogenetic characterization was carried out for microrganisms of the Bacteria Domain by cloning and sequencing analysis. The hydrogen production was detected on the fourth day of the incubation for the three experimental conditions, probably due to the period required for cellulose hydrolysis. Hydrogen production data were adjusted to the modified Gompertz model, and the maximum hydrogen production potential (P) were 1.23 mmol for E1, 3.14 mmol for E2 and 2.33 mmol for E3. Similar hydrogen yields were observed for assays E1 and E2; ie 0.62 mmol H2.g-1 of cellulose. For E3 the yield was 0.23 mmol H2.g-1 cellulose. Butyric acid was the major organic acid observed with 2.2, 1.8 and 2.2 g.L-1 to E1, E2 and E3, respectively. Hydrogen depletion in the biogas was accompanied by the evolution of methane, acetic acid and sulfide in the three tests. By means of microscopic visualization of microrganisms samples it was possible to determine the presence of a variety of bacterial shapes and confirming the heterogeneity of the inoculum. Regarding phylogenetic analysis, there were identified, with more than 95% similarity, genera of bacteria known as hydrogen producers or related with environments associated with lignocellulosic substrates such as Clostridium sp. Klebsiella sp. and Raoultella sp., consuming genere were also detedted, such Clostridium sp. by homoacetogênese and Desulfovibrio sp. by sulfidogenesis.

Ensaios em reator em batelada foram conduzidos para avaliar a produção biológica de hidrogênio a partir de diferentes concentrações de celulose (E1:2,0 g.L-1; E2: 5,0 g.L-1 e E3: 10,0 g.L-1) em pH inicial de 6,8 a 37°C. O objetivo do trabalho foi analisar o lodo de estação de tratamento de efluentes de indústria de papel e celulose como inóculo para obtenção de um consórcio celulolítico e fermentativo. Os ensaios foram monitorados por 16 dias com análises de carboidratos, DQO, pH, ST, STV, biogás, ácidos orgânicos e álcoois, além de análises de caracterização filogenética do Domínio Bacteria. Nos três ensaios, a produção de hidrogênio foi detectada a partir do quarto dia, provavelmente devido ao tempo necessário para hidrólise da celulose. Os dados de produção de hidrogênio foram ajustados ao modelo de Gompertz modificado, sendo calculado o potencial máximo de produção de H2 (P) de 1,23 mmol para E1, 3,14 mmol para E2 e 2,33 mmol para E3. Para os ensaios E1 e E2 observou-se rendimentos de H2 semelhantes; ou seja, de 0,62 mmol H2.g-1 de celulose. Para o ensaio E3 observou-se 0,23 mmol H2.g-1 de celulose. Ácido butírico foi o principal ácido orgânico observado em 2,2, 1,8 e 2,2 g.L-1 para E1, E2 e E3, respectivamente. A fase de diminuição da produção de H2 foi acompanhada pela evolução de metano, ácido acético e sulfeto nos três ensaios. Na visualização microscópica de amostras dos ensaios foi possível averiguar a presença de variedade de formas e arranjos bacterianos corroborando para heterogeneidade do inóculo. Em relação à análise filogenética foram identificados, com mais de 95% de similaridade, gêneros de bactérias reconhecidamente produtoras de H2 e associadas a ambiente com substratos lignocelulósicos, tais como, Clostridium sp., Klebsiella sp. e Raoultella sp., além de consumidoras de H2 Clostridium sp., por homoacetogênese e Desulfovibrio sp. por sulfetogênese. A partir das análises dos resultados, foi possível afirmar que houve produção biológica de hidrogênio a partir de celulose como substrato e lodo de ETE industrial como inóculo. / Batch assays in anaerobic reactors were conducted to evaluate the biological production of hydrogen from different concentrations of cellulose ( E1: 2.0 g.L-1; E2: 5.0 g.L-1 and E3: 10.0 g.L-1) in initial pH of 6.8 at 37 ° C. The aim of this study was analize the sludge of a treatment plant of pulp and paper industry wastewater as inoculum in the anaerobic reactors. The assays were monitored for 16 days by analyses of total soluble carbohydrates, COD, pH, TS, TVS, biogas and organic acids and alcohols. Phylogenetic characterization was carried out for microrganisms of the Bacteria Domain by cloning and sequencing analysis. The hydrogen production was detected on the fourth day of the incubation for the three experimental conditions, probably due to the period required for cellulose hydrolysis. Hydrogen production data were adjusted to the modified Gompertz model, and the maximum hydrogen production potential (P) were 1.23 mmol for E1, 3.14 mmol for E2 and 2.33 mmol for E3. Similar hydrogen yields were observed for assays E1 and E2; ie 0.62 mmol H2.g-1 of cellulose. For E3 the yield was 0.23 mmol H2.g-1 cellulose. Butyric acid was the major organic acid observed with 2.2, 1.8 and 2.2 g.L-1 to E1, E2 and E3, respectively. Hydrogen depletion in the biogas was accompanied by the evolution of methane, acetic acid and sulfide in the three tests. By means of microscopic visualization of microrganisms samples it was possible to determine the presence of a variety of bacterial shapes and confirming the heterogeneity of the inoculum. Regarding phylogenetic analysis, there were identified, with more than 95% similarity, genera of bacteria known as hydrogen producers or related with environments associated with lignocellulosic substrates such as Clostridium sp. Klebsiella sp. and Raoultella sp., consuming genere were also detedted, such Clostridium sp. by homoacetogênese and Desulfovibrio sp. by sulfidogenesis.

O hidrogênio é visto como um importante combustível alternativo aos combustíveis convencionais, como a gasolina e o óleo diesel, devido a sua alta eficiência energética e não geração de poluentes. Porém, a maior parte do hidrogênio produzido é proveniente de fontes não renováveis, como o gás natural e o petróleo. Novas tecnologias para a geração de hidrogênio vem sendo estudadas e dentre elas se destaca a reação de reforma a vapor de compostos oxigenados. Os ácidos graxos voláteis gerados durante o tratamento anaeróbio de águas residuárias constitui uma matéria-prima interessante para a produção de hidrogênio a partir de biomassa. Os principais produtos gerados no tratamento de águas residuárias são o etanol, o ácido acético e o ácido butírico, este, chega a representar 35 % em massa podendo ser utilizado como molécula modelo na reação de reforma a vapor. Neste trabalho, foram desenvolvidos catalisadores a base de níquel (Ni) modificados com vanádio (V), zinco (Zn) e nióbio (Nb) suportados em alumina (γ-Al2O3), visando minimizar os depósitos carbonáceos, assim como aumentar a atividade e seletividade para o hidrogênio na reação de reforma a vapor do ácido butírico. Os catalisadores foram modificados com diferentes teores de V, Zn e Nb (2,5, 5 e 10 % em massa). Nas reações feitas a 600 ºC utilizando razão estequiométrica ácido butírico:vapor, dentre os catalisadores modificados com V, o com 5 % (10Ni2,5VAl2O3) apresentou o melhor desempenho, chegando a uma conversão de 86 % para o ácido butírico, além de aumentar a estabilidade do catalisador quando comparado ao catalisador contendo apenas Ni (10NiAl2O3). Para o grupo de catalisadores modificados com Zn, o catalisador com 10 % em massa de Zn (10Ni10ZnAl2O3) apresentou uma conversão de 83 %, sendo este grupo o com menor taxa de formação de carbono. Dentre os catalisadores modificados com Nb, o com menor teor (10Ni2,5NbAl2O3) foi o que apresentou o melhor desempenho, alcançado uma conversão de 82 %. Testes catalíticos utilizando excesso de água mostraram alta conversão, superiores a 90 %, e alta seletividade para H2. Dessa forma, a adição de metais com diferentes propriedades pode contribuir para uma maior seletividade para hidrogênio, seja pela redução dos depósitos de carbono ou pela melhora na estabilidade catalítica.  / Hydrogen is an important alternative fuel to conventional fuels, such as gasoline and diesel, due to its high energy efficiency and non-generation of pollutants. However, most of the hydrogen produced comes from non-renewable sources such as natural gas and diesel oil. New technologies for the generation of hydrogen have been studied, among them the reaction of steam reforming of oxygenated compounds. Volatile fatty acids generated during the anaerobic treatment of wastewater are an interesting raw material for the production of hydrogen from biomass. The main products generated in the treatment of wastewater are ethanol, acetic acid and butyric acid, which represents 35% by mass and can be used as a model molecule in the steam reforming reaction. In this work, nickel-based (Ni) catalysts modified with vanadium (V), zinc (Zn) and niobium (Nb) supported on alumina (γ-Al2O3) were developed, aiming at minimizing carbonaceous deposits, as well as increasing activity and selectivity for the hydrogen in the steam reforming reaction of butyric acid. The catalysts were modified with different levels of V, Zn and Nb (2.5, 5 and 10 % by mass). In the reactions made at 600 ºC using stoichiometric butyric acid: steam ratio, among the catalysts modified with V, the 5 % (10Ni2,5VAl2O3) showed the best performance, reaching a conversion of 86 % to butyric acid, besides increasing The stability of the catalyst when compared to the catalyst containing only Ni (10NiAl2O3). For the group of catalysts modified with Zn, the catalyst with 10 % by mass of Zn (10Ni10ZnAl2O3) showed a conversion of 83 %, this group being the one with the lowest rate of carbon formation. Among the catalysts modified with Nb, the one with the lowest content (10Ni2,5NbAl2O3) was the one that presented the best performance, achieving a conversion of 82 %. Catalytic tests using excess water showed high conversion, higher than 90%, and high selectivity for H2. Thus, the addition of metals with different properties may contribute to a higher selectivity for hydrogen, either by reducing carbon deposits or by improving catalytic stability.

O hidrogênio é visto como um importante combustível alternativo aos combustíveis convencionais, como a gasolina e o óleo diesel, devido a sua alta eficiência energética e não geração de poluentes. Porém, a maior parte do hidrogênio produzido é proveniente de fontes não renováveis, como o gás natural e o petróleo. Novas tecnologias para a geração de hidrogênio vem sendo estudadas e dentre elas se destaca a reação de reforma a vapor de compostos oxigenados. Os ácidos graxos voláteis gerados durante o tratamento anaeróbio de águas residuárias constitui uma matéria-prima interessante para a produção de hidrogênio a partir de biomassa. Os principais produtos gerados no tratamento de águas residuárias são o etanol, o ácido acético e o ácido butírico, este, chega a representar 35 % em massa podendo ser utilizado como molécula modelo na reação de reforma a vapor. Neste trabalho, foram desenvolvidos catalisadores a base de níquel (Ni) modificados com vanádio (V), zinco (Zn) e nióbio (Nb) suportados em alumina (γ-Al2O3), visando minimizar os depósitos carbonáceos, assim como aumentar a atividade e seletividade para o hidrogênio na reação de reforma a vapor do ácido butírico. Os catalisadores foram modificados com diferentes teores de V, Zn e Nb (2,5, 5 e 10 % em massa). Nas reações feitas a 600 ºC utilizando razão estequiométrica ácido butírico:vapor, dentre os catalisadores modificados com V, o com 5 % (10Ni2,5VAl2O3) apresentou o melhor desempenho, chegando a uma conversão de 86 % para o ácido butírico, além de aumentar a estabilidade do catalisador quando comparado ao catalisador contendo apenas Ni (10NiAl2O3). Para o grupo de catalisadores modificados com Zn, o catalisador com 10 % em massa de Zn (10Ni10ZnAl2O3) apresentou uma conversão de 83 %, sendo este grupo o com menor taxa de formação de carbono. Dentre os catalisadores modificados com Nb, o com menor teor (10Ni2,5NbAl2O3) foi o que apresentou o melhor desempenho, alcançado uma conversão de 82 %. Testes catalíticos utilizando excesso de água mostraram alta conversão, superiores a 90 %, e alta seletividade para H2. Dessa forma, a adição de metais com diferentes propriedades pode contribuir para uma maior seletividade para hidrogênio, seja pela redução dos depósitos de carbono ou pela melhora na estabilidade catalítica.  / Hydrogen is an important alternative fuel to conventional fuels, such as gasoline and diesel, due to its high energy efficiency and non-generation of pollutants. However, most of the hydrogen produced comes from non-renewable sources such as natural gas and diesel oil. New technologies for the generation of hydrogen have been studied, among them the reaction of steam reforming of oxygenated compounds. Volatile fatty acids generated during the anaerobic treatment of wastewater are an interesting raw material for the production of hydrogen from biomass. The main products generated in the treatment of wastewater are ethanol, acetic acid and butyric acid, which represents 35% by mass and can be used as a model molecule in the steam reforming reaction. In this work, nickel-based (Ni) catalysts modified with vanadium (V), zinc (Zn) and niobium (Nb) supported on alumina (γ-Al2O3) were developed, aiming at minimizing carbonaceous deposits, as well as increasing activity and selectivity for the hydrogen in the steam reforming reaction of butyric acid. The catalysts were modified with different levels of V, Zn and Nb (2.5, 5 and 10 % by mass). In the reactions made at 600 ºC using stoichiometric butyric acid: steam ratio, among the catalysts modified with V, the 5 % (10Ni2,5VAl2O3) showed the best performance, reaching a conversion of 86 % to butyric acid, besides increasing The stability of the catalyst when compared to the catalyst containing only Ni (10NiAl2O3). For the group of catalysts modified with Zn, the catalyst with 10 % by mass of Zn (10Ni10ZnAl2O3) showed a conversion of 83 %, this group being the one with the lowest rate of carbon formation. Among the catalysts modified with Nb, the one with the lowest content (10Ni2,5NbAl2O3) was the one that presented the best performance, achieving a conversion of 82 %. Catalytic tests using excess water showed high conversion, higher than 90%, and high selectivity for H2. Thus, the addition of metals with different properties may contribute to a higher selectivity for hydrogen, either by reducing carbon deposits or by improving catalytic stability.

Orientador: Valquíria Cação Cruz-Polycarpo / Resumo: A administração de ácidos orgânicos em dietas de frangos de corte pode influenciar os microrganismos e as condições do trato gastrintestinal. Para tanto, conduziu-se um experimento no qual foram utilizados 840 pintos de corte machos da linhagem Cobb®, distribuídos num delineamento inteiramente casualizado, com sete repetições e 30 aves por boxe. Os tratamentos foram: T1- dieta basal - sem inclusão de aditivo (DB) - aves não desafiadas; T2- dieta basal - sem inclusão de aditivo(DB) - aves desafiadas; T3- DB + ácidos orgânicos- aves desafiadas; T4- DB + antibiótico e anticoccidiano - aves desafiadas. Os ácidos orgânicos foram um blend composto de ácido lático (40%), ácido propiônico (5%) e ácido butírico (1%). Os frangos foram desafiados por inoculação via oral aos 11 dias de idade com Eimeria acervulina, E. máxima e E. tenella. Aos 10, 14 e 21 dias foram realizadas colheitas de sangue de aves previamente identificadas para as análises imunológicas: níveis de eritrócitos, leucócitos circulantes, proteínas totais, glicose, albumina, hematócrito, hemoglobina e contagem total de leucócitos. Os dados de desempenho foram avaliados nos períodos de 1-7,1-14, 1-21 e 1-42 dias.Com os dados de desempenho aos 42 dias, evidenciou-se a eficiência do tratamento controle negativo (sem desafio) e antibiótico + anticoccidiano, nos quais as variáveis GPM e CRM se comportaram de modo similar e melhores, em relação às dietas controle negativo (desafiadas) e inclusão de ácidos orgânicos.Os ácidos o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of organic acids in chickens diets can influence gastrointestinal tract microorganisms and conditions. Therefore, a study was conducted in which 840 broiler chicks of Cobb® lineage were used, distributed in a randomized design with seven replicates and 30 birds per pen. The treatments were: T1 basal diet - without the addition of additives (DB) - unchallenged birds; T2 basal diet - without the addition of additives (DB) - challenged birds; T3 + DB organic acids challenged birds; T4 DB + antibiotic and anticoccidial - challenged birds. The organic acids were a blend composed by lactic acid (40%), propionic acid (5%) and butyric acid (1%). The chickens were challenged by oral inoculation at 11 days of age with Eimeria acervulina, E. maxima and E. tenella. At 10, 14 and 21 days blood samples were taken from previously identified birds for immunological analysis: erythrocy televels, blood leukocytes, total protein, glucose, albumin, hematocrit, hemoglobin, total leukocytes count. Performance data were evaluated in periods of 1-7, 1-14, 1-21 and 1-42 days. The performance data at 42 days showed the efficiency of the negative control treatment (no challenge) and antibiotic plus anticoccidial, where the GPM and CRM variables behave in a similar way, and therefore better than the diets of the negative control (challenged) and organic acids inclusion. Organic acids added to the diet during the breeding cycle showed no satisfactory effect on performance that characterize as a p... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osiris_Antunes_Caxias_Junior.pdf: 679064 bytes, checksum: 852e69e55b04ad44a7dbe0c22c5025e2 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to evaluate the performance, the incidence of diarrhea and rectal microbiological profile in piglets in nursery phase fed diets with and without the addition of sodium butyrate 30% coated. For that, 80 crossbred commercial barrows and gilts were used, with average weight of 9.47 (1.03) kg, in a randomized complete block design with four treatments repeated twice in both blocks, and five pigs of same sex by each experimental unit. Treatments consisted in a combination of two experimental diets with and without inclusion of sodium butyrate coated as a supplementary product to the diet, and both sexes. The experimental diets were based on corn and soybean meal and were added or not 0.1% of sodium butyrate 30% coated to the diets from diet pre-initial I. The final body weight, daily weight gain, daily feed intake and feed conversion were evaluated. There was no significant effect of product tested on animal performance. There was a significant effect (p=0.05) of sodium butyrate in the incidence of diarrhea, where pigs fed diets containing sodium butyrate had lower rates of diarrhea than pigs who did not receive the product. Rectal microbiological profile was determined by quantitative analysis of Escherichia coli, Clostridium sulfite reducers and lactic acid bacteria having reduced count of E. coli from 14th to 28th day but no effect on other microorganisms evaluated. The blood parameters measured in two animals of each experimental unit have been within the normal physiological parameters of the species. The addition of sodium butyrate coated 30% did not affect the performance of piglets in nursery phase in experimental environment with reduced health challenges, however, it was effective in reducing diarrhea-causing gastrointestinal disorders / Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho, a incidência de diarreia e o perfil microbiológico retal em leitões na fase de creche alimentados com dietas com e sem a adição de butirato de sódio 30% revestido. Foram utilizados 80 leitões, machos e fêmeas mestiços de linhagem comercial, com peso médio inicial de 9,47 (1,03) kg, em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro tratamentos repetidos duas vezes nos dois blocos, e com cinco suínos de mesmo sexo por unidade experimental. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de duas rações experimentais, com e sem inclusão do butirato de sódio revestido como produto suplementar à dieta, e dois sexos. As rações experimentais, à base de milho e farelo de soja, foram acrescidas ou não de 0,1% do butirato de sódio 30% revestido a partir da dieta pré-inicial I. Foram avaliados o peso corporal final, ganho de peso diário, consumo diário de ração e conversão alimentar. Não houve efeito significativo do produto testado sobre o desempenho dos animais. Houve efeito (p=0,05) do butirato de sódio na incidência de diarreia, em que suínos alimentados com dietas contendo o butirato de sódio apresentaram menores índices de diarreia do que os suínos que não receberam o produto. O perfil microbiológico retal foi determinado com análises quantitativas de Escherichia coli, Clostridium sulfito redutores e bactérias ácido-láticas apresentando redução da contagem de E. coli do 14° ao 28° dia, mas sem efeitos para os outros micro-organismos avaliados. Os parâmetros sanguíneos, mensurados em dois animais de cada unidade experimental, apresentaram-se dentro dos parâmetros fisiológicos normais da espécie. A inclusão do butirato de sódio 30% revestido não alterou o desempenho de leitões na fase de creche em ambiente experimental com reduzidos desafios sanitários, entretanto, foi eficiente na redução de distúrbios gastrointestinais causadores de diarreia

Nessa pesquisa avaliou-se a produção fermentativa de hidrogênio e ácidos orgânicos a partir do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) usado como substrato em reatores em batelada. Três condições de pré-tratamento (hidrotérmico, autoclave e hidrotérmico mais autoclave) do BCA e condição in natura foram avaliadas a fim de favorecer a produção de hidrogênio. Verificou-se produção molar de hidrogênio de 3,79 mmol/L, 3,47 mmol/L, 1,67 mmol/L e 1,01 mmol/L para BCA autoclavado, BCA in natura, BCA pré-tratado em sistema hidrotérmico e BCA pré-tratado em sistema hidrotérmico seguido de autoclave, respectivamente. A partir desses valores, optou-se por usar o BCA autoclavado como substrato para otimização da produção de hidrogênio e ácidos orgânicos a partir de metodologias de delineamento do composto central e superfície de resposta. Foram monitorados 10 reatores em batelada (R1 a R10), em triplicatas, com diferentes concentrações de substrato (0,8 a 9,2 g/L) e pH (de 4,6 a 7,4). A maior produção de hidrogênio (24,1 mmol/L) e 6,4 g/L de ácidos orgânicos foram obtidos em R4 (8,0 g BCA/L e pH 7,0). Os açúcares glicose, arabinose, xilose, manose e galactose foram observados ao longo do tempo de operação em todos os reatores, sendo arabinose observado em maior concentração nas condições dos reatores R3 (8,0 g BCA/L e pH 5,0) e R8 (5,0 g BCA/L e pH 7,4), respectivamente, 1.415,3 e 1.372,5 mg/L. A produção de hidrogênio foi concomitante à formação de ácidos orgânicos, principalmente butírico (de 14,6 a 33,8% em R1 e R6, respectivamente) e succínico (de 19,5 a 26,4% em R3 e R9, respectivamente). Os dois fatores analisados, concentração de substrato e pH, exerceram efeitos significativos na produção de hidrogênio, ácido butírico e succínico. A partir dos resultados obtidos com o planejamento fatorial, foi possível verificar que o valor máximo de produção de hidrogênio estimado pelo modelo foi de 23,10 mmol/L, para 7,0 g BCA/L e pH 7,2. O valor obtido no experimento de otimização (Rotm) foi de 19,84 mmol/L, com grau de precisão do modelo de 85,9% para produção de hidrogênio a partir de BCA autoclavado. Sequenciamento massivo via plataforma Illumina (Miseq) foi realizado para a identificação de bactérias do reator do ponto central, (R9, 5,0 g BCA/L e pH 6,0), do reator otimizado (Rotm, 7,0 g BCA/L e pH 7,2), de amostras do BCA autoclavado e inóculo. No inóculo foram identificadas principalmente bactérias semelhantes a Clostridium bifermentans (62,69% de abundância relativa), Bacillus coagulans (31,67%) e Enterobacter aerogenes (2,72%). No BCA foram identificadas bactérias semelhantes a C. bifermentans (31,91%), C. cellobioparum (32,29%), C. cellulolyticum (5,69%), C. sartagoforme (14,63%) e Paenibacillus spp. (11,67%). Estas bactérias não foram favorecidas sob as condições impostas em R9 (5,0 g BCA/L e pH 6,0) e Rotm (7,0 g BCA/L e pH 7,2), uma vez que a abundância relativa das bactérias nas amostras dos reatores foram completamente diferentes. Em R9, bactérias semelhantes a Lactobacillus paracasei e Escherichia hermannii foram as principais identificas com 37,50 e 34,32% de abundância relativa, respectivamente. Em Rotm, as principais bactérias identificadas foram semelhantes a Bacteroides sp. e Enterobacter aerogenes, com 37,35 e 27,72% de abundância relativa, respectivamente. Assim, as populações bacterianas, bem como a produção de metabólitos, foram alteradas em função das condições impostas; ou seja, concentração de BCA, pH em reatores em batelada com BCA autoclavado como substrato. / This study evaluated the hydrogen and organic acids fermentative productions from sugarcane bagasse (SCB) as substrate in batch reactors. Three pre-treatment conditions (hydrothermal, autoclave and hydrothermal plus autoclave) of BCA and the in natura condition were evaluated in order to favor the hydrogen production. Hydrogen molar productions of 3.79 mmol/L, 3.47 mmol/L, 1.67 mmol/L and 1.01 mmol/L was found for SCB pretreated in autoclave, BCA in natura, SCB pretreated in hydrothermal system and SCB pretreated in hydrothermal system followed by autoclaving, respectively. From these values, it was decided to use autoclaved BCA as a substrate for optimization of hydrogen and organic acids productions from the design methodologies of the central compound and response surface. Ten batch reactors (R1 to R10) were monitored in triplicates with different substrate concentrations (0.8 to 9.2 g/L) and pH (4.6 to 7.4). The highest production of hydrogen (24.06 mmol/L) and 6.42 g/L of organic acids were obtained in R4 (8.0 g BCA/L and pH 7.0). Glucose, arabinose, xylose, mannose and galactose were produced and consumed throughout the operating time of all reactors, and arabinose was observed at higher concentration, 1,415.26 and 1,372.45 mg/L in R3 (8.0 g BCA/L and pH 5.0) and R8 (5.0 g BCA/L and pH 7.4), respectively. The production of hydrogen was concomitant to the formation of organic acids, mainly butyric (from 14.6 to 33.8% in R1 and R6, respectively) and succinic (from 19.5 to 26.4% in R3 and R9, respectively). The two factors analyzed, substrate concentration and pH, had significant effects on the production of hydrogen, butyric acid and succinic acid. From the results obtained with the factorial design, it was possible to verify that the maximum value of hydrogen production estimated by the model was 23.10 mmol/L, to 7.0 g BCA L and pH 7.2. The value obtained in the optimization experiment (Rotm) was 19.84 mmol/L, with an accuracy of 85.9% for hydrogen production from autoclaved BCA. Sequencing by the Illumina platform (Miseq) was performed for the identification of bacteria from the central point reactor (R9, 5.0 g BCA/L and pH 6.0), optimized reactor (Rotm, 7.0 g BCA/L and pH 7.2), autoclaved BCA and inoculum samples. In the inoculum were identified mainly bacteria similar to Clostridium bifermentans (62,69% of relative abundance), Bacillus coagulans (31,67%) and Enterobacter aerogenes (2,72%). Bacteria similar to C. bifermentans (31.91%), C. cellobioparum (32.29%), C. cellulolyticum (5.69%), C. sartagoforme (14.63%) and Paenibacillus spp. (11.67%). These bacteria were not favored under the conditions imposed on R9 (5.0 g BCA/L and pH 6.0) and Rotm (7.0 g BCA/L and pH 7.2), since the relative abundance of the bacteria in the reactor samples were completely different. In R9, bacteria similar to Lactobacillus paracasei and Escherichia hermannii were the main identified with 37.50 and 34.32% of relative abundance, respectively. In Rotm, the main bacteria identified were similar to Bacteroides sp. and Enterobacter aerogenes, with 37.35 and 27.72% relative abundance, respectively. Thus, bacterial populations, as well as the production of metabolites, were altered as a function of the imposed conditions; ie, BCA concentration, pH in batch reactors with autoclaved BCA as substrate.