Este trabalho teve como objetivo propor um modelo econômico que refletisse a racionalidade da decisão de usinas e distribuidoras de combustíveis ao optarem por uma estrutura de governança para coordenar seu relacionamento, no tocante à comercialização de etanol. Para perseguir este objetivo, adotou-se como aporte teórico a Nova Economia Institucional e optou-se pela metodologia de Grounded Theory. O método de coleta, entrevistas em profundidade semi-estruturadas, e o método de análise, a Grounded Theory, foram estruturados sobre o modelo de análise contratual de Bogetoft e Olesen (2004), modelo que analisa a adoção de contratos alinhado à Nova Economia Institucional. Vinte e uma entrevistas foram conduzidas com agentes representando usinas, distribuidoras e organizações de classe. Observou-se que, em 2007 e 2008, a principal estrutura de governança utilizada na relação entre usinas e distribuidoras de combustíveis era um mix de contratos e mercado spot, tanto para o etanol hidratado, como para o anidro. Analisando o conteúdo das entrevistas, entendeu-se que as usinas optam por contratos devido a uma necessidade de garantia de fluxo de caixa, e as distribuidoras fazem esta opção para estabelecer uma programação logística que minimize seus custos. Em ambos os casos, tanto para usinas, como para distribuidoras, é necessário estabelecer com antecedência o local e o volume de produtos que os agentes pretendem comercializar, o que evidenciou a presença de especificidade locacional e temporal dos ativos nesta transação, e, consequentemente, a presença de custos de transação neste relacionamento que, de acordo com Nova Economia Institucional, explica a opção dos agentes pela estrutura de governança vigente. / This work proposes an economic model which reflects the reasoning behind the decision of plants and fuel distributors to choose a governance structure to coordinate their relationships, with regard to the commercialization of ethanol. It uses as its bases the theoretical framework of the New Institutional Economics (NIE) and the research methodology of grounded theory. The collection method, in-depth semi-structured interviewing and the analysis method of grounded theory were structured on the model for contract analysis purposed by Bogetoft and Olesen (2004), a model which analyzes the adoption of contracts in alignment with the NIE. Twenty-one interviews were conducted with agents representing plants, distributing firms and class organizations. It was observed that the main governance structure used in the relationship between plants and fuel distributors in 2007 and 2008 was a mix of contracts and spot markets, both for hydrated and anhydrous ethanol. The analysis of the content of the interviews led to the understanding that plants opt for these contracts due to the need to ensure cash flow, whereas distributors make this choice in order to develop a logistic plan that minimizes costs. The fact that both plants and distributors need to predetermine both the site and the volume of the products the agents intend to trade evidenced the presence of location and time specificity of the assets in this transaction. Therefore, transaction costs are present in this relationship, which, according to the NIE, explains the agents´option for the governance structure in force.

Submitted by Luciana Gabriel (luciana.gabriel@fgv.br) on 2010-09-30T19:45:10Z No. of bitstreams: 1 Manuela de Moraes.pdf: 906038 bytes, checksum: a7b0ab9563e95cac6c8f6f11fc579b77 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-09-30T19:45:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manuela de Moraes.pdf: 906038 bytes, checksum: a7b0ab9563e95cac6c8f6f11fc579b77 (MD5) Previous issue date: 2010-08-04 / As a result of growing concerns, especially in developed countries, with respect to oil dependence and climate change, the share of biofuels in the global energy mix is becoming increasingly relevant. In Brazil, the internal market has been the determinant factor for the sugar industry development in recent years. However the continuation of this trend in the midterm depends on international demand for Brazilian ethanol. In order to understand the potential imports of ethanol by the European Union and in particular Sweden, it was proposed in this dissertation, the analysis of the determinant factors of their imports. This paper described the evolution of the ethanol market in the bloc, focusing on incentives and policies adopted in Sweden, member country which is at the forefront in replacing gasoline with ethanol. Using data from 2006 to 2009 and assuming that imports of ethanol are a result of excess domestic demand for biofuels, we analyzed the economic relations between the variables. It is observed that the variables associated with demand in that region are in general more important in explaining the quantum of imported fuel than the variables related to regional supply. The impact of 1% increase in the price of gasoline is approximately 1.8% decrease in imports of ethanol. When the price rises of 1% in the EU reduces imports by 1.4%. Imports move in the opposite direction when changes occur in income (GDP) and the price of wheat, the main feedstock. 1% increase in income and in the price of wheat generate, respectively, 10.1% and 1.4% growth in imports of ethanol. Thus, the main export opportunities of Brazilian ethanol to the EU can be given for possible frustrations of the cereals harvest and by income growth in the region. A trend of rising oil prices may have negative impact on ethanol demand, if no compensation policies through more aggressive use of biofuels are adopted. Swedish imports behave similarly due to shocks. A one percent rise in gasoline prices reduces by 2.71% Swedish imports of ethanol, and these grow 4.4% when there is an addition of 1% of GDP. The impact on imports of the fleet ready for E85 is important: 1% increase in this fleet generates 8% growth in the quantity imported. Thus, the recent extinction of some incentives to buy vehicles that run on E85 can mean stability of the need for ethanol imports related to this variable, taking the income a greater role in the growth of imports. The coefficient of the price of E85 showed not to be statistically different from zero. This result may be due to a possible difference between the behavior of owners of cars running on E85 and of the owners of cars that run exclusively on gasoline, allowing for a higher pricing policy for producers of ethanol, Swedish or Brazilian, with low impact on demand. / Como consequência da crescente preocupação, especialmente dos países desenvolvidos, em relação à dependência do petróleo e às mudanças climáticas, a participação dos biocombustíveis na matriz energética global está se tornando cada vez mais relevante. No Brasil, o mercado interno foi o determinante para o desenvolvimento da indústria sucroalcooleira nos últimos anos, mas sabe-se que a continuação desta tendência no médio prazo dependerá da demanda internacional pelo etanol brasileiro. De forma a compreender o potencial importador de etanol da União Europeia e, em particular, da Suécia, propôs-se, nesta dissertação, analisar os determinantes de suas importações. O presente trabalho descreveu a evolução do mercado de etanol no bloco, focando-se nos incentivos e políticas adotadas na Suécia, país-membro que está mais avançado na substituição da gasolina pelo etanol. Utilizando-se de dados de 2006 a 2009 e assumindo que as importações de etanol são resultantes de um excesso de demanda doméstica pelo biocombustível, analisaram-se as relações econômicas entre as variáveis. Observou-se que as variáveis associadas à demanda daquele bloco são, de forma geral, mais importantes na explicação do quantum importado do combustível do que as variáveis associadas à oferta regional. O impacto do aumento em 1% do preço da gasolina é de decréscimo de aproximadamente 1,8% nas importações de etanol. Quando o preço deste se eleva 1% na União Europeia, reduz em 1,4% as importações. Já em sentido oposto se movimentam as importações quando ocorre alteração na renda (PIB) e no preço do trigo, o principal insumo. Acréscimo de 1% na renda e no preço do trigo geram, respectivamente, 10,1% e 1,4% de crescimento nas importações de etanol. Assim, as principais oportunidades de exportação de etanol brasileiro para o bloco podem se dar por possíveis frustrações da safra de cereais e pelo crescimento da renda europeia. Já a tendência de ascensão do preço do petróleo pode ter impacto negativo na demanda de etanol, caso não haja compensação através de políticas mais agressivas de uso de biocombustíveis. As importações suecas comportam-se de maneira semelhante às do bloco quando ocorrem choques. Um porcento de elevação no preço da gasolina sueca reduz em 2,71% as importações de etanol e, estas crescem 4,4% quando do acréscimo de 1% do PIB do país. Importante é o impacto nas importações da frota preparada para E85: 1% de elevação nesta frota gera acréscimo de 8% no volume importado. Desta forma, a extinção recente de alguns incentivos para a compra de veículos movidos a E85 pode significar estabilidade da necessidade de importações de etanol relacionada a esta variável, passando então a renda a ter um papel mais importante no crescimento das importações. Já o coeficiente do preço do E85 apresentou-se estatisticamente não diferente de zero, podendo este resultado ser consequência de uma possível diferença do perfil dos proprietários de carros movidos a E85, relativamente ao dos proprietários de carros movidos exclusivamente à gasolina, dando margem a uma política de preços mais remuneradora para os produtores de etanol, sendo estes suecos ou brasileiros, com baixo impacto sobre a demanda.

Submitted by Roberta Lorenzon (roberta.lorenzon@fgv.br) on 2011-06-01T12:14:10Z No. of bitstreams: 1 65080100020.pdf: 1461341 bytes, checksum: 821a0b027398efed81ec57d52f2a3263 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia(suzinei.garcia@fgv.br) on 2011-06-01T12:18:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100020.pdf: 1461341 bytes, checksum: 821a0b027398efed81ec57d52f2a3263 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia(suzinei.garcia@fgv.br) on 2011-06-01T12:19:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100020.pdf: 1461341 bytes, checksum: 821a0b027398efed81ec57d52f2a3263 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-01T12:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 65080100020.pdf: 1461341 bytes, checksum: 821a0b027398efed81ec57d52f2a3263 (MD5) Previous issue date: 2010-11-08 / As perspectivas do mercado internacional de biocombustíveis colocam o Brasil como grande protagonista na difusão da utilização do etanol, produzido a partir da cana-de-açúcar, graças à sua competitividade e às crescentes preocupações relacionadas ao aquecimento global. Para que se possa conduzir esse processo, é preciso, necessariamente, cuidar da estratégia para a sustentabilidade da matriz energética brasileira, que serve de exemplo para os outros países. As constantes oscilações nos preços do etanol combustível, a carga tributária e a falta de tratamento equânime nas unidades da federação são fatores que podem ser considerados críticos para a expansão da demanda interna do etanol. Nesse sentido, as recentes modificações introduzidas na regulamentação da produção e comercialização do etanol combustível buscam a redução da volatilidade de preços, a flexibilidade na oferta do produto e a criação de ambiente que permita aos produtores de etanol a proteção do seu fluxo de caixa nos mercados futuros da BM&FBovespa. A carga tributária é fator motivador para a adulteração e para a manutenção da evasão fiscal. A evolução do tratamento tributário, independentemente da redução da carga tributária, indica que, a exemplo do que ocorre na tributação da gasolina, a centralização nos produtores, nas cooperativas e na empresa de comercialização de etanol, é o passo necessário para a redução da adulteração e da evasão fiscal que ainda são encontradas nesse segmento. / The biofuel international market perspectives put Brazil in the main role of dissemination of the use of ethanol, produced from sugar cane, thanks to its competitiveness and the increasing concern related to global warning. In order to lead this process, it is necessary to care for the sustainability of the Brazilian energy mix, which is a model for other countries. The constant price variation, the amount of taxes and its mishandling by the states can be considered critical factors for the domestic expansion of ethanol demand. In this context, the recent introduced modification in the ethanol production and trading regulation aims to reduce the price variation, to improve flexibility in the product offer, to create an environment that allows cash flow protection to the ethanol producers in the futures markets in the BM&FBovespa. The amount of taxes is a motivating factor for adulterated fuel and tax evasion. The evolution of the tax treatment, regardless the reduction in the amount of taxes, means that, as it happens with the gasoline taxation, the centralization in the producers, cooperatives and ethanol trading companies are the necessary step to reduce adulterated fuel and tax evasion that can still be found in this segment.

Submitted by Fabio Guimaraes (fabiolguimaraes@gmail.com) on 2011-12-13T01:59:43Z No. of bitstreams: 1 PreçosdeEtanolnoBrasil_UmaAnaliseEspacial_FabioGuimaraes_MPAgro2011_Revisada.pdf: 1787727 bytes, checksum: 9ab0396e6fbf3ad4ddaa71d2dbc2cc3e (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel (gisele.hannickel@fgv.br) on 2011-12-13T14:32:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PreçosdeEtanolnoBrasil_UmaAnaliseEspacial_FabioGuimaraes_MPAgro2011_Revisada.pdf: 1787727 bytes, checksum: 9ab0396e6fbf3ad4ddaa71d2dbc2cc3e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-13T16:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PreçosdeEtanolnoBrasil_UmaAnaliseEspacial_FabioGuimaraes_MPAgro2011_Revisada.pdf: 1787727 bytes, checksum: 9ab0396e6fbf3ad4ddaa71d2dbc2cc3e (MD5) Previous issue date: 2011-11-22 / The introduction of flex-fuel technology resulted in an expressive increase of ethanol consumption in Brazil, competing directly with gasoline throughout gas stations. Nevertheless, unlike gasoline, ethanol suffers from seasonal cycles of sugarcane harvesting, proving to be insufficient to attend demand, incurring in high prices in off-season periods. Besides these factors, the growth in use of ethanol as fuel lacks clear public policies that would encourage the market, as well as structured logistics that would allow for the disposal of the product at a low cost. This study aims to demonstrate how ethanol and gasoline prices behave spatially in Brazil. It was observed that ethanol prices paid by consumers were lower the closer to production areas and higher with greater distances, until they turned disadvantageous for consumers in some states where the parity of ethanol prices against gasoline overcame the technical limit of 70%. It was also observed that the different seasonal cycles from the two production areas in the country define seasonal patterns in consumption of ethanol or gasoline, based on the 70% parity. The results indicate that stocks and product flows depend not only on logistic conditions, but also on seasonal combinations of the producing areas. Finally, this work intends to understand how and to what degree production prices in the state of São Paulo state relate to the prices that consumers pay in other regions of the country. This study demonstrates that the speed in price transmission is not related to distance, but rather, that logistic factors and the specific characteristics of each market are the major determinants of the behavior of consumer prices with relation to changes in production prices in the state of São Paulo. / A introdução da tecnologia flex-fuel resultou em um expressivo aumento do consumo de etanol no Brasil, tornando-o principal concorrente da gasolina nos postos de combustíveis. Apesar disso, diferentemente da gasolina, a oferta de etanol sofre com a sazonalidade da safra de cana de açúcar, mostrando-se insuficiente para atender a demanda, incorrendo em altos preços nos períodos de entressafra. Além destes fatores, a expansão do uso de etanol como combustível enfrenta a ausência de políticas públicas claras que incentivem o mercado, assim como uma estrutura logística que permita o escoamento do produto a baixos custos. O presente trabalho buscou demonstrar como se comportam espacialmente os preços de etanol e gasolina no Brasil. Observou-se que os preços de etanol combustível ao consumidor foram menores quanto mais próximos das regiões produtoras e maiores conforme se distanciam, até se tornarem desvantajosos para o consumidor de alguns estados na medida em que a paridade de preços frente à gasolina supera o limite técnico de 70%. Observou-se também que a sazonalidade distinta das duas regiões produtoras do país define padrões sazonais de áreas que predominantemente consomem etanol ou gasolina, conforme a paridade de 70%. Este resultado indica que a necessidade de estoques e fluxos de produtos depende não apenas das condições logísticas, mas também da combinação da sazonalidade das regiões produtoras. Por fim, intencionou-se entender como e em que proporção os preços ao produtor do estado de São Paulo relacionam-se com os preços ao consumidor de outras regiões do país. Este estudo demonstrou que a velocidade de transmissão dos preços não está relacionada com a distância e que fatores logísticos e características específicas de cada mercado são os principais determinantes do comportamento dos preços ao consumidor em relação às alterações nos preços ao produtor do estado de São Paulo.

No presente trabalho procurou-se avaliar os tipos de metabolismo existentes em espécies e linhagens de Latobacillus isoladas de ambiente de fermentação alcoólica industrial. Para tal, 17, linhagens foram crescidas por 24 horas a 32 ºC, em meio de glicose e frutose (1% de cada açúcar) suplementado com extrato de levedura, minerais e tampão. O crescimento bacteriano foi estimado por plaqueamento e abosrbância a 600 nm, enquanto que no meio de crescimento foram estimados, mediante cromatografia de alta eficiência, os teores de ácido lático, ácido acético e etanol. Os isômeros óticos D(-)- e L(+)-lactato foram dosados enzimaticamente mediante espectrofotometria a 340nm, empregando-se desidrogenases estereoespcíficas. Os resultados mostraram que entre as 17 linhagens de Latobacillus avaliadas foram observados os três tipos de metabolismo : homofermentativo obrigatório (8 linhagens), heterofermentativo facultativo (1 linhagem) e heterofermentativo obrigatório (8 linhagens). Observou-se também uma relação estequiométrica dos produtos formados (lactato, acetato e etanol), condizente com os passos metabólicos característicos de cada grupo. Os resultados também permitem deduzir que quanto à formação dos isômeros óticos, houve predominância das linhagens tipo DL (produção simultânea dos dois isômeros), sobre as linhagens D e L. No entanto foram encontradas linhagens produzindo 100% de um dado isômero (D e L), descortinando a possibilidade de que linhagens isoladas de processo industrial de produção de etanol, possam atender demandas biotecnológicas que requeiram proporções definidas dos isômeros. Foi possível deduzir que a utilização dos teores de ácido lático na avaliação da contaminação bacteriana deve ser considerada com ressalvas, especialmente no caso do emprego do ácido L(+)-lático, e notadamente no caso de comunidades bacterianas complexas. / The aim of the present work was to evaluate the metabolism type of 17 Lactobacilli strains isolated from industrial ethanol fermentation plants. The strains were grown, at 32°C for 24 hours, on a mixture of equal amounts of glucose and fructose as the carbon source, and supplemented with yeast extract, mineral nutrients and buffer. Bacterial growth was estimated either by absorbance at 600nm and by plating. The main end products of bacterial metabolism (lactate, acetate and ethanol) were measured by high performance liquid chromatography, while the stereoisomers, D(-)- and L(+)-lactate were assayed by an enzymatic methodology using stereospecific lactatedehydrogenases. According to the results, all the three types of metabolism were found among the bacteria investigated: obligately homofermentative (8 strains), facultative heterofermentative (1 strain) and obligately heterofermentative (8 strains). Additionally, it was observed a stoichiometric relationship between the major end products (lactate, acetate and ethanol) in agreement with the metabolic pathway proposed for the different bacterial types (homo- and heterofermentative strains). The results have showed a predominance of strains of DL type, regarding the stereoisomers production. However, it was found strains producing a single type of the isomeric form. These findings suggest the possibility to explore the Lactobacilli biodiversity in fuel ethanol fermentation plants for lactate production of chemically pure optical isomers. It was also observed that the use of lactate content for a chemical evaluation of bacterial contamination may be considered with some restrictions, mainly in the case of L(+)-lactate, and particularly in the case of complex bacterial communities.

Orientador: Mercedes de Moraes / Banca: Massao Ionashiro / Banca: Solange Cadore / Banca: Francisco José Krug / Banca: Joaquim de Araujo Nóbrega / Resumo: A espectrometria de absorção atômica com nebulização térmica em tubo aquecido em chama (TS-FF-AAS do inglês: Thermospray Flame Furnace Atomic Absorption Spectrometry) é considerada simples e de interface entre cromatografia líquida de alta eficiência, ou análise por injeção em fluxo, com a espectrometria de absorção atômica em chama (FAAS). A automatização, parcial ou total, de sistemas de análise permite o processamento de um grande número de amostras, diminuindo o tempo de análise, reduzindo etapas de manipulação, consumo de reagentes e amostras e o volume de descarte. Foram estudados alguns parâmetros que tem influência no desempenho e na sensibilidade dos sistemas TS-FF-AAS e Multicomutação-TS-FFAAS, tais como: a válvula de injeção de amostra e o volume injetado, as vazões de reagentes, amostras e carregadores, o tipo de carregador e de tubo utilizado. Com o sistema TS-FF-AAS foram obtidas as curvas analíticas em meio de HNO3 0,14 mol L-1, nos tubos cerâmico e metálico, com as seguintes concentrações características: cádmio (Cd) 0,605 μg L-1 e 0,736 μg L-1, chumbo (Pb) 2,57 μg L-1 e 59,3 μg L-1, cobre (Cu) 8,35 μg L-1 e 15,1 μg L-1, e zinco (Zn) 0,673 μg L-1 e 0,936 μg L-1. Para as curvas analíticas em álcool etílico hidratado combustível (AEHC) 1+1 (v/v) em meio de HNO3 0,14 mol L-1, nos tubos cerâmico e metálico, as seguintes concentrações características foram obtidas: cádmio (Cd) 0,462 μg L-1 e 0,804 μg L-1, chumbo (Pb) 13,1 μg L-1 e 60,6 μg L-1, cobre (Cu) 33,3 μg L-1 e 30,3 μg L-1, e zinco (Zn) 0,513 μg L-1 e 0,585 μg L-1. Para as emulsões de 0,5 g de óleo diesel, 5,0 g de Triton X100 com volumes finais de 50 mL em meio de HNO3 0,14 mol L-1 foram obtidas curvas analíticas com as seguintes concentrações características: Pb 17,9 μg L-1 e 28,4 μg L-1 e Cu 10,6 μg L-1 e 27,3 μg L-1...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thermospray Flame Furnace Atomic Absorption Spectrometry (TS-FF-AAS) is considered simple and of interface among of high performance liquid chromatography and flow injection analysis with the flame atomic absorption spectrometry (FAAS). The automation of analysis systems allows the processing of a great number of samples, decreasing the time of analysis, reducing manipulation stages, chemicals and samples consumption and the volume waste. Some parameters were studied that have influence in the performance and in the sensibility of the TS-FF-AAS and Multicomutation-TS-FF-AAS systems, such as: the valve of sample injection and the injected volume, the chemical flow, samples and carriers, the type of the carriers and of used tube. With the system TS-FF-AAS were obtained the analytical curves in HNO3 0,14 mol L-1, in the ceramic and metallic tubes, with the following characteristics concentrations: cadmium (Cd) 0.605 μg L-1 e 0.736 μg L-1, lead (Pb) 2.57 μg L-1 e 59.3 μg L-1, copper (Cu) 8.35 μg L-1 e 15.1 μg L-1, and zinc (Zn) 0.673 μg L-1 e 0.936 μg L-1. For the analytical curves in fuel hydrated ethyl alcohol 1+1 (v/v) in HNO3 0.144 mol L-1, in the ceramic and metallic tubes, the following characteristics concentrations were obtained: cadmium (Cd) 0.462 μg L-1 e 0.804 μg L-1, lead (Pb) 13.1 μg L-1 e 60.6 μg L-1, copper (Cu) 33.3 μg L-1 e 30.3 μg L-1, and zinc (Zn) 0.513 μg L-1 e 0.585 μg L-1. For the 0.5 g emulsions of diesel, 5.0 g of Triton X100 with final volumes of 50 mL in HNO3 0.144 mol L-1 were obtained analytical curves with the following characteristics concentrations: copper (Cu) 10.6 μg L-1 e 27.3 μg L-1 and; Pb 17.9 μg L-1 e 28.4 μg L-1. It was possible to determine Zn in AEHC (37.6 μg kg-1) with a coefficient of variation...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Coorientador: Patrícia Raquel Silva Zanoni. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Fontes limitadas de combustíveis fósseis, instabilidade no preço do petróleo e a necessidade de reduzir as emissões de dióxido de carbono na atmosfera estimulam a necessidade de se explorar novas tecnologias na produção de combustíveis líquidos usando matéria-prima renovável. Entre os biocombustíveis produzidos atualmente o butanol (1-butanol, n-butanol), desperta particular interesse, devido a características energéticas que o tornam um combustível promissor para motores de combustão. A biossíntese desse álcool está presente no gênero Clostridium, cujo metabolismo fermentativo é capaz de produzir acetona, butanol e etanol. Entretanto, a engenharia metabólica desses micro-organismos para produção de bioálcool é particularmente difícil de ser realizada, uma vez que as vias fermentativas são bastante ramificadas e possuem sistema de restrição diferenciado. O objetivo desse trabalho foi desenvolver um bioprocesso envolvendo modificações genéticas em cepas de C. acetobutylicum para o aumento da produção de álcoois. Para suplantar o sistema de restrição, linhagens de E. coli contendo o plasmídeo com o gene da metiltranferase otimizado (φ3TIm) foram utilizadas para metilação no DNA. A otimização da produção de álcoois foi realizada através do nocaute dos genes associados à formação de ácidos acético e butírico (pta e buk), assim como a expressão da álcool desidrogenase secundária de C. beijerinckii na linhagem resultante. Os resultados mostram que o DNA metilado em E. coli é resistente a ação da enzima de restrição Cac284I do C. acetobutylicum. Os genes pta e buk foram deletados e a produção de ácidos foi consideravelmente diminuída. O aumento da produção de butanol e etanol foi vista na cepa A1(Δpta), porém a cepa AB1 (ΔptaΔbuk) manteve os níveis produção butanol e de etanol semelhantes aos da cepa selvagem. Não houve produção de isopropanol em nenhum dos mutantes após a transformação com vetor epissomal. Esta proposta é uma das primeiras inciativas do país voltadas para a manipulação genética de clostrídios para a produção de biocombustíveis, os ganhos em termos de conhecimento serão bastante amplos e poderá servir como base para inúmeros desenvolvimentos futuros. / Limited sources of fossil fuels, instability in the price of oil and the need to reduce carbon dioxide emissions in the atmosphere stimulate the need to explore new technologies in the production of liquid fuels using renewable raw material. Among the currently produced biofuels, butanol (1-butanol, n-butanol) is particularly interesting because of the energetic characteristics that make it a promising fuel for combustion engines. The biosynthesis of this alcohol is present in the genus Clostridium, whose fermentative metabolism is capable of producing acetone, butanol and ethanol. However, the metabolic engineering of these microorganisms for bioalcohol production is particularly difficult to perform, since the fermentative pathways are quite branched and have a distinct restriction system. The aim of this work was to develop a bioprocess involving genetic modifications in C. acetobutylicum strains to increase the production of alcohols. To overcome the restriction system, E. coli strains containing the plasmid with the optimized methyltranferase gene (φ3TIm) were used for DNA methylation. The optimization of alcohol production was accomplished through the knockout of genes associated with the formation of acetic and butyric acids (pta and buk), as well as the expression of the secondary alcohol dehydrogenase (sadh) from C. beijerinckii in the resulting lineage. The results show that the methylated DNA in E. coli is resistant to the action of the Cac284I restriction enzyme of C. acetobutylicum. The pta and buk genes were deleted and acid production was considerably decreased. Increased production of butanol and ethanol was observed in strain A1 (Δpta), but strain AB1 (ΔptaΔbuk) maintained production of butanol and ethanol levels similar to wild type. There was no production of isopropanol in any of the mutants after episomal vector transformation. This work represents one of the first initiatives in Brazil aimed at the genetic manipulation of clostridia to produce biofuels and will pave the way for numerous future developments.

Submitted by Gustavo Caixeta (gucaixeta@gmail.com) on 2017-02-23T18:23:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063780 bytes, checksum: b1ee21894c0c5b1dedc20af48dec5bfc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T18:23:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1063780 bytes, checksum: b1ee21894c0c5b1dedc20af48dec5bfc (MD5) Previous issue date: 2016-06-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil / A utilização racional da biomassa tem sido considerada uma prática promissora para a obtenção de produtos de alto valor agregado em uma cadeia de produção sustentável. Neste cenário, o conceito de biorrefinaria surgiu, esse refere à conversão de materiais lignocelulósicos em bioprodutos (celulose, produtos químicos, etc.) e bioenergia (etanol, energia, etc.) com o mínimo de emissões e baixo desperdício. O conceito de biorrefinaria baseia-se em muitos diferentes tipos de biomassa, como resíduos agrícolas e florestais, madeira e gramíneas em geral, etc. Nesse trabalho, nos reportamos uma caracterização da lignina e dos extrativos presentes no bagaço, medula e palha de cana-de-açúcar. Para a caracterização da lignina utilizamos a técnica de pirólise analítica acoplada a cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM) e para extrativos; a técnica de cromatografia gasosa e espectrometria de massa (CG/EM). Também, foi investigado o uso do bagaço e da palha de cana de açúcar como fonte para produção de etanol de segunda geração, através da realização de processos de pré-tratamento (auto-hidrólise) seguido pela sacarificação. A análise química dos extrativos permitiu a identificação de 45 compostos de Eucalyptus urograndis, 47 para palha e 67 para o bagaço. Os principais componentes das matérias-primas estudadas foram os ácidos graxos para E. urograndis e carboidratos para palha e o bagaço. Foi possível identificar mais de 40 produtos primários da pirólise para lignina solúvel em ácido e 30 para lignina Klason para os resíduos da cana de açúcar. A pirólise analítica da lignina solúvel em ácido a partir de bagaço de cana (SCB), da palha de cana (SCS), e da medula da cana (SCP) mostrou a prevalência de picos relacionados com produtos derivados de carboidratos. As pirogramas para as amostras de lignina Klason de SCB, SCP e SCS mostraram a prevalência dos picos derivados da lignina. O estudo da produção de etanol de 2G mostrou que um total de 84,4% de açúcar pode ser recuperado a partir do bagaço de cana de açúcar, a 180 0 C durante 20 min com uma dosagem de enzima de 5 FPU/grama de substrato. A análise econômica para o método proposto mostrou que a produção de bioetanol pode ter um retorno financeiro maior do que 12%. Já produção de etanol a partir da autohidrólise da palha da cana parece ser uma abordagem viável financeiramente se um sistema rentável de coleta de palha seja estabelecido. Com esse estudo foi possível verificar que os resíduos da cana de açúcar podem ser fonte promissoras de bioquímicos valiosos os quais podem ser utilizados na indústria de cosméticos, alimentos ou farmacêutica, como também, na produção do etanol de 2G. / In this work, we report the characterization of lignin and extractives present in the bagasse, pith and straw sugarcane. For the characterization of lignin we used the technique of analytical pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC/MS and for extractives to gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS). Also, we investigated the use of straw and bagasse sugarcane as a source for production of second generation ethanol, by performing pretreatment (autohydrolysis) processes followed by saccharification. Chemical analysis of extractives allowed the identification of 45 compounds for Eucalyptus urograndis, 47 for straw and 67 for bagasse. The major components from the raw materials studied were fatty acids for E. urograndis and carbohydrates for straw and bagasse. It was possible to identify more 40 primary pyrolysis products for acid-soluble lignin and 30 for Klason lignin for sugarcane residues. Analytical pyrolysis of acid-soluble lignin from sugarcane bagasse (SCB), sugarcane straw (SCS), and sugarcane pitch (SCP), showed prevalence of peaks related to products derived from carbohydrates. The pyrograms for the Klason lignin samples of SCB, SCP and SCS showed the prevalence of lignin derivatives. The study of 2G ethanol production showed a total of 84.4% sugar can be recovered from the sugar cane bagasse, at 180 0 C for 20 min with an enzyme dosage 5 FPU / gram of substrate. The economic analysis for the proposed method showed that the production of bioethanol may have a greater financial return than 12%. Already producing ethanol from sugarcane straw autohydrolysis seems to be a viable approach financially if a profitable system of straw collection is established. With this study it was possible to verify that the wastes sugarcane may be promising feedstocks of valuable biochemical that can be used in cosmetics, foods or pharmaceuticals, as well as the production of the 2G ethanol.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-10T15:18:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 702601 bytes, checksum: 8ca0cbe384f9a335577b24f5253d8cd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T15:18:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 702601 bytes, checksum: 8ca0cbe384f9a335577b24f5253d8cd5 (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cachaça é uma bebida tipicamente brasileira e sua produção é uma atividade em expansão, com crescente apoio governamental. Muitos produtores de cachaça transformam os resíduos de produção, cabeça e cauda, em álcool combustível. Vários estudos mostraram que a produção de álcool combustível em pequena escala é economicamente viável e apresenta benefícios ambientais. Apesar destas vantagens, existem poucos estudos sobre os custos energéticos e as emissões de gases de efeito estufa na produção de álcool combustível em pequenas escalas em fazendas no Brasil. Com este trabalho objetivou-se o balanço de emissões e a análise energética do sistema de produção integrada, em fazendas, de cachaça de qualidade e álcool combustível de fazenda a partir de resíduos da produção de cachaça. A pesquisa de campo foi realizada em uma microdestilaria e lavouras pertencentes a um produtor localizado na Zona da Mata Mineira. O dispêndio de energia referente à etapa agrícola foi apresentado pelo consumo energético foi de 245,14 MJ TC -1 (tonelada de cana), sendo que deste total 80% foram destinados para produção de cachaça e 20% para obtenção do álcool combustível de fazenda a partir dos subprodutos cabeça e cauda. O consumo de energia na fase industrial foi de 30,44 MJ TC -1 , sendo 24,35 MJ TC -1 para a cachaça e 6,09 MJ TC -1 para o álcool combustível de fazenda. A relação de output/input foi 4,61 e o indicador de renovabilidade 0,27, mostrando que o álcool combustível produzido na fazenda a partir de subprodutos da cachaça é um combustível renovável. O total das emissões na fase agrícola foi 1.798,46 kg CO 2 eq./ha ano. Os gases de efeito estufa emitidos na fase industrial foi de 457,25 kg CO 2 eq./ha ano, emissões estas devidas ao uso de energia elétrica e da queima do bagaço para geração de energia térmica. A fase agrícola foi responsável por 79,73% das emissões totais e a fase industrial por apenas 20,27%. As emissões diretas de N 2 O, devido aplicação de fertilizantes nitrogenados e ao N contido nos resíduos da colheita, foi a categoria mais impactante na fase agrícola, seguida pelas emissões na produção de fertilizantes. Finalmente, o conhecimento dos impactos à qualidade do meio ambiente das atividades da produção da cachaça e do álcool combustível de fazenda poderá contribuir para a proposição de soluções mitigadoras que garantam a sustentabilidade destas atividades. / Cachaça is a typical Brazilian drink and its production is an activity expanding with growing government support. Many cachaça producers transform the head and tail wastes produced into fuel ethanol. Several studies have shown that the biofuel ethanol production on a small scale is economically viable and provide environmental benefits. Despite these advantages, there are few studies on the energy costs and the emissions of greenhouse gases for the production of ethanol in small scale in farms in Brazil. The objectives of this study were the emissions balance and the energy analysis of the integrated farm production system of quality cachaça, and of fuel ethanol from the waste of the cachaça production. The field research was carried out in a micro distillery and crops belonging to a producer located in the Zona da Mata Mineira (Minas Gerais, Brazil). The energy consumption related to the agricultural stage was 206,76 MJ TC -1 (TC = metric tons of sugar cane), and of this total 80% was due to the production of cachaça, and 20% for obtaining farm fuel ethanol from the head and tail by products. Energy consumption in the industrial phase was 30,44 MJ TC -1 ,with 24,35 MJ TC -1 for the production of cachaça, and 6,09 MJ TC -1 to obtain the farm fuel ethanol. The output/input ratio was 4,61 and the renewability indicator was 0,27, thus showing that the fuel ethanol produced on the farm from the cachaça by-products is a renewable fuel. The total emissions in the agricultural phase was 1.798,46 kg CO 2 eq./ ha year. Greenhouse gases emissions from the industrial phase were 457,25 kg CO 2 eq./ ha year and they were due to the use of electric power and the burning of sugar cane bagasse for thermal energy generation. The agricultural phase accounted for 79,73% of the total emissions, and the industrial phase only 20,27%. Direct N 2 O emissions due application of nitrogen fertilizer and the N contained in crop residues, was the most impressive category in the agricultural phase, followed by emissions in fertilizer. The knowledge of the impacts on the quality of the environment of the activities of the farm production of cachaça and fuel ethanol could contribute for the proposition of mitigation solutions that ensure the sustainability of these activities.