Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-03Bitstream added on 2014-06-13T19:41:58Z : No. of bitstreams: 1 namiuchi_nn_dr_botfca.pdf: 349934 bytes, checksum: b7b6c0bff68cbd06fbb7a639b73e9f53 (MD5) / Foram avaliadas as características quantitativas, qualitativas e o potencial e distribuição da produção de biogás, da cama de frangos de corte.Os estudos foram realizados em galpões experimentais, laboratórios e biodigestores. O experimento foi analisado como inteiramente casualisado, adotando-se esquema fatorial 4x3x2 considerando quatro quantidades de cama (0,4, 0,5, 0,6 e 0,7 kg MS.ave-1), três materiais de cobertura dos galpões AMC (telha de fibrocimento), AMB ( fibrocimento com pintura) e ALU (alumínio ondulada) e dois lotes de criação de aves em camas com uma utilização e reutilização em Dourados – MS. O ambiente dos galpões, proporcionado pelos diferentes tipos de cobertura foi caracterizado a partir de índices de temperatura do bulbo seco, umidade relativa e velocidade do vento. Para avaliar o desempenho animal foram observados: o peso vivo, consumo de ração e mortalidade e para a quantificação da cama, foram estudados peso da cama produzida, teor de matéria seca, coeficiente de resíduo, umidade, proteína bruta, potencial de emissão de amônia, temperatura da superfície e do interior da cama de frango e produção de biogás... / Quantitative, qualitative characteristics and potential and biogas distribution from poultry litter were evaluated.. The experiment was analyzed as a completely randomized, using a 4x3x2 factorial scheme established by four quantities of litter (0.4; 0.5; 0.6 and 0.7 kgMS.bird-1), three covering materials of aviaries: AMC (asbestos cement tile), AMB (asbestos cement tile with painting) and ALU (wavy aluminum tile) and two lots of breeding in Dourados – MS. Aviary environment, which was promoted by different kinds of covering, was characterized descriptively considering dried bulb temperature index, humidity index and wind velocity. In order to evaluate broiler performance, it was observed: live weight, ration consumption, mortality and for poultry litter quantification: produced litter weight, dry matter content, residue coefficient, dampness, crude protein, ammonia emission potential, surface, and inside temperature of poultry litter and biogas production were studied...(Complete abstract, click electronic access below)

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Resumo: Foram avaliadas as características quantitativas, qualitativas e o potencial e distribuição da produção de biogás, da cama de frangos de corte.Os estudos foram realizados em galpões experimentais, laboratórios e biodigestores. O experimento foi analisado como inteiramente casualisado, adotando-se esquema fatorial 4x3x2 considerando quatro quantidades de cama (0,4, 0,5, 0,6 e 0,7 kg MS.ave-1), três materiais de cobertura dos galpões AMC (telha de fibrocimento), AMB ( fibrocimento com pintura) e ALU (alumínio ondulada) e dois lotes de criação de aves em camas com uma utilização e reutilização em Dourados - MS. O ambiente dos galpões, proporcionado pelos diferentes tipos de cobertura foi caracterizado a partir de índices de temperatura do bulbo seco, umidade relativa e velocidade do vento. Para avaliar o desempenho animal foram observados: o peso vivo, consumo de ração e mortalidade e para a quantificação da cama, foram estudados peso da cama produzida, teor de matéria seca, coeficiente de resíduo, umidade, proteína bruta, potencial de emissão de amônia, temperatura da superfície e do interior da cama de frango e produção de biogás...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract:Quantitative, qualitative characteristics and potential and biogas distribution from poultry litter were evaluated.. The experiment was analyzed as a completely randomized, using a 4x3x2 factorial scheme established by four quantities of litter (0.4; 0.5; 0.6 and 0.7 kgMS.bird-1), three covering materials of aviaries: AMC (asbestos cement tile), AMB (asbestos cement tile with painting) and ALU (wavy aluminum tile) and two lots of breeding in Dourados - MS. Aviary environment, which was promoted by different kinds of covering, was characterized descriptively considering dried bulb temperature index, humidity index and wind velocity. In order to evaluate broiler performance, it was observed: live weight, ration consumption, mortality and for poultry litter quantification: produced litter weight, dry matter content, residue coefficient, dampness, crude protein, ammonia emission potential, surface, and inside temperature of poultry litter and biogas production were studied...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo. Na safra 2015/16, foram produzidos 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol realizada no Brasil é gerado grande volume de vinhaça, cerca de 10 a 13 litros desse resíduo por litro de etanol produzido. Isso significa uma produção anual de cerca de 300 bilhões de litros desse material residual. Em função disso e do risco de contaminação ambiental por esse material, há necessidade de reduzir o volume desse resíduo. Com isso minimizar o custo com a gestão desse passivo ambiental. Isso pode ser feito mediante a concentração da vinhaça. Além disso, o mercado de energia elétrica tem se apresentado com uma boa oportunidade para o setor sucroenergético. Por esses motivos, o objetivo deste projeto foi a produção de metano a partir do uso de vinhaça concentrada. Para tal, a vinhaça concentrada foi obtida em uma usina no Estado de São Paulo que utiliza concentrador de vinhaça de múltiplos efeitos. Utilizaram-se dois reatores (R1 e R2) do tipo UASB (reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo) com capacidade para 50 L e volume reacional de 34,5 L cada. Os reatores foram operados à 38 ºC, com tempo de detenção hidráulica de 24 horas por 103 dias. O reator R1 recebeu cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes durante 9 fases (3,94; 3,5; 3,89; 4,66; 4,94; 5,33; 5,66; 6,08; 6,38 e 8,96 g DQO (L d)-1), com DQO afluente variando de 23.927 mg L-1 a 44.060 mgL-1. O reator R2 operou como tratamento controle, com COV variando entre 3,83 e 4,32 g DQO (L d)-1. A avaliação do processo de biodigestão anaeróbia foi realizada com base na produção de biogás, eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, concentração de ácidos voláteis totais (AVT), concentração de sólidos no lodo e atividade metanogênicas específica do lodo (AME). R1 mostrou-se mais eficiente, com pH e alcalinidade dentro da faixa ideal e efluente com menor concentração de AVT. O desempenho do processo mostrouse estável, atingindo eficiência máxima de remoção de DQO de 90% em R1. A maior produção volumétrica de biogás ocorreu concomitantemente com a maior produção específica de biogás, quando a DQO afluente foi de 42.003 mg L-1, a produção volumétrica de biogás foi de 135,24 L dia-1, e a produção de biogás em relação a DQO removida foi de 0,362 LbiogásgDQOremov-1. No fim do experimento, a AME de R1 foi de 1,19 gDQOCH4 gSTV.d-1, 40% superior a R2, que teve 0,85 gDQOCH4 gSTV.d-1. A alta eficiência de remoção de matéria orgânica e produção de biogás no reator alimentado com alta concentração de DQO foi obtida através da adaptação gradual do consórcio microbiano. / Brazil is the second largest producer of ethanol in the world. In the 2015/16 crop, 30.4 billion liters were produced. In Brazil\'s ethanol production, a large volume of vinasse is generated, about 10 to 13 liters of this residue per liter of ethanol produced. This means an annual output of about 300 billion liters of this waste material. Because of this and the risk of environmental contamination by this material, there is a need to reduce the volume of this waste. This will minimize the cost of managing this environmental liability. This can be done by concentrating the vinasse. In addition, the electricity market has presented itself with a good opportunity for the sugar-energy sector. For these reasons, the objective of this study was to produce methane from concentrated vinasse. For this purpose, concentrated vinasse was obtained from a mill that uses a multi-purpose vinasse concentrator in São Paulo State. Two reactors (R1 and R2) of UASB type (up-flow anaerobic sludge blanket) with capacity for 50 L and reactional volume of 34.5 L each one. The reactors were operated at 38 °C, with hydraulic retention time of 24 hours for 103 days. The reactor R1 received increasing organic load rate (OLR) during 9 phases (3.94, 3.5, 3.89, 4.66, 4.94, 5.33, 5.66, 6.08, 6.38 And 8.96 g COD (L d)-1), with affluent COD ranging from 23,927 mg L-1 to 44,060 mg L-1. The R2 reactor was operated as a control treatment, with OLR ranging from 3.83 to 4.32 g COD (L d)-1. The evaluation of the anaerobic biodigestion process was carried out based on biogas production, COD removal efficiency, pH, alkalinity, total volatile acid concentration (TVA), sludge solids concentration and sludge specific methanogenic activity (SMA). R1 showed to be more efficient, with pH and alkalinity within the ideal range and effluent with lower concentration of TVA. The process performance was stable, achieving maximum COD removal efficiency of 90% in R1. The higher volume of biogas production occurred concurrently with the higher specific biogas production, when the COD was 42.003 mg L-1, the volumetric biogas production was 135.24 L day-1, and the biogas production in relation to removed COD was 0.362 Lbiogas gCODremoved -1. At the end of the experiment, the SMA of R1 was 1.19 gCODCH4 gTVS.day-1, 40% higher than R2, which had 0.85 gCODCH4 gTVS.day-1. The high efficiency of organic matter removal and biogas production in the reactor fed with high COD concentration was obtained through the gradual adaptation of the microbial consortium.

Embora algumas estratégias alimentares tenham sido propostas para diminuir a emissão de metano (CH4) provenientes de ruminantes, poucas têm mostrado diminuição persistente, principalmente in vivo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de diferentes níveis de taninos como aditivo alimentar para ruminantes como mitigador das emissões de CH4 ruminal e dos dejetos. Utilizou-se o delineamento experimental quadrado latino 4x4 duplicado (4 períodos de 28 dias cada), em arranjo fatorial 2x4, sendo testados dois grupos distintos de bovinos (taurinos ou zebuínos) e quatro níveis de inclusão de taninos (extrato comercial de Acacia mearnsii, contendo 82,3% de taninos totais - equivalente em ácido tânico e 32,3% de taninos condensados - equivalente em leucocianidina) na dieta (0; 0,5; 1,0 e 1,5% da MS da dieta). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizaram-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os níveis utilizados do aditivo promoveram mudanças no comportamento de ruminação dos animais e apesar de causarem redução linear da digestibilidade dos nutrientes, mantiveram o equilíbrio entre a síntese e consumo de N-NH3 ruminal, reduziram linearmente a síntese de proteína microbiana e a produção de CH4 ruminal sem, contudo, reduzir a eficiência microbiana e a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), demonstrando que estes taninos interferem diretamente e indiretamente sobre as archeas metanogênicas. Através do modelo Broken-line encontrou-se o limiar de 0,72% de taninos na dieta como ponto de inflexão para iniciar a diminuição da produção de CH4 ruminal. O processo de biodigestão dos dejetos não foi modificado pelo uso dos taninos, no entanto, as velocidades das produções de CH4 e CO2 foram influenciadas pela composição dos dejetos dos diferentes grupos de bovinos avaliados, sendo mais acentuada para os taurinos, podendo ser um fator positivo para redução do tempo de biodigestão. A utilização de extrato de Acacia mearnsii até níveis de 1,5% da MS da dieta demonstrou ser uma opção segura como aditivo alimentar para bovinos de grupos distintos, com potencial para mitigação de CH4 ruminal sem afetar a eficiência de conversão nos processos de tratamento de resíduos, com potencial para minimização dos volumes de dejetos. / Although some dietary strategies have been proposed to reduce the emission of methane (CH4) from ruminants, few have shown persistent decline, mainly in vivo. The objective of the present study was to evaluate the use of different levels of tannins as feed additive for ruminants as a mitigator of ruminal CH4 and waste emissions. A double 4x4 Latin square experimental design (4 periods of 28 days each) was used in a 2x4 factorial arrangement, with two different groups of cattle (taurine or zebu) and four levels of tannins inclusion (commercial extract of Acacia mearnsii, containing 82.3% of total tannins - tannic acid equivalent, 32.3% of condensed tannins - leucocianidine equivalent) in the diet (0, 0.5, 1.0 and 1.5% of dietary DM). To evaluate the CH4 production of the wastes, anaerobic experimental batch biodigesters were used in a completely randomized design. The used additive levels promoted changes in rumination behavior of the animals and, although they caused linear reduction of nutrient digestibility, they maintained the balance between the synthesis and consumption of ruminal NH3-N, linearly reduced protein microbial synthesis and the ruminal CH4 production without, however, reducing the microbial efficiency and the short chain fatty acids production (SCFA), demonstrating that these tannins interfered directly and indirectly on the methanogenic archeas. Through the Broken-line model, the threshold of 0.72% of tannins in the diet was found as inflection point to initiate a decrease in ruminal CH4 production. The biodigestion process of the waste was not modified by the tannins use, however, the velocities of CH4 and CO2 production were influenced by the composition of the different bovines group evaluated, being more accentuated for the taurine, which can be a positive factor to reduce biodigestion time. The use of Acacia mearnsii extract up to 1.5% dietary DM levels proved to be a safe option as a feed additive for cattle of different groups, with potential for rumen CH4 mitigation without affecting conversion efficiency in waste treatment processes, with potential to minimize waste volumes.

The search for natural products which can increase animal productivity and reduce environmental impact has been intensified. Some plant extracts, such as essential oils, are used as feed additives able of improving ruminal fermentation by modulating the production of short chain fatty acids and inhibiting methanogenesis. The objective of this study was to evaluate the production of enteric and feces methane, as well as feeding behaviour, ruminal fermentation and kinetics of dairy and beef cattle fed with different essential oils. Eight non-pregnant, non-lactating and ruminally canullated cows were used: four were the dairy breed Holstein, and four were the beef breed Nellore. The diet was composed of 70% of roughage (corn silage) and 30% of concentrate (corn grain and soybean meal), the treatments differed only in relation to the essential oil added: CNT, a diet without any additive; EEO, a diet with 500 mg/kg of DM of eucalyptus (Eucalyptus citriodora) essential oil; PEO, a diet with 500 mg/kg of DM of Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius Raddi) essential oil, and LEO, a diet with 500 mg/kg of DM of lemongrass (Cymbopogon citratus Stapf) essential oil. The experimental design was the 4x4 contemporary latin square in a 2x4 factorial arrangement (referring to two specialized cattle breeds and four additives). The evaluation of the CH4 production of the manure was performed through experimental batch anaerobic digesters, in a completely randomized design. The beef cattle had lower DMI (P = 0.0413), they spent more time consuming, ruminating or chewing 1 kg of DM or NDF (min/kg), also had higher values for acetate, butyrate or total SCFA production than dairy cattle. The manure from dairy cattle had higher biogas production (L/gVS add) or CO2 (liters, percentage and L/gVS add) than the manure of beef cattle. The treatments with essential oils had on average 23% more rumination events per day than the control treatment (P = 0.0201). Diet containing essential oils decreased N2O production of feces from dairy cattle. The essential oils in the dosage used did not affect rumen fermentation and kinetics, as well as the emission of enteric methane and feces. / A busca por produtos naturais capazes de aumentar a produtividade animal e diminuir o impacto ambiental tem intensificado. Alguns extratos vegetais, como óleos essenciais, são utilizados como aditivos alimentares capazes de melhorar a fermentação ruminal, através da modulação da produção de ácidos graxos de cadeia curta e inibição da metanogênese. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de metano entérico e das fezes, bem como comportamento alimentar, fermentação e cinética ruminal de bovinos leiteiros e de corte alimentados com óleos essenciais. Foram utilizadas oito vacas não gestantes e não lactantes, fistuladas no rúmen, sendo quatro vacas com aptidão para produção leiteira e quatro para carne. A dieta base foi composta por 70% de volumoso (silagem de milho) e 30% de concentrado (milho grão e farelo de soja), os tratamentos diferiram apenas quanto ao óleo essencial adicionado: CNT: dieta sem nenhum aditivo; OEE: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora); OEA: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de aroeira vermelha (Schinus terebinthifolius Raddi) e OEC: 500 mg/kg de MS do óleo essencial de capim cidreira (Cymbopogon citratus Stapf). O delineamento experimental utilizado foi o quadrado latino 4x4 contemporâneo em arranjo fatorial 2x4 (referente a duas diferentes aptidões e quatro dietas). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizou-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os bovinos de corte apresentaram menor ingestão de matéria seca (P = 0,0413) e levaram mais tempo para ruminar e mastigar 1 kg de MS ou FDN (min/kg). Eles também apresentaram maiores valores para produção de acetato, butirato e AGCC total. Os dejetos dos bovinos leiteiros tiveram maior produção de biogás e CO2 que os dejetos dos bovinos de corte. Os animais que receberam os tratamentos com óleos essenciais tiveram em média 23% mais eventos de ruminação por dia que animais do tratamento controle (P = 0.0201). Dietas contendo óleos essenciais diminuíram a emissão de N2O nas fezes de animais leiteiros. Os óleos essenciais na dosagem utilizada não alteraram a cinética e fermentação ruminal, bem como a emissão de metano entérico e das fezes.

Over seventy percent of the 2.5 billion people who still lack access to basic sanitation worldwide live in rural areas (WHO/UNICEF, 2012). Despite concerns of water scarcity, resource depletion, and climate change little research has been conducted on the environmental sustainability of household sanitation technologies common in rural areas of developing countries or the potential of resource recovery to mitigate the environmental impacts of these systems. The environmental sustainability, in terms of embodied energy and carbon footprint, was analyzed for four household sanitation systems: (1) Ventilated Improved Pit (VIP) latrine, (2) pour-flush latrine, (3) composting latrine, and (4) biodigester latrine. Variations in design and construction materials used change the embodied energy of the systems. It was found that systems that used clay brick in the construction of the superstructure had an average cumulative energy demand 4,307 MJ and a global warming potential 362 kilograms of greenhouse gas equivalent (kgCO2 eq) higher than systems that used adobe brick in the construction of the superstructure. It was also found that systems that incorporate resource recovery, such as a composting or biodigester latrine, can become net energy producers over their service life, recovering between 29,333 and 253,190 MJ over a 20-year period, compared to the 11,275 to 19,990 MJ required for their construction and maintenance. Recovering the resources from the waste also significantly lowered the global warming potential of these systems from 2,079-49,655 kgCO2 eq to 616-1,882 kgCO2 eq; significantly less than the global warming potential of VIP latrine or pour-flush latrines (8,642-15,789 kgCO2 eq). In addition, two community wastewater treatment systems that serve 420-1,039 individuals considered in a similar study had a higher cumulative energy demand per household (44,869 MJ and 38,403 MJ) than the household sanitation systems (11,275-19,990 MJ). The community wastewater treatment systems had a lower global warming potential (2019-2,092 kgCO2 eq) than household systems that did not recover resources (8,642-15,789 kg CO2 eq), but higher than household systems that incorporate resource recovery (616-1,882 kgCO2 eq). The goal of this study is to provide insight to policy makers in the development field to promote decision making based on environmental sustainability in the implementation of improved sanitation coverage in rural areas of developing countries.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-04T18:13:04Z No. of bitstreams: 1 Tamiris_Tonello2017.pdf: 1063307 bytes, checksum: d80fc677c2b209daeed59666a3b6e67a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T18:13:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamiris_Tonello2017.pdf: 1063307 bytes, checksum: d80fc677c2b209daeed59666a3b6e67a (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Energy demand has been met, for the most part, by non-renewable sources of energy, mainly from fossil fuels. These fuels tend to become extinct, so that, in order to guarantee economic, social, and ecological progress,it is necessary to look for renewable alternatives for the generation of energy. Bio-hydrogen production resulting from the biological method stands out due to the possibility of its obtaining from residue. Therefore, this work has the objective of evaluating the efficiency of anaerobic sequential batch reactor with immobilized biomass (AnSBBR) for the production of bio-hydrogen from cassava starch wastewater (CSW). The AnSBBR used in the tests presents mechanical agitation system and total and useful volumes of 6.0 and 4.3 L, respectively. The reactor was kept in a controlled temperature chamber (30 °C). Four experimental conditions (I, II, III, and IV) were carried out in a fed batch with organic volumetric loads (9.0, 13.5, 18.0, and 18.0 g-total sugars L-1d-1) for cycle durations of 4; 4; 3; and 2 h, respectively.Conditions I, II, and IV were inoculated with sludge from an anaerobic reactor from CSW, and condition III was with auto-fermented inoculum. It was found that the inoculum from the anaerobic reactor of the cassava starch effluent influenced the production of biogas in AnSBBR reactors. Condition II showed total sugar conversion of 84%, hydrogen molar productivity of 35.8 mLH2 m-3d-1 and hydrogen yield related to total sugar applied and removed of 2.42 and 4.6 molH2 Kg total sugars-1, respectively. In condition III (18 g-total sugars L-1d-1 and TDH of 3 h) with auto-fermented inoculum, there was no hydrogen production; however, it presented 98.47% of total sugar conversion throughout the operation. As for the intermediate products, there was an increase of acetic, butyric, and propionic acids in the reactor. However, the lactic acid did not increase, probably due to consumption by microorganisms, except in condition IV. / A demanda energética vem sendo atendida, em sua maior parte, por fontes de energia não renováveis advindas, principalmente, de combustíveis fósseis. Esses combustíveis tendem a se extinguir, de forma que se faz necessário, para garantir os avanços econômico, social e ecológico, buscar alternativas renováveis para a geração de energia.A produção de bio-hidrogênio, resultante do método biológico, se mostra de interesse pela possibilidade da sua obtenção a partir de resíduos.Diante disso, esse trabalho teve por objetivo avaliar a influência da carga orgânica na produção de bio-hidrogênio, a partir de água residuária de fecularia de mandioca (ARF) em reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais com biomassa imobilizada (AnSBBR). O AnSBBR utilizado nos ensaios apresenta sistema de agitação mecânica e volume total e útil de 6,0 e 4,3L, respectivamente. O reator foi mantido em câmara com temperatura controlada (30 °C). Foram realizadas quatro condições experimentais (I, II, III e IV) em batelada alimentada com cargas orgânicas volumétricas de 9,0; 13,5; 18,0 e 18,0 g-carboidratos totais.L-1d-1), nos tempos de ciclo de 4; 4; 3 e 2 h, respectivamente. As condições I, II e IV foram inoculadas com lodo de um reator anaeróbio tratado termicamente, e a condição III com inóculo obtido por autofermentação da ARF. Concluiu-se que o inóculo proveniente do reator anaeróbio influenciou na produção de biogás em reatores AnSBBR. A condição II apresentou a conversão de açúcar total de 84%, a produtividade molar de hidrogênio de 35,8 molH2 m-3d-1 e o rendimento de hidrogênio em relação ao açúcar total aplicado e removido de 2,42 e 4,6 molH2 Kg-carboidratos totais-1, respectivamente. Na condição III (18 g-carboidratos totais L-1d-1e TDH de 3 h) com inóculo autofermentado não houve produção de hidrogênio; no entanto, houve conversão de açúcar total de 98,47% ao longo da operação. Quanto aos produtos intermediários, ocorreu aumento dos ácidos acético, butírico e propiônico no reator. Todavia, o ácido lático não aumentou, provavelmente devido ao consumo pelos micro-organismos, exceto na condição IV.

O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo. Na safra 2015/16, foram produzidos 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol realizada no Brasil é gerado grande volume de vinhaça, cerca de 10 a 13 litros desse resíduo por litro de etanol produzido. Isso significa uma produção anual de cerca de 300 bilhões de litros desse material residual. Em função disso e do risco de contaminação ambiental por esse material, há necessidade de reduzir o volume desse resíduo. Com isso minimizar o custo com a gestão desse passivo ambiental. Isso pode ser feito mediante a concentração da vinhaça. Além disso, o mercado de energia elétrica tem se apresentado com uma boa oportunidade para o setor sucroenergético. Por esses motivos, o objetivo deste projeto foi a produção de metano a partir do uso de vinhaça concentrada. Para tal, a vinhaça concentrada foi obtida em uma usina no Estado de São Paulo que utiliza concentrador de vinhaça de múltiplos efeitos. Utilizaram-se dois reatores (R1 e R2) do tipo UASB (reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo) com capacidade para 50 L e volume reacional de 34,5 L cada. Os reatores foram operados à 38 ºC, com tempo de detenção hidráulica de 24 horas por 103 dias. O reator R1 recebeu cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes durante 9 fases (3,94; 3,5; 3,89; 4,66; 4,94; 5,33; 5,66; 6,08; 6,38 e 8,96 g DQO (L d)-1), com DQO afluente variando de 23.927 mg L-1 a 44.060 mgL-1. O reator R2 operou como tratamento controle, com COV variando entre 3,83 e 4,32 g DQO (L d)-1. A avaliação do processo de biodigestão anaeróbia foi realizada com base na produção de biogás, eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, concentração de ácidos voláteis totais (AVT), concentração de sólidos no lodo e atividade metanogênicas específica do lodo (AME). R1 mostrou-se mais eficiente, com pH e alcalinidade dentro da faixa ideal e efluente com menor concentração de AVT. O desempenho do processo mostrouse estável, atingindo eficiência máxima de remoção de DQO de 90% em R1. A maior produção volumétrica de biogás ocorreu concomitantemente com a maior produção específica de biogás, quando a DQO afluente foi de 42.003 mg L-1, a produção volumétrica de biogás foi de 135,24 L dia-1, e a produção de biogás em relação a DQO removida foi de 0,362 LbiogásgDQOremov-1. No fim do experimento, a AME de R1 foi de 1,19 gDQOCH4 gSTV.d-1, 40% superior a R2, que teve 0,85 gDQOCH4 gSTV.d-1. A alta eficiência de remoção de matéria orgânica e produção de biogás no reator alimentado com alta concentração de DQO foi obtida através da adaptação gradual do consórcio microbiano. / Brazil is the second largest producer of ethanol in the world. In the 2015/16 crop, 30.4 billion liters were produced. In Brazil\'s ethanol production, a large volume of vinasse is generated, about 10 to 13 liters of this residue per liter of ethanol produced. This means an annual output of about 300 billion liters of this waste material. Because of this and the risk of environmental contamination by this material, there is a need to reduce the volume of this waste. This will minimize the cost of managing this environmental liability. This can be done by concentrating the vinasse. In addition, the electricity market has presented itself with a good opportunity for the sugar-energy sector. For these reasons, the objective of this study was to produce methane from concentrated vinasse. For this purpose, concentrated vinasse was obtained from a mill that uses a multi-purpose vinasse concentrator in São Paulo State. Two reactors (R1 and R2) of UASB type (up-flow anaerobic sludge blanket) with capacity for 50 L and reactional volume of 34.5 L each one. The reactors were operated at 38 °C, with hydraulic retention time of 24 hours for 103 days. The reactor R1 received increasing organic load rate (OLR) during 9 phases (3.94, 3.5, 3.89, 4.66, 4.94, 5.33, 5.66, 6.08, 6.38 And 8.96 g COD (L d)-1), with affluent COD ranging from 23,927 mg L-1 to 44,060 mg L-1. The R2 reactor was operated as a control treatment, with OLR ranging from 3.83 to 4.32 g COD (L d)-1. The evaluation of the anaerobic biodigestion process was carried out based on biogas production, COD removal efficiency, pH, alkalinity, total volatile acid concentration (TVA), sludge solids concentration and sludge specific methanogenic activity (SMA). R1 showed to be more efficient, with pH and alkalinity within the ideal range and effluent with lower concentration of TVA. The process performance was stable, achieving maximum COD removal efficiency of 90% in R1. The higher volume of biogas production occurred concurrently with the higher specific biogas production, when the COD was 42.003 mg L-1, the volumetric biogas production was 135.24 L day-1, and the biogas production in relation to removed COD was 0.362 Lbiogas gCODremoved -1. At the end of the experiment, the SMA of R1 was 1.19 gCODCH4 gTVS.day-1, 40% higher than R2, which had 0.85 gCODCH4 gTVS.day-1. The high efficiency of organic matter removal and biogas production in the reactor fed with high COD concentration was obtained through the gradual adaptation of the microbial consortium.

Embora algumas estratégias alimentares tenham sido propostas para diminuir a emissão de metano (CH4) provenientes de ruminantes, poucas têm mostrado diminuição persistente, principalmente in vivo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de diferentes níveis de taninos como aditivo alimentar para ruminantes como mitigador das emissões de CH4 ruminal e dos dejetos. Utilizou-se o delineamento experimental quadrado latino 4x4 duplicado (4 períodos de 28 dias cada), em arranjo fatorial 2x4, sendo testados dois grupos distintos de bovinos (taurinos ou zebuínos) e quatro níveis de inclusão de taninos (extrato comercial de Acacia mearnsii, contendo 82,3% de taninos totais - equivalente em ácido tânico e 32,3% de taninos condensados - equivalente em leucocianidina) na dieta (0; 0,5; 1,0 e 1,5% da MS da dieta). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizaram-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os níveis utilizados do aditivo promoveram mudanças no comportamento de ruminação dos animais e apesar de causarem redução linear da digestibilidade dos nutrientes, mantiveram o equilíbrio entre a síntese e consumo de N-NH3 ruminal, reduziram linearmente a síntese de proteína microbiana e a produção de CH4 ruminal sem, contudo, reduzir a eficiência microbiana e a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), demonstrando que estes taninos interferem diretamente e indiretamente sobre as archeas metanogênicas. Através do modelo Broken-line encontrou-se o limiar de 0,72% de taninos na dieta como ponto de inflexão para iniciar a diminuição da produção de CH4 ruminal. O processo de biodigestão dos dejetos não foi modificado pelo uso dos taninos, no entanto, as velocidades das produções de CH4 e CO2 foram influenciadas pela composição dos dejetos dos diferentes grupos de bovinos avaliados, sendo mais acentuada para os taurinos, podendo ser um fator positivo para redução do tempo de biodigestão. A utilização de extrato de Acacia mearnsii até níveis de 1,5% da MS da dieta demonstrou ser uma opção segura como aditivo alimentar para bovinos de grupos distintos, com potencial para mitigação de CH4 ruminal sem afetar a eficiência de conversão nos processos de tratamento de resíduos, com potencial para minimização dos volumes de dejetos. / Although some dietary strategies have been proposed to reduce the emission of methane (CH4) from ruminants, few have shown persistent decline, mainly in vivo. The objective of the present study was to evaluate the use of different levels of tannins as feed additive for ruminants as a mitigator of ruminal CH4 and waste emissions. A double 4x4 Latin square experimental design (4 periods of 28 days each) was used in a 2x4 factorial arrangement, with two different groups of cattle (taurine or zebu) and four levels of tannins inclusion (commercial extract of Acacia mearnsii, containing 82.3% of total tannins - tannic acid equivalent, 32.3% of condensed tannins - leucocianidine equivalent) in the diet (0, 0.5, 1.0 and 1.5% of dietary DM). To evaluate the CH4 production of the wastes, anaerobic experimental batch biodigesters were used in a completely randomized design. The used additive levels promoted changes in rumination behavior of the animals and, although they caused linear reduction of nutrient digestibility, they maintained the balance between the synthesis and consumption of ruminal NH3-N, linearly reduced protein microbial synthesis and the ruminal CH4 production without, however, reducing the microbial efficiency and the short chain fatty acids production (SCFA), demonstrating that these tannins interfered directly and indirectly on the methanogenic archeas. Through the Broken-line model, the threshold of 0.72% of tannins in the diet was found as inflection point to initiate a decrease in ruminal CH4 production. The biodigestion process of the waste was not modified by the tannins use, however, the velocities of CH4 and CO2 production were influenced by the composition of the different bovines group evaluated, being more accentuated for the taurine, which can be a positive factor to reduce biodigestion time. The use of Acacia mearnsii extract up to 1.5% dietary DM levels proved to be a safe option as a feed additive for cattle of different groups, with potential for rumen CH4 mitigation without affecting conversion efficiency in waste treatment processes, with potential to minimize waste volumes.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-28T14:27:42Z No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T14:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Este estudo analisa o comportamento físico químico e microbiológico, referente à mistura de resíduos suínos com e sem adição de meios de cultura descartados, durante o processo de biodigestão anaeróbia, em biorreator tipo batelada. Montaram-se dois biorreatores, para fim de comparação, com capacidade de 50L cada. Os biorreatores foram ativados com a mesma diluição, razão de 1:2 (mistura biomassa/água, em m/m), no entanto, em um deles foi acrescidos 10% (m/m) de meios de culturas usados oriundos de um laboratório microbiológico. O monitoramento destes procedera por 56 dias, sendo coletadas alíquotas dos substratos nos tempos 0, 7, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 dias, e submetidos à caracterização físico-química e microbiológica, bem como, verificou-se a influência dos meios de cultura na produção de biogás. Durante o desenvolvimento não se realizou nenhuma suplementação nos biodigestores. Os dados experimentais apontaram que durante o processo da biodegradação anaeróbia dos substratos, o biorreator A (com presença de meios de cultura) desempenhou melhores resultados, em relação ao biorreator B (com ausência de meios de cultura). Como por exemplo, pH’s próximos da alcalinidade, propiciando o desenvolvimento das bactérias metanogênicas, e consequentemente, maior liberação de gases. No que concerne aos valores de concentração de coliformes totais (35 ºC), termotolerantes (45 ºC) e E. coli entre os afluentes e efluentes dos biorreatores, estes foram reduzidos, principalmente no biodigestor A, em que apresentou maior concentração de macronutrientes (NPK). Por fim, pode ser inferido que os resultados foram bastante relevantes, fazendo entender que a introdução de meios de cultura potencializa as reações de biodigestão anaeróbia, favorecendo maior produção de biogás, além de incorporar ao efluente (biofertilizante) maior concentração de nutrientes. / This study analyzes the chemical and physical behavior microbiological, regarding the mixture of swine residues with and without addition of discarded culture means, during the process of anaerobic digestion, in bioreactor boat-load type. Two bioreactors were set up, for comparison end, with capacity of 50L each. The bioreactors were activated with the same dilution, reason of 1 : 2 (it mixes biomass / water, in m/m), however , in one of them was added 10 % (m/m) of means of cultures used originating from of the microbiological laboratory . The monitoring of these it had proceeded for 56 days , being collected brackets of the substrata in the times 0, 7, 21, 28 , 35, 42, 49 and 56 days, and submitted to the physiochemical characterization and microbiological, as well as, the influence of the culture means was verified in the biogas production. During the development it did not take place any supplementation in the digesters. The trial date appeared that during the process of the anaerobic biodegradation of the substrates, the bioreactor (with presence of culture means) it carried October better results, in relation to the bioreactor B (with absence of culture means). For example, close pH 's of the alkalinity , propitiating the development of the methanogenic bacteria , and consequently , larger liberation of gases. In what it concerns to the values of concentration of the total coliforms (35 ° C), thermophilic (45 ° C) and E. coli between the tributaries and effluents of the bioreactors, these were reduced, mainly in the digester, in that It presented larger macronutrient concentration (NPK ). Finally, it can be inferred which the results were quite relevant, making that to understand the introduction of culture means potentiates the reactions of anaerobic digestion , favoring larger biogas production, fouled Incorporating to the effluent (biofertilizer) larger concentration of nutritious.