Orientador: Julio Santana Antunes / Co orientador: José Luz Silveira / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: José Rui Camargo / Resumo: Na atualidade, estão sendo desenvolvidas diversas tecnologia que aproveitam os recursos renováveis com a finalidade de gerar energia e diminuir emissão de poluentes ao meio ambiente. Entre essas tecnologia podemos citar a gaseificação, composta de métodos de conversão da biomassa em um gás combustível pobre. Nese caso, a biomassa deve ser gaseificada e condicionada para produzir gás de síntese que pode acionar um motor de combustão interna (MCI). A utilização do processo de gaseificação integrado a um MCI é uma opção atraente para emprego em comunidades isoladas, visto que oferece a possibilidade de obter calor por recuperação (água quente) e energia elétrica no conjunto motor/gerador de forma independente. Este trabalho tem como objetivo avaliar tecnicamente, economicamente e ecologicamente um gaseificador de biomassa tipo downdraft, integrado a um sistema de geração de energia em pequeno porte, através do desenvolvimento de um software na plataforma Delphi. O estudo permite conhecer através do balanço de energia, os parâmetros energéticos envolvidos em cada volume de controle considerado no estudo (Gaseificador, Trocador de Calor, Motor de Combustão Interna). A análise econômica considera todos os custos fixos e variáveis envolvidos para a geração de eletricidade no conjunto motor/gerador de 5 kWe acionado por gás de síntese e os investimentos capitais em cada equipamento do sistema (gaseificador, conjunto motor/gerador e trocador de calor). Os cálculos permitem determinar os custos de geração de gás de síntese, água quente e eletricidade, e também a receita anual esperada. A análise ecológica consideraos fatores de emissões obtidos pela combustão do gás de síntese no MCI. Estes fatores foram comparados considerando a combustão da gasolina, do diesel e do biodiesel, permitindo analisar se o sistema de gaseificação de biomassa integrado a um MCI é ecologicamente viável. / Abstract: Nowadays, as result new systems in more efficient technological versions have beem developed for minimize pollutant emissions as wood gasification. Biomass gasification consisting of conversion methods of the biomass into poor fuel gas (syngas), in this case a syngas is used in internal combustion engine (ICE) for electrical produce. The use of biomass gasification associated into ICE makes the systems attractive for used in isolated communities because allows to independently. The aim of this work is made software to allow technical, economical and ecological studies of a owndraft gasifier integratedinto ICE. The technical study allows know alls parameters involve in which considered volume control (Gasifier, Heat Exchager, ICE). The economical study allows know eletricity cost production, syngas cost production, hot water cost production and expected annual saving considering alls fix cost involve to electrical generation in ICE. The ecological study depends on the environmental impact caused by CO2 SO2 NOx and particulate material (PM) emissions. The emissions factors obtained from syngas burn in internal combustion engines is compare to emissions factors obtained from gasoline burn, biodiesel, natural gas burn and diesel burn, allowing analyze ecological feasibility of gasifier/ice system. / Mestre

Orientador: Leandro Cardoso de Morais / Banca: Clovis Augusto Ribeiro / Banca: Renata Fracacio Francisco / Banca: Fabio Minoru Yamaji / Banca: Manuel Enrique G Guandique / Resumo: O Brasil se encontra entre os países de maior produção agrícola do mundo. Diante desse fato, o país tem se tornado alvo de pesquisadores no que diz respeito à reutilização de resíduos provenientes de atividades agroindustriais. Esses resíduos são considerados biomassas com grande potencial para a produção de uma energia limpa, bem como, biocombustíveis que podem ser utilizados sem agredir o meio ambiente. Além disso, essas biomassas também podem ser utilizadas em tratamento de águas e efluentes, agindo como adsorvedores de poluentes que não são, necessariamente, removidos por meio do tratamento convencional. Diante disso, o estudo dessas biomassas tem sido de extrema importância para o país, visando descobrir o potencial de biomassas alternativas que são capazes de promover o desenvolvimento de novas tecnologias. O trabalho objetivou o estudo da biomassa Capsicum spp., visando a obtenção de um produto rentável e ambientalmente favorável. A biomassa e o resíduo sólido da pirólise foram submetidos a diversos testes de caracterização e identificação analítica, como análise elementar, análise imediata, rendimento gravimétrico (RG), análise térmica (AT), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de Raios-X (DRX), poder calorífico superior (PCS) e inferior (PCI) e testes de adsorção. As análises térmicas mostraram que a decomposição da biomassa e seus biocarvões variaram entre 150°C e 500°C, as etapas de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is among the countries with the highest agricultural production in the world and the country has become the target of researchers with regard to the reuse of waste from agroindustrial activities. These wastes are also called biomass with great potential for bioenergy production, as well as biofuels that can be used without harming the environment. In addition, such biomass can also be used in water and effluent treatment, acting as adsorbents for pollutants which are not necessarily removed by conventional treatment. Therefore, the study of these biomass has been extremely important for the country, aiming to discover the potential of alternative biomass that are capable of promoting the development of new technologies. The study aimed to study the biomass Capsicum spp., in order to obtain a profitable and environmentally favorable product. The biomass and the solid residue of the pyrolysis were subjected to several tests of characterization and analytical identification, such as ultimate analysis, proximate analysis, gravimetric yield and gravimetric yield factor, thermal analysis, scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Higher Heating Values (HHV), Lower Heating Values (LHV) and adsorption tests. Thermal analyzes showed that biomass and biochar decomposition varied between 150 ° C and 500 ° C, the dehydration stages reached a maximum of 150 ° C. At about 600 ° C there was the formation of carbo... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador : Prof. Dr. David Alexander Mitchell / Coorientadora : Profª. Drª. Nadia Krieger / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 28/06/2017 / Inclui referências: f. 100-105 / Resumo: O Brasil é o maior produtor de suco de laranja do mundo e a previsão é que processe 12,85 milhões de toneladas da fruta na safra 2016/2017, o que representaria 62% do processamento mundial. Por consequência, o Brasil é o maior gerador de polpa cítrica, composta pelas cascas, resíduos da polpa e sementes (aproximadamente 50% da massa da fruta). Atualmente, a polpa cítrica é em grande parte descartada em aterros industriais, o que gera ônus econômico e ambiental. Em busca da solução, surgiu o conceito da biorrefinaria de polpa cítrica, com o objetivo de transformar essa biomassa em energia, biocombustíveis e químicos. Em torno de 25% da polpa cítrica é composta por pectina, um heteropolissacarídeo estrutural formado majoritariamente por ácido D-galacturônico, aproximadamente 70% dos seus monossacarídeos. Como a pectina possui pequena demanda no mercado em relação ao seu potencial de produção, sua hidrólise para obter ácido D-galacturônico é uma alternativa para viabilizar a biorrefinaria. O ácido D-galacturônico é um intermediário para a produção de ácido L-galactônico, ácido L-ascórbico e ácido múcico, compostos com aplicação na indústria de alimentos, cosméticos e fármacos. A obtenção do ácido D-galacturônico depende da hidrólise completa de substratos pécticos realizada pela ação de diferentes enzimas, uma vez que a hidrólise química pode degradar o monossacarídeo de interesse. A modelagem matemática da hidrólise enzimática é uma ferramenta para o dimensionamento e a otimização dessa etapa. Contudo, os atuais modelos da hidrólise completa de substratos pécticos são ferramentas limitadas, pois são demasiadamente simplificados. Um modelo útil como ferramenta de otimização deve individualizar a ação das diferentes pectinases e prever a concentração dos substratos, intermediários e produtos ao longo do tempo. Neste trabalho, foram realizadas as primeiras etapas do desenvolvimento desse modelo. Foram desenvolvidos dois modelos estocásticos, baseados no método Monte Carlo, para a ação de enzimas cruciais na produção de ácido D-galacturônico, as endo- e exopoligalacturonases. Esses modelos estão de acordo com a teoria da cinética enzimática clássica, fato que não ocorre em modelos estocásticos de reações similares já descritos na literatura. Os parâmetros cinéticos utilizados nos modelos são as constantes de especificidade relativas da enzima, tanto para cada substrato, como para cada reação possível com um mesmo substrato. A etapa final de uma sacarificação é a hidrólise de oligossacarídeos, e as especificidades das enzimas variam significantemente frente o tamanho do oligômero e a posição de clivagem. Para caracterizar essas especificidades, o método Fingerprinting foi estendido nesse trabalho para ser aplicado em esquemas de reação ramificados, como é o caso da hidrólise de oligossacarídeos. Esse método traz vantagens frente aos métodos já descritos na literatura, como ensaios de velocidade inicial e método da frequência de clivagem por ligação, uma vez que todas as especificidades relativas podem ser determinadas a partir de um único perfil completo de reação. Diante das limitações dos modelos matemáticos atuais, este trabalho lança bases para o desenvolvimento de um modelo matemático da hidrólise total de substratos pécticos por consórcio de enzimas. Palavras-chave: Biorrefinaria, Pectina, Ácido D-galacturônico, Hidrólise enzimática, Constantes de especificidade, Modelagem matemática. / Abstract: Brazil is the largest producer of orange juice in the world and is expected to process 12.85 million tons of the fruit in the 2016/2017 harvest, which would represent 62% of the world's processing. As a consequence, Brazil is the largest producer of waste citrus, composed of peels, pulp residues and seeds (approximately 50% of fruit mass). Currently, most of the citrus waste is discharged in industrial landfills, which generates economic and environmental burden. In search of the solution, the concept of biorefinery of citrus waste emerged, with the objective of transforming this biomass into energy, biofuels and chemicals. About 25% of the citrus waste is composed of pectin, a structural heteropolysaccharide formed predominantly of D-galacturonic acid, approximately 70% of its monosaccharides. Since pectin has little market demand in relation to its production potential, its hydrolysis to obtain D-galacturonic acid is an alternative to enable biorefinery. D-galacturonic acid is an intermediate for the production of L-galactonic acid, L-ascorbic acid and mucic acid, compounds with application in the food, cosmetic and pharmaceutical industry. The production of D-galacturonic acid depends on the complete hydrolysis of pectic substrates carried out by the action of different enzymes, since the chemical hydrolysis can degrade the monosaccharide of interest. The mathematical modeling of enzymatic hydrolysis is a tool for the design and optimization of this hydrolysis step. However, the current models of complete hydrolysis of pectic substrates are limited tools, since they are too simplified. A useful model as an optimization tool should individualize the action of the different pectinases and predict the concentration of the substrates, intermediates and products over time. In this work, the first steps of the development of this model were taken. Two stochastic models, based on the Monte Carlo method, were developed for the action of crucial enzymes in the production of D-galacturonic acid, endo- and exopoligalacturonases. These models are in accordance with the theory of classical enzymatic kinetics, a fact that does not occur in stochastic models of similar reactions already described in the literature. The kinetic parameters used in the models are the relative specificity constants of the enzyme for each substrate, as well as for each possible reaction with the same substrate. The final step of a saccharification is the hydrolysis of oligosaccharides, and the specificities of the enzymes vary significantly against the size of the oligomer and the cleavage position. To characterize these specificities, the Fingerprinting method was extended in this work to be applied in branched reaction schemes, as is the case of oligosaccharide hydrolysis. This method has advantages over the methods already described in the literature, initial rate assays and bond cleavage frequency method, since all relative specificities can be determined from a single complete reaction profile. In view of the limitations of current mathematical models, this work lays the foundations for the development of a mathematical model of the total hydrolysis of pectic substrates by a consortium of enzymes. Keywords: Biorefinery, Pectin, D-galacturonic acid, Enzymatic hydrolysis, Specificity constants, Mathematical modeling.

Submitted by Selizângela Pereira de Rezende (selizangela@fimes.edu.br) on 2017-06-27T12:26:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-SELIZANGELA - VF.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-28T19:44:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rezende_sp_me_ilha.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T19:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rezende_sp_me_ilha.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / Este trabalho apresenta um estudo sobre a avaliação do potencial de expansão da bioeletricidade na microrregião sudoeste do estado de Goiás, com o objetivo de conhecer a quantidade disponível, a localização geográfica do potencial energético e a potência elétrica na conversão de energia da biomassa residual agrícola, pecuária e silvicultural. A metodologia adotada foi uma pesquisa com dados anuais brutos da produção no Sistema Estadual de Geoinformação Goiás (SIEG), seguida da aplicação de equações encontradas na literatura para determinar as quantidades de resíduos, e estimar a produção de energia (TJ) e a potência elétrica (MW) para a microrregião estudada, considerando diferentes cenários. Dentre os dezoitos municípios da microrregião sudoeste do estado de Goiás, os que mais se destacaram, em termos de produção de biomassa, potencial energético e potência elétrica, foram Rio Verde, Jataí, Mineiros e Montividiu. Ao analisar o potencial energético residual, nota-se que a cultura da soja obteve o valor significativo de 38 mil TJ para situação tecnológica da combustão direta, sendo este valor superior ao bagaço da cana-de-açúcar. A biomassa residual da soja está disponível na microrregião sudoeste do estado de Goiás no período de entressafra das usinas sucroalcooleira, podendo favorecer o processo de cogeração de energia. Os demais tipos de resíduos apresentaram valores menores do que os da cultura da soja, porém significativos para o aproveitamento energético. / This work presents a study on the evaluation of the bioelectricity expansion potential in the southwest microregion of the state of Goiás, aiming to know the available quantity, the geographic location of the energy potential and the electric power in the energy conversion of the agricultural residual biomass, Livestock and silvicultural. The methodology used was a research with gross annual production data in the State Geographic Information System (SIEG), followed by the application of equations found in the literature to determine the waste quantities, and to estimate the energy production (TJ) and the electric power (MW) for the studied microregion, considering different scenarios. Among the eighteen municipalities in the southwest microregion of the state of Goiás, Rio Verde, Jataí, Mineiros and Montividiu were the most prominent in terms of biomass production, energy potential and electric power. When analyzing the residual energy potential, it is noticed that the soybean crop obtained the significant value of 38 thousand TJ for technological situation of the direct combustion, being this value superior to the bagasse of the sugar cane. Residual biomass of soybean is available in the southwestern micro region of the State of Goiás during the off-season of the sugaralcohol plants, which may favor the energy cogeneration process. The other types of residues had lower values than those of the soybean crop, but were significant for the energy utilization.

Orientador: Edwil Aparecida de Lucca Gattás / Banca: Rosemeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Banca: Maristela de Freitas Sanches Peres / Banca: Rubens Monti / Banca: Eleonora Cano Carmona / Resumo: No presente trabalho, inicialmente foi feito um estudo da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) que tem sido adotada com muita freqüência na otimização com várias aplicações na biotecnologia. Foi feita uma revisão na literatura científica dos conhecimentos existente, onde se priorizou as bases teóricas da RSM que consiste em: trabalho preliminar, onde são determinados as variáveis independentes e seus níveis; seleção do projeto experimental com a previsão e verificação da validade da equação do modelo e, representação gráfica da equação do modelo e determinação das condições ótimas de operação. Em seguida a RSM foi aplicada na otimização de biomassa pela levedura recombinante Pichia pastoris. Pichia pastoris que é uma levedura metilotrófica, geneticamente manipulada para expressar proteínas heterólogas que são de grande valor biotecnologico na pesquisa básica e em usos industriais na produção de grande variedade de proteínas heterólogas. Glicerol quinase (GK; EC 2.7.1.30) é uma enzima chave no metabolismo do glicerol e catalisa glicerol para glicerol-3- fosfato na biossíntese de fosfolípidos. Nessa etapa foi conduzido um estudo para determinar um meio otimizado para a produção de biomassa máxima pela recombinante Pichia pastoris com cultivo em frascos agitados usando 2,31% (p/v) de glicerol como fonte de carbono. A otimização foi realizada por metodologia de superfície de resposta (RSM). Em experimentos preliminares, realizados seguindo um planejamento Plackett-Burman, o conteúdo de glicerol (Gli) e tempo de crescimento (t) foram selecionados como os fatores mais importantes na produção de biomassa. Assim, os ensaios subsequentes foram realizados para a otimização da produção de biomassa, seguindo um delineamento composto central rotacionado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study, was initially used to study the response surface methodology (RSM) has been adopted frequently in optimization with many applications in biotechnology. A review of scientific literature on existing knowledge, which prioritized the theoretical foundations of RSM consisting of: preliminary work, where they are certain independent variables and their levels; project selection with the prediction and experimental verification of the validity of equation model and graphical representation of the model equation and determination of optimal operating conditions. RSM was then applied to the optimization of biomass by recombinant yeast Pichia pastoris in GK4 clone obtained from a previous selection of four clones from a cloning process of genetically modified yeast. Pichia pastoris is a methylotrophic yeast that has been genetically engineered to express heterologous proteins that are prized for basic research and industrial biotechnology purposes in the production of wide variety of heterologous proteins. Glycerol kinase (GK; EC 2.7.1.30) is a key enzyme in glycerol metabolism and catalyzes glycerol to glycerol-3-phosphate in the biosynthesis of phospholipids. The present study was undertaken to determine an optimized medium for the maximal biomass production of recombinant Pichia pastoris in shaker cultures using 2.31% (w/v) glycerol as the carbon source. Optimization was carried out by response surface methodology (RSM). In preliminary experiments, performed following a Plackett-Burman design, glycerol content (Gly) and growth time (t) were selected as the most important factors on biomass production. Therefore, subsequent experiments were carried out for optimization biomass production, following a central composite rotatable design as a function of Gly and time. Gly showed to have a significant... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Este trabalho apresenta e avalia o estado da arte de sistemas de colheita de palhiço da cana-de-açúcar para fins energéticos, por meio de estudos realizados em três indústrias do Estado de São Paulo, como recolhimento no campo e na modalidade mais praticada, que é a colheita mecanizada da cana-de-açúcar parcialmente integral e tem como foco principal a separação do palhiço na indústria por jato de ar soprado, ou seja, limpeza a seco. Esta modalidade além da remoção do palhiço que se deseja aproveitar remove também, as impurezas minerais que são prejudiciais para o processo de industrialização da cana-deaçúcar. Trata-se de um desenvolvimento de oportunidades, pois somente quando há escassez de bagaço é que se volta a lembrar do uso energético do palhiço, o qual apresenta um custo maior por tonelada equivalente em energia que o bagaço da cana-de-açúcar, que já tem um comércio bem difundido dentro do setor sucroalcooleiro. Outro fator que deve ser destacado é o ambiental, visto que existe o Protocolo Ambiental sancionado pela maioria dos produtores e usinas do Estado de São Paulo, que reduz o prazo para eliminação das queimadas da cana-de-açúcar antes da colheita, implantado pela Lei 11241 de 2002. As queimadas, além dos danos ao meio-ambiente, também provocam a morte de muitos animais silvestres, porém é importante lembrar ainda que a colheita da cana-de-açúcar crua (sem queima prévia) aumenta a dificuldade do combate da praga importante denominada "cigarrinha-da-raiz", tornando necessária a retirada de parte do palhiço inútil para o solo, contribuindo assim, com a prática de remoção do palhiço para aproveitamento energético. A metodologia adotada foi a comparação da modalidade de recolhimento de palhiço no campo através de máquinas forrageiras, uma máquina especialmente projetada para a finalidade, e com a modalidade de separaçã... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper presents and it evaluates the state of the art of systems of crop of trash of the sugar-cane for energy ends, through studies accomplished in three industries of the State of São Paulo, as withdrawal in the field and in the modality more practiced, that is partially the automated crop of the sugar-cane integral and he has as main focus the separation of the trash in the industry for jet of blown air, in other words, cleaning the dry. This modality besides the removal of the trash that one want to take advantage of also removes, the mineral sludge that are harmful for the process of industrialization of the sugarcane. It is treated of a development of opportunities, because only when there is no have bagasse enough it is that remembers the energy use of the trash, which presents a larger cost for equivalent ton in energy that bagasse, that already has inside a very spread trade in the sugar and alcohol production sectors. Another factor that should be outstanding is the environmental, because the Environmental Protocol sanctioned by most of the producers of sugar-cane, sugar and alcohol of the State of São Paulo, reduces the period for elimination of the burned of the sugar-cane before the crop, implanted by the Law 11241 of 2002. The burned ones, besides the damages to the middle-atmosphere, also provoke the death of many you encourage wild, however it is important to remind although the crop of the raw sugar-cane (without it burns previous) it increases the difficulty of the combat the pest denominated "cigarrinha-da-raiz", when is necessary removing the trash that is no useful the soil, contributing for the practice of trash removal... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marco Antonio Martin Biaggioni / Coorientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Kléber Pereira Lanças / Banca: José Roberto Correa Saglietti / Banca: Alberto Borges de Araújo / Banca: Luiz Gonzaga Campos Porto / Doutor

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-16T16:10:48Z No. of bitstreams: 1 MaryAnneBarbosaDeCarvalho_DISSERT.pdf: 1690612 bytes, checksum: 30220cc3a7a498f6f81552fe46a0c066 (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2017-01-16T16:17:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MaryAnneBarbosaDeCarvalho_DISSERT.pdf: 1690612 bytes, checksum: 30220cc3a7a498f6f81552fe46a0c066 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T16:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaryAnneBarbosaDeCarvalho_DISSERT.pdf: 1690612 bytes, checksum: 30220cc3a7a498f6f81552fe46a0c066 (MD5) Previous issue date: 2014-12-17 / A degrada??o dos solos agr?colas causa problemas produtivos e ambientais, com consequ?ncias econ?micas e sociais para as popula??es. Al?m das perdas de solo e de sua fertilidade poderem inviabilizar a atividade produtiva, existe grande preocupa??o com a emiss?o para a atmosfera de gases que contribuem para o aquecimento do planeta. Assim sendo, o objetivo do trabalho ? avaliar a aplica??o de biocarv?o nas propriedades f?sicas e qu?micas do solo e na massa seca do arroz. O experimento foi desenvolvido em casa de vegeta??o na Unidade Acad?mica Especializada em Ci?ncias Agr?rias da Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN, em Maca?ba-RN. O delineamento estat?stico foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x4, contando de doses de biocarv?o(0, 3500, 7000 e 10500 kg ha-1) e doses de nitrog?nio (0, 30, 60 e 90 kg ha-1) correspondendo a 16 tratamentos. O solo foi misturado com as respectivas doses, em seguida colocado em vasos de 10 L, utilizando como planta indicadora o arroz de terras altas. As vari?veis analisadas foram ? reten??o de ?gua, a densidade do solo, a massa seca da parte a?rea do arroz e as propriedades qu?micas. A reten??o de ?gua no solo apresentou efeito linear positivo das doses de biocarv?o; A densidade do solo foi influenciada pela intera??o entre doses de biocarv?o e de nitrog?nio, cujo desdobramento revelou efeito quadr?tico da dose de biocarv?o sobre a densidade do solo apenas na dose zero de nitrog?nio; Para massa seca do arroz houve intera??o de doses de nitrog?nio dentro de doses de biocarv?o observando-se na dose zero de biocarv?o o efeito quadr?tico apenas do nitrog?nio; As propriedades qu?micas foram significativos os efeitos da dose de biocarv?o para pH e CaMg (p<0,05) e para K (p<0,01). N?o houve efeito significativo das doses de nitrog?nio (30 e 60 kg ha-1) nem da intera??o entre doses de biocarv?o e de nitrog?nio. Conclui-se ser necess?ria a condu??o do experimento e o acompanhamento de resultados na mesma ?rea em longo prazo. Assim, a evolu??o nas caracter?sticas qu?micas e f?sicas do solo pode ser avaliada, gerando informa??es consistentes sobre o potencial do biocarv?o como condicionador de solo e fertilizante. / A degrada??o dos solos agr?colas causa problemas produtivos e ambientais, com consequ?ncias econ?micas e sociais para as popula??es. Al?m das perdas de solo e de sua fertilidade poderem inviabilizar a atividade produtiva, existe grande preocupa??o com a emiss?o para a atmosfera de gases que contribuem para o aquecimento do planeta. Assim sendo, o objetivo do trabalho ? avaliar a aplica??o de biocarv?o nas propriedades f?sicas e qu?micas do solo e na massa seca do arroz. O experimento foi desenvolvido em casa de vegeta??o na Unidade Acad?mica Especializada em Ci?ncias Agr?rias da Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN, em Maca?ba-RN. O delineamento estat?stico foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x4, contando de doses de biocarv?o(0, 3500, 7000 e 10500 kg ha-1) e doses de nitrog?nio (0, 30, 60 e 90 kg ha-1) correspondendo a 16 tratamentos. O solo foi misturado com as respectivas doses, em seguida colocado em vasos de 10 L, utilizando como planta indicadora o arroz de terras altas. As vari?veis analisadas foram ? reten??o de ?gua, a densidade do solo, a massa seca da parte a?rea do arroz e as propriedades qu?micas. A reten??o de ?gua no solo apresentou efeito linear positivo das doses de biocarv?o; A densidade do solo foi influenciada pela intera??o entre doses de biocarv?o e de nitrog?nio, cujo desdobramento revelou efeito quadr?tico da dose de biocarv?o sobre a densidade do solo apenas na dose zero de nitrog?nio; Para massa seca do arroz houve intera??o de doses de nitrog?nio dentro de doses de biocarv?o observando-se na dose zero de biocarv?o o efeito quadr?tico apenas do nitrog?nio; As propriedades qu?micas foram significativos os efeitos da dose de biocarv?o para pH e CaMg (p<0,05) e para K (p<0,01). N?o houve efeito significativo das doses de nitrog?nio (30 e 60 kg ha-1) nem da intera??o entre doses de biocarv?o e de nitrog?nio. Conclui-se ser necess?ria a condu??o do experimento e o acompanhamento de resultados na mesma ?rea em longo prazo. Assim, a evolu??o nas caracter?sticas qu?micas e f?sicas do solo pode ser avaliada, gerando informa??es consistentes sobre o potencial do biocarv?o como condicionador de solo e fertilizante.

O tabaco energético é uma opção alternativa ao tabaco convencional e tem como principal característica a fácil adaptação aos solos improdutivos, além de ser praticamente isento de nicotina. O principal foco das pesquisas com tabaco energético está no uso das sementes para a obtenção do óleo com vistas à produção de biodiesel, tendo como subproduto a torta residual da prensagem. Neste trabalho foi realizado o estudo da pirólise da torta residual do processo de prensagem para a extração de óleo da semente de tabaco energético. A torta residual foi submetida à pirólise em leito fixo com fluxo de nitrogênio, gerando bio-óleo, gases e biochar. Os principais produtos (bio-óleo e biochar) foram detalhadamente estudados. No bio-óleo, através da análise por cromatografia gasosa, foram encontrados compostos de grande importância para a indústria química e farmacêutica, como o fenol, o guaiacol e grande teor de compostos nitrogenados, em especial as piridinas. A biomassa e o biochar foram caracterizados por diversas técnicas (análise elementar, poder calorífico, teor de cinzas, ICP-OES, FT-IR, etc) e o biochar foi testado para uso como adsorvente, carga para borrachas, fertilizantes, etc. O resultado mais promissor foi para uso como adsorvente, após a ativação do biochar. Tanto a biomassa quanto os produtos de pirólise apresentaram compostos nitrogenados, assim podendo isolá-los, no caso do bio-óleo, para futuras aplicações, como em fármacos (piridinas) e pesticidas (nitrilas). / Energetic tobacco is an alternative to conventional tobacco and its main feature is the easy adaptation to unfertile lands beside that it is practically free of nicotine. The energetic focus of research is in the use of tobacco seeds for obtaining oil for producing biodiesel. From this process results a byproduct that is the residual cake from the pressing. In this work, this residual cake was studied through pyrolysis in a fixed bed reactor with nitrogen flow, producing bio-oil, gas and biochar. The main products (bio-oil and biochar) were characterized in detail. In the bio-oil, important industrial feedstocks were identified by comprehensive two-dimensional gas chromatography, as phenols, guaiacols and N-compounds, with recognized use in the chemical and pharmaceutical industry. The biochar and biomass were characterized by some solid-state techniques (porosity, elemental analysis, ash content, presence of metals, themogravimetric analysis and infrared spectrocopy). Biochar was subjected to some tests for use as adsorbent, charge for rubber or fertilizers. Its most promising result was for use as adsorbent after activation of biochar. The biomass and its pyrolysis products showed nitrogenous compounds, thus being able to isolate them, in the case of bio-oil, for further applications, such as drugs (pyridines) and pesticides (nitriles).

Polihidroxialcanoatos (PHA) são polímeros sintetizados por diferentes bactérias, que têm despertado grande interesse industrial por suas características de biodegradabilidade e biocompatibilidade, fundamental para aplicações na área médica. Dentre o grande grupo de PHA, o polihidroxibutirato P(3HB) é o mais estudado devido suas propriedades térmicas e mecânicas semelhantes aos polímeros de fonte petroquímica. O processo de recuperação de PHA é uma das etapas de maior impacto no custo final desses materiais, sendo o método de recuperação por solventes o mais promissor para o escalonamento desse processo. Os solventes clorados são os mais utilizados atualmente. As principais bactérias estudas para produção de P(3HB) são Gram-negativas, o que implica em uma parede celular menos espessa, em relação a bactérias Gram-positivas, facilitando, assim, a difusão de massa através dessa barreira. Porém, essas bactérias Gram-negativas contêm lipopolissacarídeos (LPS), na qual pode estar presente o lipídeo A, uma endotoxina, extraída na técnica de recuperação de P(3HB) por solventes. Por ser Gram-positiva, o Bacillus megaterium não apresenta LPS na sua parede celular, além disso, é um microrganismo bastante versátil em relação ao substrato de cultivo, podendo se desenvolver em fontes de carbono complexas e baixo custo, como subprodutos agroindustriais. Dessa forma, esta pesquisa objetivou encontrar solventes alternativos aos halogenados para extração do P(3HB) a partir da biomassa de B. megaterium Foram realizados ensaios de solubilidade com acetato de etila (AcEt), metil etil cetona (MEK), dimetil carbonato (DC), propionato de isoamila (PIso), dimetilsulfóxido (DMSO), carbonato de propileno (CP), 2-heptanona (2-Hp) e N,N-dimetilacetamida (NNDA). AcEt, MEK e DC atingiram baixa concentração de polímero em solução, inferior a 0,08 g/L. Para os solventes que apresentaram maior afinidade com o P(3HB), determinou-se a faixa de concentração na qual se encontra a solubilidade do P(3HB) a 140 oC, O PIso, apresentou valor entre 1,3 e 2,5 g/L, o DMSO entre 65 e 70 g/L, e o CP, a 2-Hp e o NNDA superior a 100 g/L. Os quatro solventes de melhor desempenho, foram aplicados na extração de P(3HB) a partir da biomassa de B. megaterium. O DMSO não se mostrou seletivo, pois causou a digestão da parcela não-polimérica. A recuperação do P(3HB) pelo clorofórmio (Chl) foi usada como valor comparativo para os demais solventes, 6,52 ± 0,59% para 30 min de contato a 60 oC. O CP e 2-Hp apresentaram desempenho melhor que Chl, 17,6 ± 0,2% e 7,3 ± 0,1%, respectivamente, para 15 min e 140 oC. O NNDA foi o solvente de maior potencialidade, atingindo uma recuperação igual a 98,5 ± 1,06% em 30 min. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are polymers synthesized by different bacteria, that have been arousing industrial interest because of their biodegradability and biocompatibility properties, fundamental for application in the medical area. Among the large group of PHA the Polyhydroxybutyraten P(3HB) is the most studied due to its physical properties like polymers from pretrochemical sources. The PHA recovery process is one of the steps with greater impact in the final cost of these materials, being the recovery method using solvents the most promising one for scheduling the process. The chlorinated solvents are the most used currently. The main bacteria studied for the P(3HB) production are the Gram-negative, which implies in a thinner cell wall facilitating the mass transference through this barrier. However, these microorganisms present liposaccharide (LPS), in which lipid A may be present, an endotoxin extracted with the solvent recovery technique. It substantiates the importance of the research using Gram-positive bacteria that does not contain LPS. Besides been more versatile in relation to the growing substrate, able of developing in complex carbon sources as agroindustrial by products, without genetic manipulation. Therefore, this research aimed to find alternative solvents to the non-halogenated for the extraction of P (3HB) from the biomass of B. megaterium Were realized solubility tests with ethyl acetate (EtOAc), ethylmethylketone (MEK), dimethyl carbonate (DC), isoamyl propionate (PIso), dimethyl sulfoxide (DMSO), propylene carbonate (CP), 2-heptanone (2-Hp) and N, N-dimethylacetamide (NNDA). EtOAc, MEK and DC reached a low concentration of P(3HB) (Sigma-Aldrich®) in solution, lower than 0,08 g/L. For solvents that showed higher affinity with the P3HB, was determined a solubility range, PIso demonstrated a value between 1,3 and 2,5 g/L, DMSO between 65 and 70 g/L and CP, 2-Hp and NNDA greater to 100 g/L. The four solvents with the best performance were applied in the P(3HB) extraction from the biomass. The DMSO was not selective, since it caused the digestion of the non-polymeric portion. The P (3HB) recovery by chloroform (Chl) was used as comparative for the other solvents, 6,52 ± 0, 59% with 30 min of contact time and temperature of 60 ºC. The CP and 2-Hp showed a better performance than Chl, 17, 6 ± 0,2% and 7,3 ± 0,1%, respectively, with 15 min of contact time and temperature of 140 ºC. The solvent NNDA demonstrated the greater potentiality, reaching a recovery rate of 98,5 ± 1, 1%.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Pós-Graduação em Ciências Florestais, Tecnologia e Utilização dos Produtos Florestais, 2014 / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-10T16:57:16Z No. of bitstreams: 1 2014_GiordanoBrunodaSilvaOliveira.pdf: 2179035 bytes, checksum: 0b6abcbdb464a29818f72667743a9905 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-11T13:44:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_GiordanoBrunodaSilvaOliveira.pdf: 2179035 bytes, checksum: 0b6abcbdb464a29818f72667743a9905 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-11T13:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_GiordanoBrunodaSilvaOliveira.pdf: 2179035 bytes, checksum: 0b6abcbdb464a29818f72667743a9905 (MD5) / No mundo há poucas tecnologias capazes de oferecer características de rendimento energético eficiente. Neste cenário, buscar novas fontes de energia, para complementar o setor energético, se torna bastante importante, pois os combustíveis fósseis possuem um ciclo fechado e estoque limitado. Assim, surgem as culturas energéticas que visam produzir biomassa como fonte produtora de energia sólida ou líquida. No Brasil, estas culturas, se baseiam no uso de eucalipto e capim elefante, porém, há outras fontes alternativas de biomassa eficientes. Entre elas, há a espécie Arundo donax L., com alta capacidade adaptativa para os diversos ambientes, alto índice de produção, alta eficiência energética, baixo custo de produção e exploração. Neste sentido, foi feito um estudo sobre o potencial energético da Arundo donax L., proveniente de ocorrência natural no Distrito Federal - DF, verificando seu potencial como fonte geradora de energia. Os colmos foram coletados no Distrito Federal, totalizando 753 indivíduos em 30 m² de área amostral. Os resultados mostraram altura média de 3,86 m com diâmetro de 2,03 cm, biomassa verde de 12,75 kg/m², com 6,64 kg/m² de massa seca. A variável altura apresentou alta correlação com a massa seca e por isso foi escolhida para dividir os colmos em quatro classes e três posições axiais, para estudo das características energéticas do material. Os resultados mostram que para a posição axial da base e classe de altura quatro (maior altura) dos colmos os teores de carbono fixo e o poder calorífico foram maiores. Mas com a densidade básica ocorre o contrário, ou seja, maiores valores para as posições de topo e a classe um (menor altura). Devido ao comportamento da densidade, as maiores densidades energéticas foram encontradas na posição axial de topo e nas classes de menor altura, um e dois. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the world, there are few technologies that can provide characteristics of efficient energy performance. In this scenario, seek for new sources of energy to supplement the energy sector, becomes quite important because fossil fuels have limited stock and a closed cycle. Thus, energy crops aimed at producing biomass as a source of producing solid or liquid energy arise. In Brazil, these cultures, are based on the use of eucalyptus and elephant grass; however, there are other effective alternative sources of biomass. Among them are the Arundo donax L. species with high adaptive capacity to different environments, high production rate, high-energy efficiency, low cost of production and operation. In this respect, a study on the energy potential of Arundo donax L. from naturally occurring in the Distrito Federal, checking its potential as power source was made. The stems were collected in the Distrito Federal, totaling 753 individuals in 30 m² sampling area. The results showed an average height of 3.86 m with a diameter of 2.03 cm, green biomass of 12.75 kg/m², with 6.64 kg/m² of dry mass. The variable height was highly correlated with dry mass and was therefore chosen to split the stems into four classes and three axial positions, to study the material energy characteristics. The results show that the axial position baseand the height fourclass (maximum height) of the stems, the fixed carbon content and calorific value were higher. However, with the basic density occurs the opposite, ie, higher values for the top positions and class one (lower height). Due to the behavior of the density, the higher energy densitieswere found in the axial position of the top and classes of smaller size, one and two.