Resumo: O país vive atualmente uma crise de oferta de energia elétrica sem precedentes e várias regiões do país já sofrem com o racionamento. Este cenário de crise coincide com o processo de reestruturação do setor elétrico brasileiro que possibilita os autoprodutores de energia elétrica, como o setor sucroalcooleiro, comercializarem o excedente de energia, obtidos pelo processo de cogeração. Apesar do elevado potencial de comercialização da energia cogerada pelo setor sucroalcooleiro, este não está sendo devidamente aproveitado. Este trabalho teve por objetivo analisar os obstáculos do setor sucroalcooleiro e das distribuidoras em comercializar a energia cogerada pelo setor, à luz da existência dos custos de transação e econômicos. Para a coleta de dados, foram realizadas entrevistas semi-estruturadas com o responsável pela área de cogeração das usinas e distribuidora de energia. Estas entrevistas consistem em perguntas pré-determinadas que foram lidas na mesma ordem e da mesma maneira para todos os entrevistados para assegurar a comparabilidade dos resultados. As entrevistas foram gravadas, transcritas e avaliadas por meio da análise de conteúdo e as respostas dos entrevistados foram agrupadas de acordo com as perguntas. Os resultados indicaram a existência de custos de transação e econômicos devido às características das transações entre os agentes comercializadores de energia elétrica. Conclui-se que a existência dos custos de transação e econômicos entre os agentes podem estar gerando obstáculos à comercialização da energia elétrica cogerada. / Abstract: Our country is going through an unprecedentedly crisis of electrical energy supply and several regions are already under rationing. This crisis coincides with restructuration of brazilian electrical sector that allows energy own-producers, such as sugaralcohol sector to commercialize the excess obtained from cogeneration process. On spite of high potential cogenerated energy commercialization by sugar-alcohol sector it is not being appropriately used. The objective of this study was to analyze the problems of the sugaralcohol sector and the distributing energy industries to commercialize the cogenerated energy considering transaction and economic costs. For data collection semi-structured interviews were carried out involving the responsible by the cogeneration area of mills and the distributing energy industries. These interviews consist of predetermined questions that were applicated in the manner and sequence for all those interviewed to assure comparison of results. The interviews were recorded, transcripted and analyzed though the content analysis and the answers were grouped according to the questions. The results rewied the presence of transaction and economic costs due to the characteristics of transactions between electrical energy dealers. It may conclude that the presence of transaction and economic costs between dealers may be causing problems to the trade of cogenerate electrical energy. / Orientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Coorientador: Flávio Abranches Pinheiro / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Ivanise Guilherme Branco / Resumo: Atualmente, as celulases são enzimas bastante estudadas para a hidrólise de resíduos ligno-celulósicos para obtenção de açúcares fermentescíveis utilizáveis em diferentes processos biotecnológicos. Um destes resíduos é o bagaço de cana proveniente da indústria sucroalcooleira, que pode ser uma alternativa para produção de bioetanol, desde que haja tecnologia eficaz e econômica para a conversão em açúcar (glicose ou xilose). O objetivo deste trabalho foi encontrar fungos celulolíticos produtores de enzimas que sejam eficientes nos processos de degradação da biomassa lignocelulósica. No presente trabalho foram selecionados 12 fungos celulolíticos previamente isolados pelo Laboratório de Biotecnologia Industrial (UENSP - Assis). Estes fungos foram cultivados em bagaço de cana-de-açúcar como substrato e para seus extratos foram testados suas atividades para celulases (FPase) e endoglucanase (CMCase) e comparados com o T.reesei CCT 2768. Os fungos mais eficientes foram às linhagens: M51, FS09, MG10A e FS11A. Destes, se destacaram respectivamente para atividade FPase e CMCase, os fungos FS09 com 0,054 FPU/mL ou 1,79 FPU/g de substrato e 0,874 U/mL ou 29,1 U/g de substrato; seguido pela M51 com 0,049 FPU/mL ou 1,62 FPU/g de substrato e 1,094 U/mL ou 36,46 U/g de substrato, valores vezes superior em relação ao fungo T. reesei CCT 2768, espécie considerada uma dos principais microrganismos de referência em estudos para a produção de celulases. A imobilização da celulase comercial em microesferas de alginato e de hidrogéis (alginato/quitosana) mostraram resultados promissores para os protocolos com adição da enzima durante o processo de formação dos derivados, tanto os peletes como os biofilmes, sendo os melhores derivados, o pelete B e o biofilme E'. Com estes protocolos de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays the cellulases are widely studied for the hydrolysis of ligno-cellulosic residues to obtain fermentable and economic sugars for several biotechnological applications. Cane bagasse is the most important residue from sugar factory, which could be an alternative of substrate to produce bioethanol or other biotechnological production, but it depending on the economical technology for the conversion in simple sugar (glucose or xylose). In the present study was selected 12 cellulolytic fungi, previous isolated by the Laboratory of Industrial Biotechnology (UNESP - Assis). These fungi were cultivated in cane bagasse as substrate and their extracts was tested as FPU and Endoglucanase (CMCase) activity and compared with T. reesei CCT 2768. The most efficient fungi were the not yet identified strains: M51, FS09, MG10A e FS11A. Respectively for FPase and CMCase activity, the strain FS09 shows 0.054 FPU/mL or 1.79 FPU/g of substrate, and 0.874 U/ml or 29.1 U/g of substrate, followed by M51 with 0.049 FPU/mL or 1.62 FPU/g of substrate, and 1.094 U/mL or 36.46 U/g of substrate. These results were higher than T. reesei CCT 2768, considered as a important microorganism for the studies of the production of cellulose. Immobilization of commercial cellulase in microspheres of alginate and hydrogels (alginate/chitosan) was procedure and it showed promising results for the protocols of the enzyme with added during the formation of derivatives (immobilized enzymes). The best immobilization of cellulase was obtained with the pellets and biofilms produced by the protocols B and E', respectively. These protocols were responsible for the increase in cellulolytic activity of 56% (protocol B) and 44% (protocol E') when compared with the enzyme used in the immobilization process due to the 13 and 28 recycles of the enzyme. It is hoped that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização e reutilização de substratos à base de areia, para o cultivo do tomateiro do grupo cereja, cultivar Sindy, com dois volumes de água aplicados por irrigação. Definiu-se V1 como o volume de água necessário para promover a drenagem dos vasos preenchidos com o substrato areia. O volume de água aplicado por irrigação V2 correspondeu a 75% do volume de V1. Os sete substratos resultaram da combinação de diferentes proporções volumétricas de três componentes: areia, bagaço de cana-de-açúcar e casca de amendoim. Os substratos foram utilizados em um cultivo e reutilizados em um segundo cultivo. O bagaço de cana-de-açúcar e a casca de amendoim podem ser utilizados na composição de substratos à base de areia, para o cultivo do tomateiro do grupo cereja. A maior produtividade foi obtida nos substratos não reutilizados e com o volume de água aplicado por irrigação V1. A reutilização do substrato composto por partes iguais dos três componentes promoveu aumento da densidade e do volume de água facilmente disponível, e redução da porosidade total, do espaço de aeração e do volume de água remanescente. Os teores de nutrientes foram maiores nos substratos reutilizados. A redução de 25% no volume de água aplicado por irrigação não alterou as propriedades físicas, mas proporcionou aumento dos teores de nutrientes nos substratos. A qualidade dos frutos não foi afetada pelos substratos, pelos volumes de água aplicados por irrigação e pela reutilização dos substratos. Pode-se propor a classificação, para tomate cereja, associando-se o diâmetro e o peso dos frutos. / Abstract: The objective of this work was to evaluate the use and reuse of substrates consisted of sand, for cherry tomato growth, with two irrigation rates, at Jaboticabal, São Paulo, Brazil (21°14'05" S, 48°17'09" W). The substrates were used during a growth period and reuse in the second one. The irrigation rate I1 was defined as the amount of water necessary to fall in drops from the pots filled up with sand. The irrigation rate I2 was 75% of the irrigation rate I1. The seven substrates were consisted of different combinations of three materials: sand, crushed sugar-cane and peanut bark. The crushed sugar-cane and peanut bark can be used to compose the substrates consisted of sand for cherry tomate growth. The highest cherry tomato yield was obtained from the non reused substrate and with the irrigation rate I1. The reuse of the substrate consisted of equal parts of the three components caused an increasing of the bulk density and easily available water content, and a decreasing of the total porosity, aeration space and remaining water content. The nutrients levels were higher in the reused substrates. A 25% reduction in the irrigation rate did not affect the physical properties of the substrates, but increased the nutrient levels of them. The fruit quality was not affected by the substrates, the irrigation rates and the reuse of substrates. It is possible to classify the cherry tomato by diameter and weight. / Orientador: José Eduardo Corá / Coorientadora: Leila Trevizan Braz / Banca: Arthur Bernandes Cecílio Filho / Banca: Cleide Aparecida de Abreu / Banca: Atelene Normann Kampf / Banca: Luiz Carlos Pavani / Doutor

Orientador: Mauricio Boscolo / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: George Jackson de Moraes Rocha / Resumo: Utilizando o bagaço de cana como matéria prima para a produção do etanol brasileiro pode-se aumentar a produção em 50% deste combustível sem o aumento de área cultivada com a cana de açúcar. A hidrólise química deste material demonstrou ser ineficiente à medida que gera um grande número de substâncias inibidoras do processo fermentativo alcoólico, como aldeídos furânicos e fenóis. A hidrólise enzimática vem se destacando como a forma mais viável de sacarificação do bagaço, em função de não gerar tais inibidores, mas a recalcitrância da fibra vegetal impede tal processo. A ação das enzimas hidrolíticas é muito dificultada pela forma como se encontra naturalmente a fibra vegetal: regiões de alta cristalinidade e a presença de lignina revestindo as fibras. O preparo do bagaço para a ação enzimática, normalmente denominado de pré-tratamento, utiliza condições extremas de temperatura e pressão que podem formar produtos tóxicos para a fermentação alcoólica e apresentam sérios riscos operacionais. O objetivo deste trabalho é avaliar o grau de desestruturação do bagaço após pré-tratamentos em soluções ácidas e alcalinas em glicerol e irradiadas com micro-ondas (MO) em dois modos: estático e rotativo. A melhor condição para a ação hidrolítica do complexo enzimático empregado foi obtida em meio não tamponado (água destilada) durante 24 horas. As maiores liberações de açúcares redutores totais (ART) após a hidrólise enzimática foram alcançadas quando o bagaço foi pré-tratado com irradiação de MO por dois minutos em modo rotativo em meio ácido (0,07 mol/L H2SO4) em 100% glicerol (617 ± 24 mg de ART/g de bagaço) e em meio alcalino (0,05 mol/L NaOH) em 100% glicerol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production of the Brazilian bioethanol can be increased in 50% without expanding the area cultivated with sugarcane by using sugarcane bagasse as raw material. Its recalcitrance is an obstacle to enzymatic hydrolysis, which can be overcome by physical-chemical treatments. Common pre-treatments using extreme conditions of temperature and pressure are dangerous, promote the generation of toxic compounds (phenols and aldehydes) besides being potentially inhibitory for yeast. The aim of this work is to assess the degree of disruption of the bagasse after pre-treatment in acidic and alkaline glycerol, irradiated with microwaves both in the static and rotational modes. The enzyme complex showed the best results with the reactions promoted in a non-buffered (distilled water) at 24 hours. The best results for the pre-treatment were found after inserting a rotation system in the microwave oven inasmuch as the samples were subjected to irradiation in a more homogeneous way. The best pre-treatment was obtained after enzymatic hydrolysis in sulfuric acid (0.07 mol/L), in pure glycerol, with the rotation of the balloon inside the microwave oven (617 ± 24 mg of ART/g bagasse). In alkaline medium, the best result was found in the absence of water in the reaction medium (0.05 mol/L NaOH) with the rotation of the balloon inside the microwave oven (601 ± 58 mg of ART/g of bagasse). Differential Scanning Calorimetry (DSC) allows to evaluate the degree of disruption of bagasse comparing the enthalpy change, which can be associated with disruption of bounds in pre-treated bagasse. Among the pre-treated bagasse, it is observed that the bagasse treated with NaOH 0.05 mol/L and 5% of water in glycerol had the lowest ΔH, suggesting greater breakdown of carbohydrates after pre-treatment / Mestre

Orientador: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Fernando Luis Fertonani / Banca: Luis Vitor Silva do Sacramento / Banca: Ana Maria de Guzzi Plepis / Banca: Eder Tadeu Gomes Cavalheiro / Resumo: A elucidação da estrutura da lignina, macromolécula natural amorfa, é um desafio para a pesquisa. Sua estrutura pode variar bastante de uma fonte vegetal para a outra, dependendo da sua origem. Neste trabalho, foi realizada a extração, a caracterização e o estudo cinético de decomposição térmica de ligninas obtidas a partir de duas fontes de biomassa: de bagaço de cana-de-açúcar (utilizada como referência) e dos resíduos sólidos urbanos (RSU) de leiras em diferentes estágios de compostagem. As técnicas utilizadas para a caracterização das ligninas foram: análise térmica (TG/DTA), FITR, RMN de 13C no estado sólido e fluorescência de raios-X. O estudo cinético de degradação térmica das ligninas foi realizado utilizando o método isoconversional de Flynn- Wall e Ozawa. A lignina obtida do bagaço de cana-de-açúcar apresentou-se como uma boa amostra de referência por possuir características de protolignina, sem impurezas de carboidratos associados à sua estrutura, o que pôde ser confirmado pela técnica de RMN de 13C. Já as ligninas obtidas dos RSU apresentaram decomposição térmica e grupos característicos da lignina e a presença de outros elementos complexados em sua estrutura, principalmente o íon ferro. No entanto, a presença de carbonos alifáticos comprovados pelas técnicas de TG/DTA e RMN de 13C, sugere que as ligninas extraídas dos RSU encontram-se fragmentadas. De acordo com o estudo cinético, para o primeiro evento de decomposição térmica da lignina, verificou-se o efeito de compensação cinética para as amostras de ligninas referências, bem como, para as ligninas extraídas dos RSU, levando à conclusão de que ambas apresentam a mesma composição orgânica básica. / Abstract: The elucidation of the structure of lignin, amorphous natural macromolecule, is a challenge for the research. Its structure can vary a lost from a vegetable source to other, depending on its origin. In this work, it was made the extraction, the characterization and the kinetic study of thermal decomposition of lignins obtained from two biomass sources: sugarcane bagasse (used as reference) and the urban solid residues (RSU) of stacks in different stages of composting. The techniques used for the characterization of lignins were: thermal analysis (TG/DTA), FITR, NMR 13C in the solid state and fluorescence of ray-X. The kinetic study of thermal degradation of the lignins was made using the method isoconversional of Flynn - Wall and Ozawa. Lignin obtained from sugarcane bagasse was a good reference sample for owning protolignin characteristics, without carbohydrate impurities associated in your structure, what could be confirmed by the technique of RMN 13C. By other hand, lignin obtained from RSU presented thermal decomposition and characteristic groups of lignin and the presence of other elements complexed in your structure, mainly the ion iron. However, the presence of aliphatic carbons confirmed by techniques of TG/DTA and NMR 13C, suggests that lignins extracted from RSU are fragmented. In agreement to kinetic study, for the first event of thermal decomposition of the lignin, the effect of kinetic compensation was verified for the samples of reference lignins, as well as, for lignins extracted from RSU, taking to the conclusion that both present the same basic organic composition. / Doutor

Orientadora: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Daiane Cristina Sass / Banca: Octavio Antonio Valsechi / Resumo: O constante crescimento na produção de etanol acarreta em aumento da produção de bagaço de cana-de-açúcar, surgindo necessidade de desenvolver novas formas de aproveitamento deste produto. Sendo assim, o acréscimo de valor agregado no bagaço afim de que seja utilizado em ração animal pode ser uma alternativa economicamente interessante. Este trabalho utilizou Lentinula edodes (shiitake) e o Pleurotus ostreatus (shimeji) na biotranformação e enriquecimento do bagaço de cana-de-açúcar termo hidrolisado, considerando-se tempo e aditivos nutricionais, para obtenção de biomassa com melhores condições nutricionais e proteicas. Na primeira etapa do projeto foram testadas diversas combinações de meio a fim de se encontrar aquele mais adequado para o desenvolvimento fungico. Concluiu-se que o 1% carbonato de cálcio e 1% levedura seca são essenciais para o desenvolvimento dos microrganismos neste substrato. Com relação à quantidade de inóculo, para P. ostreatus assumiu-se 3% como ideal e para L. edodes, assumiu-se 8% como a quantidade ideal. Foram quantificados proteína bruta, lipídios, valor nutricional relativo (VNR) pelo método com Enterococcus zymogenes, toxicidade aguda realizado com Daphinia similis, DQO e DBO das amostras. Quanto a quantidade de proteína, houve um aumento significativo quando comparado ao bagaço original passando de aproximadamente 1% para 3,43% e 3,20% para L.edodes e P.ostreatus respectivamente com 45 dias de incubação as 25+/- 20C. Os valores de lipídeos foram baixos mesmo após a colonização. O valor nutricional relativo do bagaço de cana termo hidrolisado antes do tratamento microbiológico apresentava valores de 23,07% passando para 84,61% para L.edodes e para 73,07% para P.ostreatus. A toxicidade aguda apresentou uma diminuição após o desenvolvimento fúngico sendo que L.edodes apresentou-se ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The constantly growing in ethanol production will lead to consequent increased production of sugarcane bagasse emerging need to develop new ways to use this product, Therefore the increase in value in order that residue to be used as forage for animal feed can be an economically interesting alternative. This paper used Lentinula edodes (shiitake) and Pleurotus ostreatus (shimeji) in biotranformação and enrichment of sugarcane bagasse term hydrolyzate, considering time and nutritional additives, to obtain biomass with better nutritional and protein conditions. In the first stage of the project were tested several combinations of substrate in order to find the most suitable for fungal development. It was concluded that 1% calcium carbonate and 1% dried yeast are essential for the development of microorganisms in the substrate. About the amount of inoculum, P. ostreatus assumed as an ideal 3% and L. edodes, 8% was assumed as the ideal amount. The following were quantified crude protein, lipids, nutritional value relative (NVR) by method with Enterococcus zymogenes, acute toxicity performed with Daphinia similis,, COD and BOD of amostras.susbstrato As the amount of protein, there was significant increase when compared to the original bagasse which has approximately 1% to 3.43% and 3.20% for L.edodes and P.ostreatus respectively 45 days incubaçõa the 25 +/- 20C . Lipid values were low even after colonization. The nutritional value of the term hydrolyzate sugarcane bagasse before the microbiological treatment had values of 23.07% and grows to 84.61 to 73.07 for L.edodes and to P.ostreat. The acute toxicity is decreasing after fungal growth and L.edodes presented more efficient in the detoxification. The results of COD and BOD also point to an improvement in the biodegradation of solubilized sugarcane bagasse for the two species of fungi when compared to the original substrate / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Paulo Seleghim Júnior / Banca: Eleni Gomes / Resumo: Neste trabalho foi estudada a utilização do ozônio como pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar para posterior hidrólise enzimática. O bagaço in natura foi caracterizado quimicamente, e após cada ensaio de pré-tratamento foram quantificados no bagaço pré-tratado: celulose, xilana, lignina ácida insolúvel (LAI), lignina ácida sóluvel (LAS) e lignina total (LT). Após os pré-tratamentos as amostras foram hidrolisadas enzimaticamente por mistura dos complexos NS50013 e NS50010 de enzimas comerciais fornecidas pela Novozymes. Foram realizados quatro ensaios de pré-tratamento, variando-se a umidade e a concentração de ozônio (gO3/h), e mantendo-se constante o fluxo 60 L/h e o tamanho de partícula em 3-5 mm. A melhor condição de ensaios encontrada foi com 40 % de umidade e 3,85 gO3/h, onde houve diminuição na quantidade de LAI de 19,54±0,03 para 6,49±0,03 %, aumento na LAS de 3,13±0,04 para 7,21±0,09 % e diminuição da LT de 22,67±0,07 para 13,70±0,12 %, comparando-se com o bagaço in natura. No mesmo ensaio houve uma conversão de hidrólise enzimática da celulose de 39,27±0,32 % no bagaço pré-tratado e 50,62±1,59 % no pré-tratado e lavado, da xilana de 55,90±0,14 % no pré-tratado e 28,14±0,75 % no pré-tratado lavado, de açúcares de 44,61±0,17 % no pré-tratado e 43,41±0,84 % no pré-tratado lavado. Houve pouco ataque do ozônio aos carboidratos em todos os ensaios, sendo o maior ataque no ensaio de melhores rendimentos supracitado, com perda de menos de 5 pontos percentuais na quantidade de celulose e pouco mais de 1 ponto percentual na quantidade de xilana. A análise de inibidores revelou baixas concentrações destes, sendo o de maior concentração o ácido acético, com 1,40040±0,07359 g·L-1 no hidrolisado. A análise das amostras pré-tratadas por micrografia eletrônica de varredura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work was studied the utilization of the ozone as a pretreatment of the sugarcane bagasse for enzymatic hydrolysis. The in natura bagasse was chemically characterized, and after each pretreatment test was quantified in the pretreated bagasse: cellulose, xylan, acid insoluble lignin (AIL), acid soluble lignin (ASL) and total lignin (TL). After the pretreatments the samples was enzymatic hydrolyzed by a mixture of NS50013 and NS50010 complexes, of commercial enzymes provided by Novozymes. Was realize four tests of pretreatment, changing the moisture and ozone concentration (gO3/h), fixing the flux in 60 L/h and the particle size at 3-5 mm. The best condition of test was find at 40 % of moisture and 3,85 gO3/h, where was a diminution in the AIL from 19,54±0,03 to 6,49±0,03, a increase in the ASL from 3,13±0,04 to 7,21±0,09 %, and diminution of LT from 22,67±0,07 to 13,70±0,12 %, comparing to the in natura bagasse. In the same test was a conversion of enzymatic hydrolysis of the cellulose of 39,27±0,32 % in the pretreated bagasse and 50,62±1,59 % in the pretreated and washed, of xilan 55,90±0,14 % in the pretreated bagasse and 28,14±0,75 % in the pretreated and washed, of sugar 44,61±0,17 % in the pretreated bagasse and 43,41±0,84 % in the pretreated and washed. Was a little attack to the carbohydrates in all the tests, being the major attack in the test of the best yields aforementioned, with loss of less than 5 percentage points in the cellulose and little more than 1 percentage point in the amount of xylan. The inhibitors analysis showed slow concentrations of they, being the major concentration of acetic acid, with 1,40040±0,07359 g·L-1 in the hydrolyzed. The electron micrograph analysis of the pretreated samples showed that the ozone pretreatment is able to modify microscopically the bagasse, exposing the fibers and increasing the amount and size of the pores / Mestre

Orientador: José Eduardo Corá / Banca: Edson Luiz Mendes Coutinho / Banca: Carolina Fernandes / Banca: Adolfo Valente Marcelo / Banca: Anice Garcia / Resumo: O aumento do uso do bagaço de cana-de-açúcar para geração de energia elétrica no Estado de São Paulo tem resultado em grandes quantidades de cinzas que necessitam de manuseio e disposição adequada. O destino corrente deste resíduo em grande escala tem sido a utilização no solo de áreas plantadas com cana-de-açúcar, porém esse método não é autorizado pelas agências ambientais do país ou pelo Ministério da Agricultura e são escassas as avaliações sobre vantagens ou desvantagens de sua aplicação. Esta pesquisa foi proposta visando avaliar os efeitos da aplicação de cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) em diferentes doses nos atributos químicos do solo. Para isso foram propostos três estudos: a) ensaio de incubação visando avaliar a biodegradação da fração orgânica da CBCA; b) ensaios em colunas de solo em casa de vegetação com estrutura preservada com o objetivo de detectar possíveis alterações em água percolada, e sua possível implicação ecológica, em solos representativos da região de Jaboticabal- SP (Latossolo) e c) ensaio de campo em duas áreas sob Argissolo com cultivo de citros com diferentes manejos da CBCA (incorporado e sem incorporação na superfície). A CBCA foi caracterizada por meio de diferentes métodos físicos químicos. Foram avaliadas nos estudos o efeito de diferentes doses de CBCA (0, 5, 10, 20, 40 e 80 Mg ha-1) quanto ao comportamento dos metais: tóxicos (Cr ) e fitotóxicos (Zn, Cu, Mn e Ni); do semimetal (Si) e dos ânions (SO42- e PO42-). Os resultados evidenciaram que a CBCA é rica em SiO2 (82,2%) com predomínio de quartzo cristalino e em menor concentração silicato de potássio. A fração de mineralização de C em C-CO2 foi menor do que 1,6 % em 182 dias de incubação. A taxa de mineralização do carbono adicionado pela cinza de bagaço de cana-de-açúcar foi alterada em função da textura do solo sendo que a inibição da respiração da microflora ... / Abstract: The increased use of sugarcane bagasse for electric energy production in the State of São Paulo has resulted in large amounts of ashes that requires its proper handling and disposal. The current target of this large-scale residue has been its use in sugarcane soil areas, though this method is not authorized by the country's environmental agencies or by the Ministry of Agriculture and the assessments about advantages or disadvantages of its application are scarce. This research was proposed to evaluate the effects of sugar bagasse ashes (SBA) application in different doses on chemical soil attributes. Three studies were proposed for this: a)The incubation test to evaluate the biodegradation of the organic fraction of the SBA; b)Tests in soil columns with preserved structure using completely randomized design with 3 replications in order to detect possible changes in water percolated, and its possible implication in vegetation ecological conditions on soils, representing the region of Jaboticabal-SP (Oxisol); and c)Field trial in two areas under Ultisol with citrus cultivation with different SBA managements (incorporated and surface application) through the randomized block designs with 5 repetitions. The SBA was characterized through different physical chemical methods, to identify their organic and inorganic fraction. Were evaluated in the studies the effect of different doses of SBA (0, 5, 10, 20, 40 and 80 Mg ha-1) as regards the behavior of metals: toxic (Cr) and phytotoxic (Zn, Cu, Mn and Ni); the semimetal (Si) and anions (SO42- and PO42-). The results showed that the SBA is rich in SiO2 (82.2%) with predominance of crystalline quartz and potassium silicate in lower concentration. The mineralization fraction of C in C-CO2 was less than 1.6% in 182 days of incubation and this indicated that the SBA contributes to increase the stocks of soil organic matter. The carbon mineralization rate added by sugarcane bagasse ashes has ... / Doutor

Neste trabalho, foram utilizadas metodologias ópticas para estudo da interação enzimática e de pré-tratamentos da biomassa. Mudanças de carga em fibras de polpa de eucalipto foram estudadas utilizando-se uma porfirina como sonda, uma vez que influenciam na interação enzimática. Foi investigada também a influência do caráter de carga na interação com a safranina, utilizada como marcador de celulose. Estudamos o efeito do pH na interação da enzima Celobiohidrolase Cel7A (CBH I) e de seus domínios separadamente com as fibras de eucalipto por meio do método de arraste, que se baseia na centrifugação da solução dos interagentes e na análise espectroscópica do sobrenadante. Essa interação também foi estudada por microscopia de fluorescência confocal utilizando-se fluoresceína como marcador para as enzimas. Outro objetivo do trabalho foi aplicar a microscopia confocal e a microscopia de imagem de tempo de vida da fluorescência (FLIM),com excitação por um e por dois fótons, para estudar a atuação de um pré-tratamento em bagaço de cana-de-açúcar. Esse pré-tratamento teve duas etapas: a primeira com ácido e a segunda com base.Os resultados para a interação da CBH I com as fibras de eucalipto mostram que esta é influenciada por mudanças de carga tanto no módulo de ligação à celulose (CBM) quanto no domínio catalítico. Imagens espectrais de microscopia confocal indicam a presença da enzima em interstícios ao longo de toda a parede da fibra. Nas amostras de bagaço, há uma forte correlação entre os tempos de decaimento da fluorescência da lignina e sua concentração. Uma não homogeneidade nas características de fluorescência ao longo da parede celular revela domínios de níveis distintos de agregação da lignina. O pré-tratamento ácido desordena a lignina e a acumula na borda externa da parede celular. O pré-tratamento alcalino remove eficientemente a lignina do centro da parede celular, mas não é tão eficiente próximo à superfície. Uma variedade complementar de estados foi acessada pela excitação por dois fótons. Uma estreita banda de emissão e tempos longos de decaimento sugerem que no bagaço não tratado a lignina é organizada de maneira que haja uma fraca interação entre as moléculas. / Optical methodologies were used for the study of the enzymatic interaction and pretreatments of biomass. Changes of charge on eucalyptus pulp fibers were studied with the use of a porphyrin as a probe, since these changes influence on the enzymatic interaction. The influence of the charge character was also investigated for the interaction with safranin, used as cellulose labeling. We studied the pH effect on the interaction of the enzyme Cellobiohydrolase Cel7A (CBH I) and its domains separately with eucalyptus pulp fibers by the drag method, which is based on the centrifugation of the enzymes solution with the fibers and on the spectroscopic analysis of the supernatant. This interaction was also studied by confocal fluorescence microscopy with the use of fluorescein as a labeling for the enzymes. Another objective was the application of confocal microscopy and fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM), both with single-photon and two-photon excitation, in the study of a pretreatment applied in sugarcane bagasse. This pretreatment had two steps: the first one with acid and the second one with alkali. The results for the interaction between CBH I and the eucalyptus fibers show that it is influenced by changes of charge both in cellulose-binding module (CBM) and in the catalytic domain. Spectral confocal images indicate the presence of enzymes along all the cell wall. Regarding the bagasse fibers, a strong correlation was observed between the fluorescence decay time and the delignification. A non-homogeneity of the fluorescence properties along the cell wall reveal domains of lignin with different aggregation levels. The acid pretreatment disorders lignin and accumulate it on the external border of the cell wall. The alkali pretreatment removes lignin from the center of the cell wall efficiently, but it is not so effective close to the surface. A complementary variety of states was accessed by two-photon excitation. A narrow emission band and slow decay times suggest that lignin is organized in such a way that the interaction between the molecules is weak.

Atualmente, o aumento da preocupação com a sustentabilidade ambiental, alinhado às perspectivas de esgotamento das reservas de petróleo, tem direcionado às buscas por fontes renováveis de energia. O emprego de resíduos agroindustriais, principalmente de usinas sucroalcooleiras destaca-se como sendo uma alternativa para a produção de etanol de segunda geração. Dentre as metodologias aplicadas para disponibilização dos açúcares fermentescíveis está a hidrólise enzimática. Ainda, para facilitar esta etapa e torná-la mais acessível, submete-se, previamente, o material lignocelulósico a um pré-tratamento, com o objetivo de contribuir com a susceptibilidade da celulose a ataques enzimáticos. No entanto, devido à complexidade das estruturas lignocelulósicas, os processos de hidrólise e pré-tratamento precisam se tornar mais eficientes e economicamente viáveis. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar e caracterizar os pré-tratamentos hidrotérmico e organossolve (etanol 50%), isoladamente, e estes combinados em diferentes condições, assim como a influência destes procedimentos na estrutura e composição da biomassa, bem como na hidrólise enzimática. Os resultados demonstraram que os pré-tratamentos hidrotérmicos a 160 ºC nas condições analisadas foram pouco efetivos na melhora do acesso enzimático durante a etapa de hidrólise, pois atuaram de maneira branda na parede celular, pouco solubilizando a hemicelulose e lignina, conforme as análises físicas comprovaram. Os tratamentos combinados hidrotérmico 30 min e 60 min a 160 ºC seguidos pelo organossolve por 150 min apresentaram semelhança morfológica e alta solublização da lignina e hemicelulose, justificando os valores de hidrólise. Nossos resultados abrem perspectivas de novos estudos que visam a otimização dos pré-tratamentos hidrotérmicos e organossolve, além da compreensão das alterações composicionais e morfológicas que levam à melhoria da hidrólise enzimática na biomassa lignocelulósica. / The concerns with environmental sustainability and perspectives of petroleum reserves depletion motivated exploration of new and sustainable energy sources. In this context, renewable energies start to receive significant attention in the world´s energy matrix, with biofuels playing a special role. The use of agro-industrial residues, mainly from the sugarcane industry, stands out as a viable alternative for the production of second-generation ethanol. The enzymatic hydrolysis of the biomass has a number of advantages for polysaccharides depolimerization, such as high substrate specificity, low environmental impact and lack of corrosion issues. To further facilitate this procedure and to make biomass more accessible, the lignocellulosic material has to be previously submitted to a pretreatment in order to increase the cellulose accessibility and susceptibility to the enzymatic action. This process aims at the disorganization of the chemical structure of the lignocellulosic matter, facilitating the further steps of hydrolysis and fermentation. Due to the complexity of the lignocelluloses structures, their pretreatment and hydrolysis processes have to become more efficient and economically viable to be efficiently applied at an industrial scale. Therefore, the objective of this work is to evaluate the hydrothermal and organosolv (50% ethanol) pretreatments, separately and combined in different conditions, and the influence of these procedures on the structure and composition of the biomass and on the efficiency of enzymatic hydrolyses. Our results demonstrated that the hydrothermal pretreatments at 160ºC within the analyzed reaction conditions had minor effects on improving the enzymatic efficiency, being not harsh enough to introduce significant modifications of the cell wall composition and structure, as demonstrated by our physical and chemical analyses. The combined hydrothermal treatments lasting 30 min and 60 min at 160ºC followed by the organosolv step for 150 min resulted in significant morphological changes and high lignin and hemicelluloses solubilization, resulting in an efficient enzymatic hydrolysis. Our results open perspectives of further studies aimed at optimization of hydrothermal and organosolv pretreatments and comprehension of compositional and morphological changes which lead to improved enzymatic hydrolysis of the lignocelulosic biomass.