Orientador: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Resumo: Estudou-se os efeito da relação C/N inicial do composto e proporção de nitrogênio proveniente de fontes nitrogenadas no substrato, sobre o processo de compostagem, produtividade e poder calorífico no cultivo do cogumelo Agaricus blazei Murrill. Para tanto, foram instalados dois Experimentos com diferentes proporções de fontes nitrogenadas adicionadas a resíduos lignocelulósicos (bagaço de cana-de-açúcar, Saccharum officinarum e palha de capim braquiária, Brachiaria sp). O Experimento 1 constou de seis tratamentos dispostos ao acaso, segundo esquema fatorial 3 x 2, com 10 repetições (três relações C/N iniciais: 35/1, 31/1 e 27/1; dois períodos de condicionamento na Fase II: 15 e 23 dias. O Experimento 2, constou de 9 tratamentos dispostos em blocos ao acaso, segundo esquema fatorial 3 x 3, com 12 repetições (três relações C/N iniciais médias: 43/1, 37/1 e 33/1; três proporções de nitrogênio provenientes de farelo de soja e uréia: 4/1, 1,5/1 e 1/1,5). Para o Experimento 1, as variáveis analisadas foram: carbono, nitrogênio e relação C/N do composto; durante as fases de compostagem. Durante o período de colheita determinou-se o peso dos cogumelos frescos. Para o Experimento 2, as variáveis analisadas foram: carbono, nitrogênio, relação C/N, umidade do composto e poder calorífico durante as fases de compostagem e ao final do período de colheita. Durante o período de colheita determinou-se o número, peso fresco e médio dos cogumelos, produtividade (base úmida) e eficiência biológica (produtividade na base seca)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The aim of this research, were study the effects of the relationship of C/N ratio and proportions of nitrogen sources of the compost and composting process, calorific value and productivity in the culture of the mushroom Agaricus blazei Murrill. Two Experiments (1 and 2) were tried with different proportions of nitrogen sources (urea and soya bean meal) added to cellulose and hemicellulose residues (sugar cane bagasse, Saccharum officinarum, and " capim braquiária" straw, Brachiaria sp). The Experiment 1 consisted of three treatments and adopted experimental delineating was randomized blocks, factorial scheme 3 X 2 x 10 (three initial C/N ratio; two periods of conditioning: 12 and 20 days; 10 repetitions). The Experiment 2 consisted of 9 arranged in randomized blocks, factorial scheme 3 x 3 x 12 (three initial C/N ratio: 43/1, 37/1 e 33/1; three proportions of nitrogen of soya bean meal and urea: 4/1, 1,5/1 and 1/1,5; 12 repetitions). The parameters analised were: humidity, fresh and dry matter compost, during Phase I, Phase II and spawn colonization. During the harvesting period, biological efficiency, productivity, number and fresh weight of mushroom, were determined. The results obtained in the two experiments, concluded that the composting period and compost for the production of A. blazei , is influenced by the relationship C/N ratio. For the same initial C/N ratio, the treatments with higher urea proportions in its formulation obtained lower productivities and smaller biological efficiency, besides distributed harvests. Regarding the number of mushrooms, it was verified that the longer crop period, decreases the quality of mushrooms (fresh matter ). The mushroom A. blazei has the versatility for development in composed relationships C/N 27 to 36. The calorific value is lower at the final of Phase II or the later composting process with reduced C/N ratio. / Mestre

Orientador: Ariela Veloso de Paula / Resumo: A obtenção de biodiesel a partir de matérias-primas de baixa qualidade tornou-se um desafio, pois métodos convencionais de produção requerem óleos ou gorduras com baixo teor de ácidos graxos livres e água. Como resultado, nos últimos anos foram desenvolvidas outras tecnologias alternativas, sendo uma delas a hidroesterificação. Este processo envolve duas etapas (hidrólise e esterificação), que permitem o uso de qualquer matéria-prima independentemente do teor de ácidos graxos livres e água, além de gerar produtos com elevada pureza. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação da lipase de Carica papaya na síntese de biodiesel a partir da hidroesterificação de matérias-primas de baixa qualidade. A primeira etapa da pesquisa consistiu na caracterização do óleo de palma bruto e do óleo residual de fritura. Nesta fase, as matérias-primas avaliadas foram consideradas de baixa qualidade por apresentar elevados teores de ácidos graxos livres (AGL-PALMA = 6,1% m/m; AGL-OGR = 1,2% m/m), índice de peroxido (IP-PALMA =17,1 meq-g/kg; IP-OGR = 36,0 meq-g/kg) e de água (H2O-PALMA = 1,5% m/m; H2O-OGR = 2,1% m/m). A segunda etapa, envolveu a caracterização do látex bruto de mamão, onde a maior atividade (491,2 U/g) foi alcançada a pH 6 e 8,5 na faixa de 30 a 60 °C. Ademais, observou-se que mais do 70% dessa atividade foi mantida após de 24 h de incubação a pH 8,5 e 35 °C. Na terceira etapa, foram realizadas reações de hidrolise, empregando um planejamento fatorial compl... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production of biodiesel from low-quality raw materials has become a challenge because conventional production methods require oils or fats with low free fatty acids and water. As a result, in recent years we have developed alternative technologies, one of the hidroesterificação. This process involves two steps, fatty acid hydrolysis followed by esterification, which allows the use of any raw material regardless of the free fatty acid and water content, as well as generating high purity products. In this context, the objective of this work was to evaluate the application of Carica papaya lipase in biodiesel synthesis from the hydroesterification of low quality raw materials. The first stage of the research consisted of the characterization of crude palm oil and frying waste oil. At this step, the raw materials evaluated were considered poor quality because it has high levels of free fatty acids AGL-PALMA = 6.1% w/w; AGL-OGR = 1.2% w/w), peroxide value (IP-PALMA = 17.1 meq-g/kg; IP-OGR = 36.0 meq-g/kg) and water (H2O-PALMA = 1.5% w/w; H2O-OGR = 2.1% w/w). The second stage involved the characterization of crude papaya latex, where the greatest activity (491.2 U/g) was achieved at pH 6 and 8.5 in the range 30 to 60 °C. Moreover, it was observed that over 70% of this activity was maintained after 24 h of incubation at pH 8.5 and 35 °C. In the third stage, hydrolysis reactions were performed using a complete 2^3 factorial design and expanded for response surface methodology. Th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os biocombustíveis são produzidos de acordo a conjunturas do mercado de petróleo e das commodities agrícolas, e são inseridos na esfera produtiva dos derivados de petróleo através de incentivos governamentais. O objetivo do trabalho foi analisar a relação entre os setores de biocombustíveis, alimentos e petróleo recorrendo ao referencial teórico sobre renda dos recursos naturais e ao método histórico. Na primeira etapa foram identificados vasos comunicantes entre os preços do petróleo e de algumas commodities agrícolas, observando que o excedente criado com o petróleo influencia os preços das commodities agrícolas e, a partir do processo de financeirização desta esfera, os comercializadores oligopsônicos de alimentos podem extrair um excedente dos proprietários da terra. Na segunda etapa foram analisados os programas brasileiros. Foi observado que no caso do biodiesel a criação de rendas diferenciais a partir da produção de matérias primas da agricultura familiar fica restringida. A obtenção deste tipo de rendas depende do preço de mercado dos óleos vegetais provenientes da agricultura capitalista e de acordo aos incentivos formulados para o PNPB ainda não se configura um mercado de referência que permita escolher o mercado de energia sendo preferível auferir a renda da terra no mercado de óleos vegetais para alimentação. Análise comparativa revelou com significância estatística que os preços dos óleos vegetais tendem a ser superiores aos dos fósseis equivalentes. Os resultados da pesquisa permitem concluir que as tentativas de viabilizar o biodiesel: a) na década de 1970 careceram de articulações políticas para superar as dificuldades impostas pelas condições de mercado, em comparação com o etanol; b) na retomada dos anos 2000, apesar da intensa articulação institucional e dos incentivos, permanecem as dificuldades decorrentes da limitada escala de produção da matéria prima e da natureza dos mercados de óleos vegetais e o preço regulador definido pelo dos fósseis equivalentes. No caso do álcool, a instrumentalização do Estado por parte das elites, permitiu a criação de incentivos, principalmente a favor dos produtores de açúcar e/ou álcool durante várias décadas, até conseguir a opção de obter rendas absolutas e diferenciais nos dois mercados. As condições de mercado criadas por esta articulação permitiu criar um preço regulador para o etanol baseado, inicialmente, no mercado do açúcar e depois no mercado de derivados do petróleo. A pesquisa demonstra que o álcool combustível no Brasil criou, através dos incentivos governamentais, capacidade de reprodução com alta produtividade / custos baixos e balanço energético favorável. Sua permanência é devida à frota de flex-fuel lançada em 2003. Apesar das articulações institucionais o etanol combustível não se autonomizou e permanece vinculado ao comportamento dos preços reguladores determinados pela esfera dos combustíveis fósseis. / Biofuels are produced according to conjunctures of the agricultural commodities and oil markets and are inserted into the productive sphere of oil products through government incentives. The aim of this study was to analyze the relationship between the biofuel, food and oil sectors using the theoretical framework on rent of natural resources and the historical method. In a first step communicating vessels between oil prices and some agricultural commodities were identified. The surplus created in the oil sector is influences the prices of agricultural commodities and from process of financialisation of this sphere, the traders oligopsony can extract surplus from landowners. In the second step the Brazilian programs were analyzed. Creating differential rent in biodiesel production with raw materials from family farming is quite restricted. Obtaining this type of rent depends on the market price for vegetable oils from capitalist agriculture. Incentives formulated according to PNPB not yet sufficient to prefer the energy market instead of obtaining land rent in alternative markets for the vegetable oils. Statistically significant comparative analysis revealed that vegetable oil prices tend to be higher than the equivalent fossil oils. The results allow to conclude that attempts to make biodiesel production viable: a) in 1970´s lacked political alliances to overcome the difficulties imposed by market conditions , compared with ethanol; b ) in the resumption of the 2000s, despite of intense articulation and institutional incentives, difficulties remain, arising from the limited scale of production of the raw material as well as from the nature of markets of vegetable oils and their regulating price defined by equivalent fossil oil . In the case of ethanol, the instrumentalization of the State by elites, enabled the creation of incentives, especially for producers of sugar and/or ethanol, during several decades, until building up the option to obtain absolute and differential rents in both markets. Market conditions created by this articulation allowed enabled the establishment of regulating price for ethanol based initially on the sugar market and eventually on the oil market. This research shows that ethanol fuel in Brazil created, through the governmental incentives, reproduction capacity with high productivity / low costs and favorable energy balance. Their permanence is due to the flex-fuel automobiles launched in 2003. Despite the institutional linkages ethanol fuel did not become autonomous and its remains linked to the behavior of prices determined by the regulatory sphere of fossil fuels.

Os biocombustíveis são produzidos de acordo a conjunturas do mercado de petróleo e das commodities agrícolas, e são inseridos na esfera produtiva dos derivados de petróleo através de incentivos governamentais. O objetivo do trabalho foi analisar a relação entre os setores de biocombustíveis, alimentos e petróleo recorrendo ao referencial teórico sobre renda dos recursos naturais e ao método histórico. Na primeira etapa foram identificados vasos comunicantes entre os preços do petróleo e de algumas commodities agrícolas, observando que o excedente criado com o petróleo influencia os preços das commodities agrícolas e, a partir do processo de financeirização desta esfera, os comercializadores oligopsônicos de alimentos podem extrair um excedente dos proprietários da terra. Na segunda etapa foram analisados os programas brasileiros. Foi observado que no caso do biodiesel a criação de rendas diferenciais a partir da produção de matérias primas da agricultura familiar fica restringida. A obtenção deste tipo de rendas depende do preço de mercado dos óleos vegetais provenientes da agricultura capitalista e de acordo aos incentivos formulados para o PNPB ainda não se configura um mercado de referência que permita escolher o mercado de energia sendo preferível auferir a renda da terra no mercado de óleos vegetais para alimentação. Análise comparativa revelou com significância estatística que os preços dos óleos vegetais tendem a ser superiores aos dos fósseis equivalentes. Os resultados da pesquisa permitem concluir que as tentativas de viabilizar o biodiesel: a) na década de 1970 careceram de articulações políticas para superar as dificuldades impostas pelas condições de mercado, em comparação com o etanol; b) na retomada dos anos 2000, apesar da intensa articulação institucional e dos incentivos, permanecem as dificuldades decorrentes da limitada escala de produção da matéria prima e da natureza dos mercados de óleos vegetais e o preço regulador definido pelo dos fósseis equivalentes. No caso do álcool, a instrumentalização do Estado por parte das elites, permitiu a criação de incentivos, principalmente a favor dos produtores de açúcar e/ou álcool durante várias décadas, até conseguir a opção de obter rendas absolutas e diferenciais nos dois mercados. As condições de mercado criadas por esta articulação permitiu criar um preço regulador para o etanol baseado, inicialmente, no mercado do açúcar e depois no mercado de derivados do petróleo. A pesquisa demonstra que o álcool combustível no Brasil criou, através dos incentivos governamentais, capacidade de reprodução com alta produtividade / custos baixos e balanço energético favorável. Sua permanência é devida à frota de flex-fuel lançada em 2003. Apesar das articulações institucionais o etanol combustível não se autonomizou e permanece vinculado ao comportamento dos preços reguladores determinados pela esfera dos combustíveis fósseis. / Biofuels are produced according to conjunctures of the agricultural commodities and oil markets and are inserted into the productive sphere of oil products through government incentives. The aim of this study was to analyze the relationship between the biofuel, food and oil sectors using the theoretical framework on rent of natural resources and the historical method. In a first step communicating vessels between oil prices and some agricultural commodities were identified. The surplus created in the oil sector is influences the prices of agricultural commodities and from process of financialisation of this sphere, the traders oligopsony can extract surplus from landowners. In the second step the Brazilian programs were analyzed. Creating differential rent in biodiesel production with raw materials from family farming is quite restricted. Obtaining this type of rent depends on the market price for vegetable oils from capitalist agriculture. Incentives formulated according to PNPB not yet sufficient to prefer the energy market instead of obtaining land rent in alternative markets for the vegetable oils. Statistically significant comparative analysis revealed that vegetable oil prices tend to be higher than the equivalent fossil oils. The results allow to conclude that attempts to make biodiesel production viable: a) in 1970´s lacked political alliances to overcome the difficulties imposed by market conditions , compared with ethanol; b ) in the resumption of the 2000s, despite of intense articulation and institutional incentives, difficulties remain, arising from the limited scale of production of the raw material as well as from the nature of markets of vegetable oils and their regulating price defined by equivalent fossil oil . In the case of ethanol, the instrumentalization of the State by elites, enabled the creation of incentives, especially for producers of sugar and/or ethanol, during several decades, until building up the option to obtain absolute and differential rents in both markets. Market conditions created by this articulation allowed enabled the establishment of regulating price for ethanol based initially on the sugar market and eventually on the oil market. This research shows that ethanol fuel in Brazil created, through the governmental incentives, reproduction capacity with high productivity / low costs and favorable energy balance. Their permanence is due to the flex-fuel automobiles launched in 2003. Despite the institutional linkages ethanol fuel did not become autonomous and its remains linked to the behavior of prices determined by the regulatory sphere of fossil fuels.

Orientador: Fábio Minoru Yamaji / Resumo: Os atuais padrões mundiais de consumo energético estão baseados na utilização de combustíveis fósseis, os quais, além de serem não renováveis, geram diversos problemas ambientais. Nos últimos anos houve um aumento na busca por fontes energéticas alternativas e mais sustentáveis, como as biomassas provenientes de resíduos agroindustriais, as quais podem apresentar grande potencial energético por área e baixos impactos ambientais. Com o intuito de minimizar os problemas ambientais relacionados à geração e descarte de resíduos provenientes das atividades de cultivo de cogumelos, esse estudo teve como objetivo avaliar o potencial bioenergético do resíduo de cultivo de shiitake (RCS) seco e por meio de sua conversão termoquímica pelo processo de pirólise em três temperaturas diferentes (350°C, 450°C e 550°C). Mediante às análises, o biocarvão de 350°C (BC350) foi considerado com o maior potencial energético devido à menor quantidade de cinzas e maiores quantidades de materiais voláteis, carbono fixo, poder calorífico, rendimento gravimétrico e fator de rendimento gravimétrico. As análises químicas e físicas revelaram que o RCS seco apresenta uma natureza bastante complexa, característica comumente encontrada em materiais de origem lignocelulósica. As análises termogravimétricas foram realizadas em três rampas de aquecimento, 10°C/min, 15°C/min e 20°C/min, em atmosfera oxidante e inerte. Foram identificadas etapas de conversão referentes à perda de água e degradação de hemicelulo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Current global patterns of energy consumption are based on the use of fossil fuels, which are not only non-renewable resources, but also generate vast environmental problems. Recent years have witnessed an increasing search for alternative, more sustainable, energy sources, such as biomasses originated from agroindustrial residues, a material that may present great energetic potential per area and minor environmental impacts. Aiming at minimizing environmental impacts related with the generation and discard of mushroom cultivation residues, the present study intended to evaluate the bioenergetic potential of the spent shiitake substrate (SSS), both in its dry form and after its thermochemical conversion by a pyrolysis process in 3 different temperatures (350°C, 450°C e 550°C). Further analyses founded the consideration that the 350°C biochar (BC350) was that with the greatest energetic potential, due to its reduced ash amounts and higher volatile amounts, fixed carbon, heat value, gravimetric yield and gravimetric yield factor. Chemical and physical analyses revealed that the dry SSS possesses a highly complex nature, characteristics commonly found in lignocellulosic materials. Thermogravimetric analyses were performed in 3 heating rates, 10°C/min, 15°C/min and 20°C/min in oxidizing and inert atmospheres. Conversion steps related with water loss and degradation of hemicellulose, cellulose and lignin have been identified. The kinetic study was carried out by non-isothermal and non-isoconversional Kissinger method. The activation energies obtained were of 110.3 kJ mol-1 and 136 kJ mol-1 for the SSS and BC350, respectively and are within the range found for other biomasses. The SSS presented features that allow the conclusion that such residue possesses great potential for bioenergy generation applications, potential which may be improved by means ... (Complete abstract click electronic acess below) / Mestre

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Co-Orientador: Edson Alves de Lima. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental.

Orientador: Edesio Luiz Simionatto. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

As microalgas são uma alternativa ecológica e economicamente viável para o tratamento de efluentes industriais, já que são capazes de assimilar compostos como nitrogênio, fósforo e carbono. Em consequência ao potencial para o tratamento de efluentes há a geração de biomassa que pode ser utilizada para a fabricação de produtos com valor agregado, como os biocombustíveis. Assim, neste trabalho, avaliou-se a viabilidade de crescimento e produção de biomassa microalgal em águas residuais de curtume, sem tratamento prévio e sem adição de nutrientes. Objetiva-se, com tais experimentos, verificar a capacidade de remoção de contaminantes deste efluente, bem como composição microalgal em proteínas, lipídios e carboidratos para subsequente utilização. Inicialmente, verificou-se a influência da intensidade luminosa e da concentração do efluente de curtume na produção da biomassa da Scenedesmus sp., e na remoção de poluentes tais como nitrogênio amoniacal, fósforo e demanda química de oxigênio pela microalga. A microalga foi cultivada em efluente bruto de curtume sem tratamento prévio, coletado diretamente da etapa de ribeira, sob diferentes concentrações (entre 20% e 100%) e intensidade luminosa (entre 80 e 200 μmol photons.m−2.s−1) com temperatura de 25 °C e aeração constante. Este estudo demonstrou que a concentração de efluente e a intensidade luminosa influenciaram positivamente na quantidade de biomassa produzida, bem como na remoção de nitrogênio amoniacal e fósforo e DQO. Em um segundo passo, cultivaram-se as microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. em fotobiorreatores airlift de 3 L, contendo diferentes concentrações de efluente bruto de ribeira de curtume (25%, 50% e 100%), sob intensidade luminosa de 200 μmol photons.m−2.s−1, à temperatura ambiente (25 °C), durante 20 dias. Nos cultivos com a microalga Scenedesmus sp. foi observada máxima concentração de biomassa de 1,75 g.L-1 e elevadas remoções de nitrogênio total - NT (91,68%), nitrogênio amoniacal - NH3-N (94,36%), fósforo - PO4-P (97,33%), carbono inorgânico - CI (93,56%) e demanda química de oxigênio - DQO (66,64%). Elevados teores de lipídios (27,14%) e carboidratos (34,17%) também foram verificados. Os resultados obtidos a partir dos cultivos com a Chlorella sp. apresentaram máxima concentração de 1,64 g.L-1. Além disso, foram observadas remoções de NT (91,59%), NH3-N (93,57%), PO4-P (98,10%), CI (89,46%), DQO (71,20%) e DBO (37,87%). Na composição da biomassa observou-se elevados teores de lipídios (25,46%) e carboidratos (36,36%). Na análise do perfil dos ácidos graxos, os biodieseis etílicos produzidos a partir dos lipídios das microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. apresentaram estabilidade oxidativa, devido ao grau de saturação. Assim estes estudos demonstraram que o processo combinado de tratamento de efluentes na conversão de biomassa de microalgas oferece muitos méritos ambientais com a produção de produtos de valor agregado, como o biodiesel. Neste estudo também investigou-se a recuperação da biomassa utilizando agentes coagulantes/floculantes inorgânicos (cloreto férrico e sulfato de alumínio) e taninos vegetais orgânicos (Tanfloc SL, Tanfloc SG e Tanfloc SH). Além disso, também foram analisados os efeitos das condições operacionais sobre o teor de lipídios nas microalgas e na composição de ácidos graxos do biodiesel produzido a partir dos lipídios. Verificou-se elevada eficiência de recuperação de biomassa de aproximadamente 98% para as microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. utilizando o tanino vegetal Tanfloc SH e ainda não foi observado alteração no conteúdo de ácidos graxos em FAEE com o uso do tanino floculante. A fim de maximizar a produção de energia obtida através das microalgas e reduzir os custos totais dos processos e do tratamento de resíduos, a biomassa residual gerada a partir da síntese do biodiesel foi utilizada como um adosorvente alternativo do corante Acid Blue 161 (AB-161) utilizado amplamente na indústria coureira. A biomassa foi caracterizada por técnicas analíticas de FTIR, MEV, BET, BJH e potencial zeta. As quantidades máximas de corante AB-161 adsorvido foram de 75,78 mg.g-1 a 25 °C e de 83,2 mg.g-1 a 40 °C. No tratamento de águas residuais de curtumes reais, os resultados mostram que a utilização da biomassa residual (após extração dos lipídios) como adsorvente, reduziu significativamente a concentração de corante (76,65%), carbono orgânico total - COT (50,78%) e nitrogênio total - TN (19,80%). / Microalgae are an ecologically and economically viable alternative for the industrial wastewater treatment, since they are able to assimilate compounds such as nitrogen, phosphorus and carbon. As a consequence of the potential for the treatment of wastewater, there is the generation of biomass that can be used for the production of value-added products, such as biofuels. Thus, in this work, it was evaluated the viability of growth and production of microalgal biomass in tannery wastewater, without previous treatment and without addition of nutrients. The objective of these experiments was to verify the bioremediation capacity to remove contaminants from this effluent, as well as microalgal composition for subsequent use. The influence of light intensity and concentration of tannery effluent on Scenedesmus sp. biomass production, as well as the removal of pollutants such as ammoniacal nitrogen, phosphorus and chemical oxygen demand from the microalga were verified. The microalga was cultivated in raw wastewater from untreated tannery collected directly from the beamhouse stage under different concentrations (between 20% and 100%) and light intensity (between 80 and 200 μmol photons.m−2.s−1) with a temperature of 25°C and constant aeration. In a second step, the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. were grown in 3 L airlift photobiororators, containing different concentrations of raw tannery wastewater (25%, 50% and 100%), under light intensity of 200 μmol photons.m−2.s−1, at temperature (25°C) for 20 days. In the cultures with the Scenedesmus sp. microalgae, a maximum biomass concentration of 1.75 g.L-1 and high removals of total nitrogen (NT) (91.68%), NH3-N (94.36%), phosphorus - PO4-P (97,33%), inorganic carbon - CI (93,56%) and chemical oxygen demand - COD (66,64%). High levels of lipids (27.14%) and carbohydrates (34.17%) were also observed. The results obtained from the cultures with Chlorella sp. presented a maximum concentration of 1.64 g L-1. In addition, NT (91.59%), NH3-N (93.57%), PO4-P (98.10%), CI (89.46%), COD (71.20%), and BOD (37.87%) removals were observed. The composition of the biomass showed high levels of lipids (25.46%) and carbohydrates (36.36%). In the analysis of the fatty acid profile, the ethylic biodiesel produced from the lipids of the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. presented oxidative stability due to the degree of saturation. Thus these studies have shown that the combined process of effluent treatment in the conversion of microalgae biomass offers many environmental merits with the production of value-added products, such as biodiesel. This study also investigated biomass recovery using inorganic coagulants / flocculants (ferric chloride and aluminum sulfate) and organic vegetable tannins (Tanfloc SL, Tanfloc SG and Tanfloc SH). In addition, the effects of operating conditions on lipid content in microalgae and on the fatty acid composition of biodiesel produced from lipids were also analyzed. There was a high biomass recovery efficiency of approximately 98% for the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. using Tanfloc SH and it was not observed any alteration in fatty acid content in FAEE with the use of flocculent tannin. In order to maximize energy production through microalgae and reduce the total costs of waste treatment processes and treatment, the residual biomass generated from the biodiesel synthesis was used as an alternative adder of the Acid Blue 161 dye (AB-161) widely used in the hull industry. Biomass was characterized by analytical techniques of FTIR, MEV, BET, BJH and zeta potential. The maximum amounts of adsorbed AB-161 dye were 75.78 mg.g -1 at 25 °C and 83.2 mg.g -1 at 40 °C. The results showed that the use of residual biomass (after lipid extraction) as adsorbent significantly reduced the concentration of dye (76.65%), total organic carbon (TOC) (50.78%) and total nitrogen - TN (19.80%).

Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Coorientador: Eleni Gomes / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Luciano Takeshi Kishi / Resumo: As celulases são enzimas empregadas principalmente na indústria de papel e celulose e têxtil, e têm ganhado destaque pelo seu potencial hidrolítico em materiais lignocelulósicos na produção de etanol, já que são capazes de hidrolisar a celulose. O objetivo do projeto foi efetuar a caracterização e isolamento das endoglucanases produzidas pelo fungo termofílico Myceliophthora thermophila M.7.7 em cultivo em estado sólido. Foram realizados ensaios para avaliar os efeitos do pH, da temperatura, de diversas substâncias químicas, cátions e compostos fenólicos na atividade enzimática. A estimativa da massa molecular foi realizada por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), e como resultado foi possível observar sete endoglucanases detectadas por zimografia, que possuem massa molecular estimada entre 26 e 82 kDa. O valor ótimo para o pH do extrato enzimático bruto foi 5,5 e 70ºC para a temperatura ótima em incubação de 4 minutos. Em relação à estabilidade do extrato bruto, os maiores valores ocorreram entre as faixas de pH de 6 a 6,5, e 30 e 40ºC para temperatura até 120 minutos. Entre os reagentes testados, Triton, DTT e Isopropanol aumentaram a atividade enzimática sobre o extrato bruto em cerca de 10%. Os cátions NaCl, SrCl2, BaCl2 e ZnCl2 aumentaram a atividade das endoglucanases. Em relação aos compostos fenólicos, todos induziram em diversos graus o decréscimo da atividade das endoglucanases do extrato bruto. Das sete endoglucanases, três foram isoladas pela extração... / Abstract: Cellulases are enzymes used mainly in the paper and cellulose and textile industries and have been highlighted for their hydrolytic potential in lignocellulosic materials in the production of ethanol, since they are capable of hydrolyzing cellulose. The objective of the project was to characterize and isolate the endoglucanases produced by the thermophilic fungus Myceliophthora thermophila M.7.7 in solid state cultivation. Tests were carried out to evaluate the effects of pH, temperature, several chemical substances, cations and phenolic compounds on enzymatic activity. The molecular weight estimation was performed by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), and as a result it was possible to observe seven endoglucanases detected by zymography, which have an estimated molecular mass between 26 and 82 kDa. The optimum pH for the crude enzyme extract was 5.5, and 70 °C for the optimum incubation temperature for 4 minutes. Regarding the stability of the crude extract, the highest values occurred between the pH ranges from 6 to 6.5, and 30 to 40ºC for temperature up to 120 minutes. Among the tested reagents, Triton, DTT and Isopropanol increased the enzymatic activity on the crude extract by about 10%. NaCl, SrCl2, BaCl2 and ZnCl2 increased the endoglucanase activity. With respect to the phenolic compounds, all induced to varying degrees the decrease in the activity of the endoglucanases of the crude extract. Of the seven endoglucanases, three were isolated by direct gel ... / Mestre

Resumo: A necessidade de se reduzir o consumo de energia se fundamenta nas questões ambientais uma vez que a poluição atmosférica, chuva ácida e alteração climática global estão intimamente relacionadas com a produção e utilização de energia. É com esse desafio que essa investigação buscou, por meio de um estudo sobre biocombustíveis na educação básica, promover a formação do indivíduo com competências básicas, contribuindo para que esse indivíduo saiba lidar com a tecnologia e adquira senso crítico para atuar por uma sociedade melhor e intervir nos problemas ambientais relativos a questões energéticas. Para tanto, a contribuição foi feita por meio do processo educativo, com o olhar dirigido ao educador. Por meio de formação continuada de professores, a pesquisa promoveu a intervenção nas propostas de projetos de ensino dos educadores com diferentes estratégias de ensino para abordar o tema biocombustíveis entre outros relativos à energia. As estratégias citadas foram: o trabalho de campo, muito utilizado em projetos de educação ambiental; registros do professor e do aluno, denominados diários de aprendizagem; planejamento do projeto de ensino ou do plano de trabalho docente para a condução de trabalhos de alunos por meio da Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP); e a avaliação de desempenho com critérios de excelência definidos entre professores e alunos na forma de rubricas. O desenvolvimento de projetos no contexto escolar, conduzidos por meio da ABP, demonstrou ser uma estratégia de ensino indicada à formação integral do aluno, em especial, nos conteúdos atitudinais, o que foi possível verificar na reflexão dos atores (alunos e professores) envolvidos nesse processo / Abstract: The need to reduce energy consumption is based on environmental issues since air pollution, acid rain and global climate change are closely related to the production and use of energy. It is with this challenge that this research sought, through a study of biofuels in high education, to promote the formation of the individual with basic skills, contributing so that that individual can handle the technology and acquire critical thinking to work for a better society and intervene in environmental problems related to energy issues. With a view to this purpose, the contribution was made through the educational process, with a focus on the educator. Through the continued formation of the teachers, the research has promoted the intervention in the educator‟s teaching projects, emphasizing different teaching strategies to address the issue of biofuels and other energy-related issues. The strategies mentioned were: the field work, often used in environmental education projects; records of the teacher and the student, known as learning logs; planning of the teaching project or of the teaching plan for driving the students‟ work through Project Based Learning (PBL); and the performance evaluation based on excellence criteria established between teachers and students in the form of rubrics. The development of projects in schools, conducted by means of a PBL approach, proved to be a teaching strategy indicated to the formation of the student as a whole, especially in the attitudinal contents, which could be seen from the reflection of the actors (students and teachers) involved in this process / Orientador: Galeno José de Sena / Coorientador: Jânio itiro Akamatsu / Banca: Leonardo Mesquita / Banca: Rubens Alves Dias / Banca: Silvio Henrique Fiscarelli / Banca: Edson da Costa Bortoni / Doutor